Расчет апохроматических телескопов из обычных стекол

[d1s]

На этом форуме не однократно обсуждался вопрос влияния ЦЭ на контраст и зазрешающую способность оптики - почитайте, очень познавательно

P.S А от темы мы действительно отдалились

[ekvi]

А от темы мы действительно отдалились

... и стали на несколько нюансов ближе к пониманию коррекции объективов для визуальных наблюдений.

[Незнайка]

Я думаю, что топик стартер имел ввиду все же линзовые апо-системы на простых стеклах, а вовсе не зеркальные, поэтому публикация катадиоптрика (зеркальная система + линзовый корректор) в рамках данной темы неуместна. Ничего нового и удивительного в приведенной ekvi схеме нет, равно как и чего-то такого, чего нельзя достичь с помощью преломляющей оптики и даже без "особо вычурного хрусталя". Основной недостаток катадиоптриков - наличие ЦЭ - всем очевиден (и сравнить ЧКХ катадиоптрика с ЧКХ эквивалентного линзового апо-объектива, убедившись в преимуществе последней, не составляет труда, и любой ZEMAX продемонстрирует именно это). Поэтому в очередной раз сводить дискуссию к набившей оскомину теме "рефлектор vs рефрактор", к-рая кстати, уже в который раз была закрыта на форуме, здесь не имеет смысла. В отдельной теме - пожалуйста, можно обсудить, чем плох, например, суб-апертурный корректор или почему плохо делать крупногабаритное зеркало из К8, и т.д. и т.п.
 

[Дмитрий Серегин]

При ЦЭ < 0.18  зеркальная система уже неотличима от линзовой.

Да если смотреть через туман

Основной недостаток катадиоптриков - наличие ЦЭ - всем очевиден (и сравнить ЧКХ катадиоптрика с ЧКХ эквивалентного линзового апо-объектива, убедившись в преимуществе последней, не составляет труда, и любой ZEMAX продемонстрирует именно это).

Попробовал проверить на базе двух примеров из Zemax приведенных к F=1500,  1/10.
Samples\Sequential\Telescopes\Schalcktelescope 10.ZMX   (экранирование по площади 0,111)
и
Samples\Sequential\Objectives\Apochromatic4.zmx
Длины волн: 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75
Поле 0,4 градуса
Результаты в картинках:

[d1s]

Уважаемые любители астрономии и оптики, давайте сосредоточимся на теме " Расчет апохроматических телескопов из обычных стекол", она очень интересна и полезна как для многих любителей телескопостроения так и для других посетителей данного форума.

P.S А насчет спора - что лучше рефрактор или рефлектор очень докладно написал всеми уважаемый Ernest в разделе ЧАВО
А сам спор ни к чему не приведет, так как разные оптические системы имеют свои преимущества, в следствие чего имеют свои
 применения в астрономии.

[Незнайка]

to Дмитрий Серегин:
ну, не любой же апо... Вы, похоже привели вариант на ОФ, возможно не оптимально подобраны марки стекол. Стекла надо подбирать тщательней, тогда хроматить так сильно не будет, просто не должен! Правда, в таких схемах при больших апертурах очень силен сферохроматизм. Лечить можно асферизацией.
Я уже говорил, что не хотел бы ввязываться в спор "рефлектор vs рефрактор",
но чтобы кому-то не показалось, что приведенный Вами пример - это все, на что способны рефракторы - вот мой вариант. Объектив 4 линзы а ля Петцваль.
Внешние характеристики специально подогнаны так, чтобы они были полностью эквивалентны катадиоптрику. Поле - 0,5 град. Спектр. диапазон 480-680нМ. Светосилу можно бы и увеличить, схема позволяет. Потенциал есть и по полю, и по спектру. И давайте на этом закончим с катадиоптриками в рамках этой темы.
P.S. Пришлось обрезать файл, качество пострадало, каюсь.

[Diman]

"А насчет спора - что лучше рефрактор или рефлектор очень докладно написал всеми уважаемый Ernest в разделе ЧАВО
А сам спор ни к чему не приведет, так как разные оптические системы имеют свои преимущества, в следствие чего имеют свои
 применения в астрономии."

Да ясно всё! Только в любом случае рефлектор проще самостоятельно построить, чем рефрактор. Это ещё Навашин сказал в книге про телескоп астронома-любителя.

