Линза Барлоу 2Х от НПЗ

[Дрюша]

В кругах ЛА бытует мнение, что линза Барлоу (далее ЛБ) как дополнительный элемент не несёт ничего хорошего: вносит какие-то дополнительные аберрации... Тут в соседней теме "Еще раз о МТО... (подбор окуляра и принадлежностей)" тоже была поднята тема об ЛБ и о её разгоне. Правда, там топикстартер потом сказал, что не будет покупать ЛБ... Но, может быть, кого-то ещё заинтересует эта тема по другому поводу. Например, что лучше, купить несколько короткофокусных окуляров (6.3, 7.5 мм) или обойтись более длиннофокусными окулярами (12.5-15 мм) с ЛБ? А как насчёт разгона ЛБ? Как правильно расчитать её "разгон" на бОльшую кратность (скажем, 3Х, 4Х, 5Х)? Появляются ли дополнительные аберрации при таком "разгоне", и какой они будут величины? Стоит ли эта игра свеч или выеденного яйца?

Я тут провел серию расчётов, более общих, чем когда-то проводил для себя. Модельные данные использованы на 2Х ЛБ, выпускаемую на НПЗ. В качестве объектива была использована "идеальная линза" (тип поверхности Paraxial, которой в природе на самом деле не существует). Кстати,  я уточнил "оптическую силу" (или "фокусное растояние") этой ЛБ, которая оказалась не 60 мм (как я раньше дкмал), а 54.4 мм. Соответственно, для достижения штатных 2Х задний отрезок после неё составляет 54.4мм, и при его увеличении на каждые дополнительные 54.4мм получается "разгон" с увеличением кратности на 1Х. Например, если надставить удлиннительной втулкой длиной 54.4мм (задний отрезок в таком случае составит 108.8 мм) кратность составит 3Х, если надставить втулкой длиной 108.8 мм (задний отрезок составит 163.2мм) кратность составит 4Х... Тут предполагается перефокусировка. Более подробно я приводил формулу в теме про МТО https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,46171.msg808222.html#msg808222 (только вместо численного значения 60(мм) следует иметь в виду 54.4 мм).

Выяснилось, что ЛБ хоть и действительно вносит некоторые аберрации (наверное, вторичный хроматизм и сферохроматизм), но при некоторых относительных фокусах они несущественны. И их относительное влияние уменьшается довольно быстро (быстрее чем во второй степени, наверное, по крайней мере в кубе) при увеличении относитнльного фокуса.

Например, в штатном режиме (без дополнительного "разгона", именно на штатных 2Х) она может вносить аберрации на грани "допустимого" при относительном фокусе 4. Как видно из спот-диаграммы, пятно рассеяния при этом чуть-чуть выбивается за пределы кружка Эйри в синих лучах (линия F), но это выбивание идёт в виде довольно слабого ореола. Если смотреть на волновую аберрацию по фронту, то в жёлто-зелёных лучах она составляет 1/5 - 1/6 лямбды, а в синих лучах (по линии F) уже достигает 1/3 лямбды. Что, в общем-то, довольно неплохо. Не каждый ЕD или даже АПО рефрактор обеспечивает такой уровень аберраций. Но на очень взыскательный вкус это может уже не понравиться... Короче, этот уровень дополнительно вносимых аберраций, который можно условно считать "предельно допустимым". Конечно, заметить такую аберрацию реально сумеет только очень опытный наблюдатель.

Но при увеличении относительного фокуса с 4 до 5 (а именно такой отн. фокус характерен для многих сравнительно "коротких" "Ньютонов", в т.ч. ТАЛ-150П 150:750, у Дипская есть аналогичные... Ну, короче, даже при таком, казалось бы, незначительном увеличении отн. фокуса аберрации, вносимые со стороны ЛБ, уменьшаются примерно вдвое. Спот даже по синей линии F с запасом вписывается в кружок Эйри, а волновая аберрация в жёлто-зелёном участке спектра не превышает 1/12 лямбды, а в синем диапазоне (по линии F) составляет не более 1/6 лямбды. Такое (расчётное) качество удовлетворит, пожалуй, самому взыскательному вкусу. Более высокого качества желать как-то даже не совсем уместно. Всё равно, вряд ли и главное зеркало (или какой-либо другой объектив) будет реально выполнен хотя бы с такой же точностью. Ещё раз уточняю, что речь тут идёт про РАСЧЁТНОЕ качество ЛБ на электронной модели.

