Теория строения звезд !?

[tlgleonid]

На этапе полировки зеркала сначала получают хорошую сферу (лучше при помощи умеренно твердого полировальника), а потом при помощи выдавленной звезды получают параболу, гиперболу или другую асферику.
Я решил провести расчет для своего телескопа и своей звезды. У меня зеркало 265 мм диаметром и светосила 1:6. Я проводил фигуризацию на звезде, состоящей из двух равносторонних треугольников, вписанных в круг диаметром 265 мм. Получилась хорошая парабола. Я решил провести теоретический расчет с учетом того, что в разных частях зеркала работает полировалник по разному. Вот окончательные формулы (рисунок 1). Получается, что моя звезда даст отклонение от параболы в рабочей зоне не более лямбды на 50 (рис 2). Но если использовать схему из книги Наумова, то обнаружится, что фигура будет гараздо точнее (рис3). Откуда Наумов взял или расчитал схему звезды (ументшенная звезда и большой вынос)?
Никто ли не пытался расчитать такую фигуру звезды (нужно подобрать функцию gg(R) так, что бы получился везде 0), что бы получилась точная парабола? Где-то вообще изложена теория строения звезд?

[Евгений Пухальский]

Звезда вписанная в 70% диаметр ГЗ дает хорошую плавность параболы при большой светосиле. В этом ее преимущество.
Но!  Важный момент в том, что зеркало при параболизации 70% звездой должно вращаться быстро. Не важны особо дефекты на "звезде", лишь бы все быстро вращалось. Только при этом условии получится хорошая парабола, в случае медленного вращения зеркала - яма в центре с плоской периферией. Такой способ хорош при асферизации светосильных зеркал с большой асферикой - видно динамику процесса параболизации, и если она отклоняется от квадратичной, то регулировкой скорости вращения и эллиптичностью штриха можно привести в норму.
Все подбирается практически. Без лишних рассчетов.

[Iskandar]

Тоже думал над этим вопросом... Видимо, у Наумова это из практики взято. Мне кажется (может быть Леонид проведёт теоретический расчёт ), что если звезду взять не с прямыми лучами, а несколько выпуклыми (с максимумом  в зоне 60-65% ), то должен исчезнуть и тот незначительный провал, что наблюдается на графике...

[Gennady Bankevich]

Вчера начал сканирование книги "Методы изготовления астрономической оптики" Витриченко, Прохоров, Трушин,
(если дурная работа - подскажите).
Там более общё подходят к процессу формообразования оптической поверхности, в частности автоматизации.
Файл в формате .rar  д. б. где-то 1,2 - 1,8 MB.

[tlgleonid]

кстати, в своей теории я не учел некоторых факторов:
1. Полировальник вращается по отношению к зеркалу. Кстати, это вращение понижает пики и делает фигуру более точной. Так что Евгений прав.
2. Полировальник в расчете брался сплошной, в то время как в реале он содержит канавки.
3. В реале полировальник или зеркало может смещатьтся каждый раз на несколько отличную величину. (Штрих не является константой)

А вот то, что Наумов взял свой метод из практики мало верится. Ведь невозможно на практике перетереть разнообразные звезды с разнообразными выносами. Видимо где-то теория все-таки есть?

[AAV]

Теории наверно никакой нет я о ней не слышал только практика и сопоставление как работает полировник.Только опыт оптика. нет ни  каких технологий , передача опыта  и придумывание как сделать деталь лучше и быстрей и сто процентного совета вам никто не даст, в любой момент полировник может сработать и не совсем так как от него ожидаежь. Нельзя сделать несколько одинаковых деталей  автоматически, на каждой детали звезда будет работать немного по разному. Да асферизацию нанести можно. но добиться точности лямбды на 50 и лучше даже по зональным ошибкам ( на детале существуют еще и локальные ошибки .тем более что на диаметре 265 мм  они будут, может и не, большие это будет видно при контроле под плоскость )невозможно используя одну технологию на каждой детали придется вносить коректировку. Канавки на звезде наносят для лучшего распространения полирита по звезде, а канавка через центр звезды наноситься для ослабления центра звезды. Так как звезда работает центром (для этого полировник и делается звездой чтоб при большом штрихе не рвало край) она снимает больше в тех местах где останавливается, в этом основан принцип работы по хорде. а когда звезда работает через центр она снимает больше на краю детали где останавливается и в центре  так как она там больше проходит.Для этого и приходиться увеличивать скорость детали чтобы край срабатывался также как и центр. Звезда 0,7 диаметра выбрана наверно из-за того что в зоне 0,7 парабола представляет собой сферу,и при нанесении асферике звезда там практически не должна работать.и при такой работе большая скорость детали,( край будет срабатываться больше) и больший сье.м в центре за счет того  звезда проходит там чаще , звезда снимает больше в центре и на краю она как бы будет проскальзыват  в зоне 0,7 и снимать там меньше. Но гарантировать что зезда снимет определеную зону с определеной точностью никто дать не может.на  каждой детале приходиться вносить корективы Уменьшить звезду или сделать канавку в центре ,или пустить звезду по хорде.Звезда с меньшим диаметром будет делать в центре яму, и ее придется пускать по хорде. Большего диаметра при максимальном штрихе будет срывать край. А как насчет пятиконечной звезды .мы работаем ей и нечего нормально Почему звезда должна быть шестиконечной, может край полировника ослаблен должен быть чтоб не срывал край на зеркале при максимальном штрихе .А пятиконечная звезда очень хорошо рабопает по хорде. с бугра на бугор.Звезда работает хорошо до определеного момента. в какой то момент она останавливается и не делает деталь лучше или даже портит деталь. Нужно вносить корективы а может даже и остановиться и довести ручной ретушью если детагь близка. Все это хорошо видно когда делаешь деталь под плоскость.Нет пакой технологии расчитал звезду. величину штриха. время, скорость дал сеанс деталь готова,к  каждой детали нужен свой подход.