[Незнайка]

Проще и дешевле, особенно 350 мм диаметром, кто же спорит, но речь шла о ТЕХНИЧЕСКИХ параметрах, то бишь о качестве изображения.

[md]

Оптик Busack из Германии  вырезал внеосевую систему из телескопа Гамильтона-Теребижа. Вместо вторичного зеркала -призма совмещенная с плосковыпуклой линзой-корректором, а главное зеркало Манжена имеет многослойное диэлектрическое покрытие на тыльной стороне. Программа автора, не требующая инсталяции, позволяет увидеть что качество изображения 100%, недостатки - неперпендикулярность плоскости изображения и оптической оси - 6,42 градуса; и сложность изготовления внеосевых сферических линз и зеркал Манжена. Хотя в этой теме уже приводился пример телескопа Максутова-Гершеля с комбинированным мениском и худшим качеством изображения.

Программа для расчета:
http://www.busack-medial.de/PointSpread-Demo.zip
Файл - Medial Apo 200mm f/8 (Medial-Apo.opt): Strehl 1.00

[d1s]

Оптик Busack из Германии  вырезал внеосевую систему из телескопа Гамильтона-Теребижа. Вместо вторичного зеркала -призма совмещенная с плосковыпуклой линзой-корректором, а главное зеркало Манжена имеет многослойное диэлектрическое покрытие на тыльной стороне. Программа автора, не требующая инсталяции, позволяет увидеть что качество изображения 100%, недостатки - неперпендикулярность плоскости изображения и оптической оси - 6,42 градуса; и сложность изготовления внеосевых сферических линз и зеркал Манжена. Хотя в этой теме уже приводился пример телескопа Максутова-Гершеля с комбинированным мениском и худшим качеством изображения.

Приведенная выше оптическая система была изготовлена или только в расчетах?

[Serge Chuprakov]

Хотя в этой теме уже приводился пример телескопа Максутова-Гершеля с комбинированным мениском и худшим качеством изображения.

Мак (пусть даже без ретуши)  400 мм 1:4 хуже доисторического медиаля 200 мм 1:8 при двухградусном поле? Ну!
Качество там лимитировано сферической высших порядков, от которой максутовская схема страдает изначально,  а не вторичным спектром и не сферохроматизмом. С коррекцией хроматизма там все в порядке (при трех радиусах и любом, самом бросовом стекле). Если нанести, например, на зеркало внеосевую ретушь, там легко можно и 350 на 1:6 и поле будет дай Б$$$гъ каждому.  Чем в XXI в. легкая внеосевая ретушь 350 мм зеркала страшнее внеосевой медиальной схемы середины XIX в.?

[Serge Chuprakov]

Приведенная выше оптическая система была изготовлена или только в расчетах?

Такими патентами переполнены ПБ всех более-менее развитых государств Европы, США и Японии

[d1s]

Такими патентами переполнены ПБ всех более-менее развитых государств Европы, США и Японии

НО данная схема в изготовлении будет намного дороже апохромата Да и боюсь дифракционная картинка внеосевика будет похуже -кома и т.д
P.S Почему ж они не имеют такого распостранения как др. системы???

[d1s]

Хотя в этой теме уже приводился пример телескопа Максутова-Гершеля с комбинированным мениском и худшим качеством изображения.
Мак (пусть даже без ретуши)  400 мм 1:4 хуже доисторического медиаля 200 мм 1:8 при двухградусном поле? Ну!
Качество там лимитировано сферической высших порядков, от которой максутовская схема страдает изначально,  а не вторичным спектром и не сферохроматизмом. С коррекцией хроматизма там все в порядке (при трех радиусах и любом, самом бросовом стекле). Если нанести, например, на зеркало внеосевую ретушь, там легко можно и 350 на 1:6 и поле будет дай Б$$$гъ каждому.  Чем в XXI в. легкая внеосевая ретушь 350 мм зеркала страшнее внеосевой медиальной схемы середины XIX в.?

Конечно 400 мм не хуже 200 мм (но мак 200 мм и апо 200 мм разница существенная)
Может тогда лучше брахит с внеосевыми зеркалами? (меньше поверхностей для обработки)
P.S При любой внеосевой системе появляются сложности юстировки а также огромные аберрации при нарушении ее .