Стоит ли говорить, что для более длинного относительного фокуса (6, 7, 8, 10...) вообще не имеет смысла говорить про какие-либо аберрации, дополнительно вносимые со стороны ЛБ. Они пренебрежимо малы. Но если у нас объектив более светосильный чем 1:4 (например, где-то я видел "Штурман" 200:750, что соответствует 1:3.75), то аберрации, вносимые со стороны ЛБ 2Х, предлагаемой НПЗ, будут уже заметно портить качество (разумеется, если сам этот инструмент это качество обеспечит, что, впрочем, сомнительно).

Ещё следует заметить, что при работе в штатном режиме эта ЛБ не вносит кому, то есть, вполне апланатична. Но если объектив обладает своей собственной комой, то эта ЛБ её не исправляет. Ах, да, она ещё вносит кривизну поля (радиусом кривизны около 80мм), что для визуала не критично, а для фото может быть не очень здорово. Если кто-то хочет снимать через ЛБ.

Споты в "штатном" режиме 2Х при отн. фокусах 4 и 5

[Дрюша]

А как она ведёт себя при "разгоне"? Ну, для затравки если "разогнать" её до 3Х? Сразу можно заметить, что аберрации, вносимые ею, при этом увеличиваются. Если у объектива относительный фокус 4, то они становятся заведомо неприемлемыми, а при 5 (что актуально для владельцев ТАЛ-150П, DS 150:750, SW 200:1000) оказываютя на "максимально приемлемом уровне" (примерно как в "штатном режиме" 2Х с относительным фокусом 4). Самому взыскательному и привередливому вкусу это может уже не удовлетворить. Но если увеличить отн. фокус с 5 до 6, то при разгоне до 3Х эта ЛБ ведёт себя примерно так же хорошо, как и  в "штатном" режиме с относительным фокусом 5. То есть, удовлетворяет самым взыскательным требованиям. Правда, она начинает вносить очень небольшую кому, которая проявляется по краю поля зрения. Впрочем, кома, которой обладает параболическое зеркало такой светосилы - во много раз больше. А полевые аберации, вносимые окулярами (гл. образом, астигматизм), - ещё больше. Так что, на самом деле вряд ли вы чего-то реально заметите в этом случае.

Поле зрения я задавал в линейной мере диаметром 7 и 10 мм в пространстве изображений, что соответствует "полезному" (более-менее хорошему) полю зрения самых ходовых окуляров.

[stepan]

а откуДа данные по барлухе? насколько стоит им Доверять?

[Дрюша]

И, наконец, что будет при разгоне до 4Х

Тут очевидно, сто при отн. фокусе 5 аберации выходят за пределы приемлемого уровня. При отн. фокусе 6 они примерно такие же как при разгоне до 3Х при отн. фокусе 5 или в штатном режиме при отн. фокусе 4. Но при отн. фокусе 7 и более удовлетворяют самым взыскательным требованиям. Это актуально для владельцев "Мицаров" (7.2), рефракторов, "Клевцовых", МАКов и ШК.

_________________________________________________ _________________________________________________ __________________

Выводы.
ЛБ 2Х от НПЗ обладает достаточно высоким качеством в случае использования её в штатном режиме (именно как 2Х без дополнительного разгона) совместно с объективами, обладающими достаточно большим относительным фокусом. При мягких ребованиях (P-V по фронту до 1/4 лямбды) её можно использовать с объективами относительным фокусом 4, но при более высоких требованиях слеует иметь относительный фокус не менее 5 (P-V по фронту до 1/8-1/10 лямбды). В штатном режиме она совершенно не вносит кому (апланалична) и даёт кривину поля радиусом около 55-80 мм взависимости от "разгона"  (что для визуала приемлемо, для фото – нет)

