Расчет коэффициентов аберраций третьего порядка

[Serge Chuprakov]

Это nb файл для Mathematica 4.1 в который достаточно подставить начальные значения:
- условие масштаба,
- известные параксиальные углы,
- расстояния,
- показатели преломления,
- дисперсии
и/или соотношения между ними, в зависимости от условий задачи, затем нажать Shift+Enter, чтобы получить значения
коэффициентов третьего порядка и оба хроматизма (первый - готическое U, второй - готическое V, остальные готические буквы S - сферическая, C - кома... и т. д.). В приведенном примере - Ричи-Кретьен.
Для определения неизвестных параметров, достаточно разрешить относительно них полученные уравнения и/или систему уравнений. По крайней мере, после определения коэффициентов сразу видно, возможна ли система, сколько у нее может быть решений и т. п.

[Ivan7enych]

Назовите тему нормально, пришлось дважды прочитать сообщение чтобы понять о чем речь.

[Serge Chuprakov]

Не понял в чем проблема с названием, если честно. Так нормально?

[ekvi]

Serge!
Учитывая Вашу занятость, отвечу очень кратко.

Уровень таких спецов, как ESTERN и А.Юдин, придется опускать, а не "поднимать" до Mathematica. Да и при наличии расчетной среды типа ZEMAX вряд ли сыщутся охотники производить Mathematica-раскопки.
Видимо, потому никто и не откликнулся на Ваш призыв.

[Serge Chuprakov]

Уровень таких спецов, как ESTERN и А.Юдин... Да и при наличии расчетной среды типа ZEMAX вряд ли сыщутся охотники производить Mathematica-раскопки.

Призыв был не для профессионалов, конечно, у них такие «болванки» у самих есть. А до необходимости изучения теории не опускаются обычно, а поднимаются. И тем не менее 22 закачки
Чтобы не плодить лишних сообщений, вот камера Райта (корректор там зеркальный, но это даже лучше, потому что проще). Продолжение следует...

[Serge Chuprakov]

Апланатический Шмидт-Кассегрен со сферическим главным зеркалом и преломляющим (ТОЛЬКО ДЛЯ НАГЛЯДНОСТИ!) планоидом, расположенном на произвольном расстоянии от главного зеркала. Продолжение следует...

[Serge Chuprakov]

Компенсационная схема Максутова со сферическим зеркалом заданного диаметра, установленным на заданном расстоянии от центра кривизны. Продолжение для тех, кто желает опустить свой уровень до классической теории, вместо того чтобы вслепую мучить кошек ZEMAX 

[ekvi]

Продолжение для тех, кто желает опустить свой уровень до классической теории, вместо того чтобы вслепую мучить кошек ZEMAX 

Serge!

А чем плохи формулы Д.Д. Максутова, приведенные, например, в монографии Н.Н. Михельсона,  для вычисления параметров асферических поверхностей?

Да, они действительны только  для аберраций 3-го порядка. Но ведь робкий ЛА и не замахивается на системы с F/D < 4.
Когда некто заявляет, что сегодня целесообразнее не решать оптическую проблему теоретически, а предоставить ее решение Земаксу, то он заблуждается: без путеводной идеи искусственный интеллект (=ПК) слепо ведет в тупик. Знание теории и является светочем.

Однако теория указывает лишь направление и рамки для поиска, справедливые только на сегодняшний день.
Для ЛА Земакс тем и хорош, что, не противореча теории, позволяет увидеть не только ее цифры, но и сам конечный результат: оптическую схему объектива и качество изображения, которое он даст.

Более того, не-оптику В.Ю. Теребижу, например, удалось с помощью  Земакс'а открыть новый класс афокальных 2х-линзовых компенсаторов из одного стекла с далеко разнесенными компонентами. Эти компенсаторы позволили получить системы, дающие принципиально новое качество изображения - результат, интуитивно желанный, но никем теоретически не обоснованный.

Или Вы пытались выразить НЕЧТО другое?

[Алексей Юдин]

Более того, не-оптику В.Ю. Теребижу, например, удалось с помощью  Земакс'а открыть новый класс афокальных 2х-линзовых компенсаторов из одного стекла с далеко разнесенными компонентами. Эти компенсаторы позволили получить системы, дающие принципиально новое качество изображения - результат, интуитивно желанный, но никем теоретически необоснованный.