[Serge Chuprakov]

Конечно 400 мм не хуже 200 мм (но мак 200 мм и апо 200 мм разница существенная)
Может тогда лучше брахит с внеосевыми зеркалами? (меньше поверхностей для обработки)
P.S При любой внеосевой системе появляются сложности юстировки а также огромные аберрации при нарушении ее .

По отношению цена/качество? 200 мм апохромат и макcутов той же светосилы? Не уверен, что максутов проиграет
Зеркальный брахит — система с очень дорогими зеркалами, по полю зрения эквивалентная «большой» зеркалке. Требования к точности юстировки, кстати, тоже такие же, что и у «большой» центрированной системы. Если «большая» центрированная система из которой произошел брахит допускает, допустим, 0.5 мм децентрировки, то и брахит будет точно такой же.
Насчет любой внеосевой системы — далеко не факт. Вот есть например Шейфшпиглер (три-, фир- и прочий шпиглер) или Йоло. Там аберрации (и относительное отверстие для уменьшения их влияния) изначально такие, что хоть на минуты наклоняй — хуже не будет.

[Serge Chuprakov]

НО данная схема в изготовлении будет намного дороже апохромата
P.S Почему ж они не имеют такого распостранения как др. системы???

Потому и не получили, ни они, ни множество прочих системы с полно- и малоапертурными корректорами из клиновидных линз.
А оно что, еще и не апланат? А смысл в нем тогда???

[d1s]

По отношению цена/качество? 200 мм апохромат и макcутов той же светосилы? Не уверен, что максутов проиграет

При одинаковых диаметрах объектива разрешение АПО  будет выше,  у МАКа - ЦЭ
Вы думаете что невозможно сделать АПО по светосиле равным МАКу и получить при этом высокое качество изображения ?
Нет ничего невозможного, просто АПО выйдет дороже  (фирлинзер D400mm/F2000mm - зонный астрограф с полем до 15 град)

[Serge Chuprakov]

При одинаковых диаметрах объектива разрешение АПО  будет выше,  у МАКа - ЦЭ
Вы думаете что невозможно сделать АПО по светосиле равным МАКу и получить при этом высокое качество изображения ?
Нет ничего невозможного, просто АПО выйдет дороже  (фирлинзер D400mm/F2000mm - зонный астрограф с полем до 15 град)

Экранирование никак не влияет на контраст высоких частот, поэтому уменьшить дифракционное разрешение не может.
Думаю, что можно сделать АПО по светосиле равной чему угодно , если всю трубу забить каким-нибудь эксклюзивным стеклом . Я писал о соотношении цена/качество, которое при одинаковой светосиле не оставляет АПО перед маком никаких шансов,.
Фирлинзер, разработанный в начале XX столетия для съемок на ч/б серебрянные пластинки ВОТ С ТАКИМ зерном, вообще не апохромат, его создавали как прежде всего анастигмат, одну из модификаций триплета Кука. В последнем средняя отрицательная линза имеет большую силу и вносит аберрации высших порядков, ее разбили на две, получился фирлинзер

[d1s]

Я писал о соотношении цена/качество, которое при одинаковой светосиле не оставляет АПО перед маком никаких шансов,.

Обязательная асферизация мениска при больших диаметрах, долгая термостабилизация и др. сложности  не дали возможности МАКу побить рефрактор по диаметру (с наибольшим диаметром сейчас есть рефрактор а не МАК)
Но если б это было нужно для астрономии то и АПО можно было бы сделать хоть 1:3 с качеством не хуже МАКа и МАК  D1000mm  и более- современные технологии изготовления оптики позволяют ( А НУЖНО ЛИ???) .

А насчет ЦЭ (ЦЭ-дифракционное разрешение увеличивает а контраст уменьшает (диаметр центрального дифракционного пика уменьшается но энергия с него переходит на кольцо вокруг него и как следствие- замыливание деталей)) 

P.S Чтоб убить бесполезный спор о том что лучше МАК или АПО - светосильный брахит с адаптивным вторичным зеркалом (как идея?)
 МАК и АПО оптические системы уходящие, так как преимущество завоевали системы РК
А для любителя изготовить РК будет не труднее МАКа, а тем более АПО

[Алексей Юдин]

Как раз РК для любителя - уходящая схема, т.к. без предфокальных корректоров всё равно не снимают, а раз он уже есть, то и комой его при небольших матрицах типа 36х36 и типовых параметрах нагрузить не проблема...