«Разгонять» её на бОльшую кратность (3-4 Х) можно в случае более мягких требоаний к качеству, либо при бОльшем относительном фокусе объектива. При более высоких требованиях к качеству изображения рекомендуется ориентироваться на более длинный отн. фокус.
Кратность (разгон)       доп.вынос   мин отн. фокус мягк.треб.   мин отн. фоус реком.
2Х (штатный)                 0                                 4                  5
3Х (разгон в 1.5 раза)       54.4 мм                                 5                  6
4Х (разгон в 2 раза)     108.8 мм                                 6                  7
5Х (разгон в 2.5 раза)     163.2 мм                                 7                  8

[Дмитрий Маколкин]

а откуДа данные по барлухе? насколько стоит им Доверять?

Я бы тоже с удовольствием взглянул на данные...

[Дрюша]

Данным верить можно (по крайней мере, в диапазоне спектра C-F, а если экстраполировать на линию G, то уже не ручаюсь), но я обещал не рассказывать... Хотя, странно, конечно. Я бы на месте маркетингового отдела НПЗ опубликовал бы если не дизайны, то уж расчётные спот-диаграммы, интерферограммы, что-то там ещё... Тем более, когда есть чем похвастаться... Китайцы, вон, публикуют... Ну, это их политика и не мне за них решать...

[Д. Карамазов]

Андрей, а чем телеконвертер отличается от линзы Барлоу?

И еще такой момент:
если я "отодвину" окуляр на 10см, то получу увеличение 2х?
(речь идет о МТО, разумеется)

[muscarin]

Интересно , а в сравнении  скажем 3Х ЛБ в штатном режиме и 2Х ЛБ в разогнаном. С одной стороны ЗХ будет работать в рассчетном режиме, с другой-2Х имеет меньшую оптич силу меньшую кривизну поверхностей итд?

[BIG TRAIL]

Спасибо, Дрюша.
 Ставил удлинит. трубку в ЛБ НПЗ длиной примерно вдвое короче 54мм, на ощупь было около 500х,
 теперь посмотрел - так и есть , 476х.  На 1:5 ничего такого криминального не заметно было. Теперь буду знать точно.

[sem2009]

В кругах ЛА бытует мнение, что линза Барлоу (далее ЛБ) как дополнительный элемент не несёт ничего хорошего: вносит какие-то дополнительные аберрации...

А так же блики, светорассеивание, светопоглощение, виньетирование, искажение хода главных лучей (отступление от телецентричности), ее ошибки изготовления и установки...  

Кстати,  я уточнил "оптическую силу" (или "фокусное растояние") этой ЛБ, которая оказалась не 60 мм (как я раньше дкмал), а 54.4 мм

Интересно почему оба термина в кавычках? Как бы иносказание? Кстати оптическая сила в мм не измеряется - или в диоптриях, или в любом случае в величинах обратных линейным.

Ни сами конструктивные данные, ни их источник - не приведен, так что не стоит связывать результаты расчета с ЛБ от НПЗ.

Выяснилось, что ЛБ хоть и действительно вносит некоторые аберрации (наверное, вторичный хроматизм и сферохроматизм), но при некоторых относительных фокусах они несущественны

. При "некоторых" отн. отверстиях любые аберрации могут быть несуществены.  

Обычная отрицательная склейка в качестве ЛБ неизбежно вносит существенный астигматизм, который при 1:4 уже очень сильно портит край поля зрения даже и при номинальном увеличении.

чем телеконвертер отличается от линзы Барлоу?

В телеконвертарах предприняты усилия по исправлению прежде всего полевых аберраций типа кривизны и астигматизма.

[Star Trek]

Дрюша, а Вы не пробовали посчитать, как эта ЛБ будет работать с коэф-том увеличения меньше штатного? К примеру, если ее выкрутить из трубки и приставить к окуляру, подобно светофильтру, получается коэф-т увеличения ~ 1,5. Как в этом случае с качеством изображения?