О, а можно поподробнее, что это на Ваш взгляд он там такого открыл, что не было известно десятилетиями до этого? Патентные библиотеки полны вариантов на эту тему, конструкции давно реализованы...

Пока всё строго по одной довольно древней статье в S&T, где говорится, что профессионалы с солидном опытом, опирающиеся на теорию будут находить новые дизайны, а новички лишь с программами трассировки лучей - вероятнее всего нет. И рядом рекомендация полностью сферических дизайнов. Точную цитату поищу, может и найду бумажный номер - он как раз в дыре между электронными выложенными подборками.

[Serge Chuprakov]

А чем плохи формулы Д.Д. Максутова, приведенные, например, в монографии Н.Н. Михельсона,  для вычисления параметров асферических поверхностей?

Давно не заглядывал в Михельсона, возможно, компенсационная схема Максутова там действительно есть.
Там же задавали вопрос, как посчитать допуска на расстояние, радиус и квадрат эксцентрисситета. Насколько я понял, речь шла даже о написании утилиты, т. е. имеем дело не с «робким ЛА». Как их получить из ГОТОВЫХ формул, если не понимаешь как выведены эти формулы? Кстати, для полного понимания вывода допусков, надо знать больше, чем суммы Зейделя — надо иметь представление как они связаны с геометрическими аберрациями и т. д.
Ну а трассировка лучей конечно нужна. Вдруг в формулах допущена какая-то ошибка, надо обязательно проверить перед тем как выкладывать свою утилиту на всеобщее обозрение.

[ekvi]

О, а можно поподробнее, что это на Ваш взгляд он там такого открыл, что не было известно десятилетиями до этого?

Ответ - в конце спорного сообщения:
"... результат, интуитивно желанный, но никем теоретически не обоснованный".
Наличие же патентов и практических образцов не есть теоретическое обоснование идеи, а демонстрация мощи вычислительной техники.

И рядом рекомендация полностью сферических дизайнов.

А Вам бы хотелось чего-нибудь асферического?

Валерий Дерюжин (VD) отчетливо сформулировал (см. сообщение #119 от 30.07.2010 в теме "Светосильная астрофотокамера"): " ... сейчас иные времена.  Фотография пленочная ушла в небытие (в астрономии),  соответственно,  требуется более качественная оптика и механика - чтобы соответствовать приемникам CCD с мелким пикселом (4,5 - 5мк), а это значит,  что камера должна иметь дифракционное качество".
 
Продолжая эту мысль, необходимо сказать, что, поскольку (как справедливо отметил не-оптик В.Ю.Теребиж) асферика всегда имеет негладкую поверхность, то все асферические системы, как ранее созданные, так и все создаваемые любительские, ввиду своего "суб-секундного качества", оказываются не у дел. То же можно сказать и о всех "машинных" асфериках. Проблема выглаживания АП с 1960-х до сего дня сохраняет свою актуальность.

В этом свете сферический дизайн - особенно для любителя - оказывается вне конкуренции.

[ekvi]

Давно не заглядывал в Михельсона

А Вы загляните!
За одним откройте для себя В.Н. Чуриловского, особенно его "Теорию хроматизма и аберраций 3-го порядка".

Насколько я понял, речь шла даже о написании утилиты

Однако Matematica, с которой Вы вышли на Форум для просвещения ЛА, в качестве такой утилиты не подходит.

Вы говорите, 22 закачки? А многим ли удалось посмотреть, что в этих nb-файлах?
Сомневаюсь, что даже хотя бы один из 22 установил на свой ПК Matematic'у и погрузился в ее изучение.

На сегодняшний день окна и управляющие кнопки операционной системы Windows стали де-факто пользовательским стандартом, все остальное вызывает оскому. Даже MathLab с его мощным инженерным аппаратом - сугубо для любителей командной строки. А многие ли могут похвастать взаимной любовью с MathLab-ом?

Как сказал хакер Фленов, сегодняшний пользователь - однопальцевый монстр, привыкший тыкать своей мышкой в управляющие кнопки. И это не просто лень, а привычка=натура, которая "свыше нам дана: замена счастию она".