[TimLev]

Такой же вопрос. Я взял оптический блок от НПЗ 2х и ввинтил во вход бинки. Вот в точности как в цитате.

приспособил ЛБ 2х от НПЗ - если вывинтить саму линзу(в конической оправе) то она прекрасно ввинчивается в переднюю трубку бино, и в этом случае хода фокусера хватает. Правда ЛБ получается 4х, поэтому наблюдаю со штатными 20 мм. окулярами, или 25 мм. НПЗ, для планет неплохо.

Какая при этом будет кратность барлухи? Действительно 4х?  /  я к бинке сразу взял именно 20 мм окуляры.

[TM307]

Какая при этом будет кратность барлухи? Действительно 4х?

Грубо можно посчитать по размеру выходного зрачка кратность (диаметр объектива / диаметр выходного зрачка с барлоу и окуляром), ну а далее из общей кратности высчитаете кратность л барлоу (кратность окуляра общая с барлоу / кратность окуляра без барлоу). Вот так измеряется диаметр выходного зрачка https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,121313.msg4581145.html#msg4581145

Второй вариант - сравнить картинки с более короткофокусными окулярами без барлоу по наземке. Где будет картинка похожа по размеру (барлоу+длинный окуляр), то такая кратность. Дальше вычисляете. Этот вариант годится для рефрактора или ньютона.
Сравнивать одним глазом.

Может где и не прав.

[TimLev]

Ну да, обычно считают число кирпичей в ряду, влезающем в объектив.  Про зрачок: для 4х кратной барлоу выходной зрачок столь мал будет, что я не возьмусь его промерять линейкой. На биноклях и то грубовато выходит.

Если для НПЗ-2х дистанция прибавки 1 крата - 54,4 мм, то надо как-то узнать длину оптического хода в бинке и поделить на 54,4 мм.

[TM307]

то надо как-то узнать длину оптического хода в бинке и поделить на 55.4 мм.

Ну можно грубо конечно измерить линейкой по корпусу бинки и изгибами луча (ведь примерный ход луча в бинке известен - по центру оптического тракта).
Так https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,100935.msg4502555.html#msg4502555
или так https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,100935.msg3251114.html#msg3251114

Ну да, обычно считают число кирпичей в ряду, влезающем в объектив.

Если вы про размер изображения предмета, то так можно ошибиться, ведь размер видимого поля у разных окуляров может отличаться, надо сравнивать именно визуальный размер одного предмета.

[ВП]

Если для НПЗ-2х дистанция прибавки 1 крата - 54,4 мм, то надо как-то узнать длину оптического хода в бинке и поделить на 54,4 мм.

Не совсем так. Нужно от всей длины оптического тракта (обычно 100мм) отнять 55мм (насколько помню у 2х лб НПЗ такой отрезок) и оставшиеся 45мм разделить на 55мм и к ним прибавить 2 (кратность лб). Это и будет кратность барлоу при вкручивании линзоблока непосредственно в бинку.   http://astro-talks.ru/forum/viewtopic.php?f=15&t=105

[TimLev]

Доброго дня!

Как Вы определили, что 2х НПЗ барлоу в таком положении дает 4х? Я сам тоже попробовал так в бинку вкручивать, но пока по кирпичам не проверял. Нет поблизости кирпичных зданий.

Правильно, по кирпичам и определил. Точность правда невелика, но, за неимением лучшего...

[TimLev]

См. вложение. Я промерил свою бинку линейкой и получил что умножение Барлоу 2,7 х будет..

[ВП]

См. вложение. Я промерил свою бинку линейкой и получил что умножение Барлоу 2,7 х будет..

Я же все расписал и ссылку дал...

[Клевцов Юрий Андреевич]

Данные по 2-х кратной линзе Барлоу от НПЗ (моего расчёта) опубликованы в моей книге "Новые серийные телескопы и аксессуары"
на стр. 172. Там же опубликованы данные по 5-ти кратной линзе Барлоу, которую НПЗ позиционировал как панкратическую с
увеличением от 3 до 5 крат. Так что данные опубликованы и играйтесь с ними на здоровье.