надо знать больше, чем суммы Зейделя

Вознамерившись самолично изготовить телескоп, ЛА становится Любителем Оптики со всеми вытекающими.
К сожалению, об этом на Форуме не сказано ни слова.

[Serge Chuprakov]

Анастигматический "менисковый райт".
Условие исправления хроматизма заложено в толщину мениска.
Коэффициент первого хроматизма заремаркирован (ибо НУЛЬ ), как кривизна и дисторсия. Желающие могут разремаркировать и поиграться.
В конце стоит вывод упрощенных выражений для сферички, комы и астигматизма для желающих порешать самостоятельно.

[ekvi]

Сергей, я весь внимание - проведите ликбез:
для каждой ОС пользователь должен писать скрипты и вставлять их в "М-ку", как перфокарты?

[Serge Chuprakov]

Поясняю на последнем примере в этой теме.
Система представляет собой мениск Максутова с асферическим зеркалом, установленным от мениска на фокусном расстоянии системы (уважаемые, будьте внимательны, это НЕ фокусное расстояние зеркала, оно немного отличается!). Надеюсь, что пояснил достаточно подробно и разобравшись как считать коэффициенты на этом простейшем примере, можно разобраться как задавать более сложные.
Для тех кто хочет понять как двигаться дальше: полученные коэффициенты приравниваются нулю, получается система нелинейных уравнений, которая решается относительно выбранных углов и(или) коэффициентов асферичности. Затем по полученным углам вычисляются радиусы кривизны поверхностей по обычным гауссовым соотношениям. Как видите, все довольно просто.
В данном случае — относительно второго, третьего угла и коэффициента асферичности главного зеркала надо решать

[Serge Chuprakov]

вот какой движок злобный, только три картинки добавляет...

[ekvi]

Море вопросов, как и в тот первый раз.
1. В какой программе создан и на каком языке написан файл *.nb ?
2. Без освоения "несущей" программы Математика (кем, кстати, создана) все это недоступно для "непосвященных"?
3. Первый раз я посмотрел файл *.nb с помощью VC.COM, сейчас - в Notepad'е. Кроме Математики какая программа понимает файл *.nb?
4. Как и чем записаны формулы с греческими символами?
5. Откуда взяты и кем выведены сами формулы?
6. Для каждого случая (проблемы, системы) нужно составлять такие формулы?
7. Связываете ли Вы эту программу с тем программированием под Windows, о котором Вы говорили в теме "Книга Ю.А. Клевцова"?

Думаю, пока достаточно.

[Serge Chuprakov]

Последнее пояснение для желающих. Естественно, файлы *.nb созданы, открываются и редактируются только в соответствующей программе (см. в начале темы, там приведена версия, но из-за простоты, они прекрасно открываются и в более поздних). Освоение этой программы в объеме, достаточном для работы с приведенными примерами, занимает 1 (один) вечер. Соответствующая программа доступна через торренты.
Те, кто уже открывал выложенные файлы в соответствующей программе, конечно же заметили, что для каждой оптической системы меняется только «шапка», показанная на рисунке Seidel_tutorial_1.jpg. Это из-за того, что за долгие годы использования «болванка» обкатана до блеска.
Ну и самое последнее пояснение... Разумеется, ни к какому программированию эта «болванка» отношения не имеет. Соответствующая программа — интерактивная среда (в которой тоже можно писать скрипты, но в даннном случае, из-за простоты задачи, этого не требуется).

[ekvi]

Последнее пояснение

?

для каждой оптической системы меняется только «шапка»

- т.е. название системы, а остальное программа Математика генерирует сама?!

[ekvi]

Те, кто уже открывал выложенные файлы в соответствующей программе

А, правда, кто-нибудь набрался храбрости и открыл рекомендуемую С. Чупраковым программу?
Сергей! Как-то Вы скупо агитируете за любимую программу!

И, главное, я не услышал ответа на свое предложение о создании софта под Windows для анализа ПРОИЗВОЛЬНОЙ системы в области Зейделя.
Из сказанного Вами можно сделать вывод, что у Вас уже есть все это, и оно Вас устраивает, и "оно Вам не надо" еще и адаптировать ЭТО для других?