На этапе полировки зеркала сначала получают хорошую сферу (лучше при помощи умеренно твердого полировальника), а потом при помощи выдавленной звезды получают параболу, гиперболу или другую асферику.

Асферику получают на только звездой но и массой и зональной ретушью при сильной асферичности.

[tlgleonid]

Пятиконечная звезда работает по теории хуже, чем шестиконечная. А шестиконечная, чем 8-ми и т.д. Вот график сравнения 5 и 18-ти конечных звезд. В принципе разница небольшая, но есть еще одно обстоятельство. Если лучей мало, то  нжуно быстрее вращать зеркало по отношению к полировальнику, иначе можно получить сложный характер трансверсальных ошибок. Много зависит и от минимального расстояния звезды (место начала лучей).
По поводу того, что звезда работает такм, где она останавливается, не согласен, ибо в этом случае мы не то, что параболы не получим, но настолько сорвем фигуру, что ее уже и трудно будет восстановить. Конечно, терия расписана для полировальника с умеренно твердой смолой.
Мне кажется, что надежной теории небыло лишь потому, что этим в серьез никто не занимался. Отчасти это связано с тем, что для учета канавок и построения профиля звезды нужен сложный компьютерный расчет. В былые времена это было практически нереально и мастер работал на свой страх и риск. Сейчас мне кажется, что можно создать следующую технологию:
1. Фотографируем теневую картину в двух плоскостях или замеряем аберации и вносим результаты в компьютер. Компьютер расчитывает реальный профиль зеркала.
2. Фотографируем полировальник и изображение вносим в компьютер. Компьютер измеряет положение канавок и их ширину.
3. Задаем желаемую форму поверхности. Находим необходимый профиль функции снятия стекла и решаем обратную задачу - находим функцию gg.
4. Зная положение канавок программа расчитывает необходимый профиль лучей и выводи изображение на принтер.
Мастер вырезает по линиям маску, наносит ее на полировальник и формует.

Сейчас сделать такую технологию несложно, но еще лет 5 назад это было большинству оптиков недоступно.

[AAV]

По теории может и хорощо но на практике.Надо учесть давление на полировник . температуру помещения, скорость вращения детали и полировника, температуру при которой идет полировка ( если поставить полировник на деталь вначале он будет снимать по другому чем когда разогреется), полирующию способность полирита ( сейчас очень большая линейка разных по полирующей способности полиритов), величина штриха  Да и как работает звезда в даный момент, приполировался к детали. начал работу или не полирует.
На чем основана ваша теория, за счет чего идет съем звездой? Насчет вашей теории , вы уверены что получили на вашем зеркале такую точность.У нас даже контрольной оптики с такой лочностью нет . Я имею ввиду по всей поверхности а не только по зональжым ошибкам ( на детали есть и локальные ошибки), , У нас контрольная оптика сделаная  без зональных ошибок, по теневой мы нечего не видим и окулярный тест не дает ни каких ошибок при обсчете интерферограммы мы получаем результат немного лучше лямбды на 10 волнового фронта . Это в лабораторных условиях .Турбулентность воздуха не дает нам аттестовать деталь с лучшй точностью.Получить такую точность даже в лабораторных условиях это мечта . если только вести контроль в вакуумной камере. При лямбде  на 10 волнового фронта на детале по теневой ничего должно быть не видно, только локальные ошибки, которые очень тяжело заметить по теневой. и это под плоское зеркало. Контроль под плоскость намного точнее метода Милье-Лакруа. И по методу Милье-Лакруа  такую точность определить нельэя.
Прочитал как вы нанесли асферизацмю на вашей детале. Вы сдеапи звезду состоящей из двух равносторонних треугольников, вписанных в круг диаметром 265 мм. и полировали зеркало сверху при штрихе 1/3 диаметра.. По всем правилам полировки вы просто ослабили край полировальника и долны накопать в центре яму. Получился полировник меньше зеркала да еще зеркало сверху, должно копать только яму в центре. За счет чего сняли поднятый край? Должно получиться  если смотреть из центра кривизны плоский край и местная яма, Должен быть идти по теневой  более  резкий завал края от зоны 0,7 и плавная яма к центру если смотреть из центра кривизны. По методу  Милье-Лакруа центр от края у вас отличается на заданую величину за счет местной ямы
.

В былые времена это было практически нереально и мастер работал на свой страх и риск.

Оптик работает  на своем опыте и практике, может учесть  малейшее отклонение в работе полировальника . смотрит как работает полировальник а не как он должен быть работать. Оптик придерживая полировник может сказать как он работает. снимает край или центр.А по тому как вращается тоже может определить как он работает.Начал работать полировник или нет оптик олределить может а расчет нет, может полировник на детале работает а съема ошибки нет. оптик это определить сможет и внести корективы.

[tlgleonid]

По теории может и хорощо но на практике.Надо учесть давление на полировник . температуру помещения, скорость вращения детали и полировника, температуру при которой идет полировка ( если поставить полировник на деталь вначале он будет снимать по другому чем когда разогреется), полирующию способность полирита ( сейчас очень большая линейка разных по полирующей способности полиритов), величина штриха

Давление на полировальник и температура - факторы влияющие на скорость полировки, но не на форму. В прочем температура, при которой полировальник быстро теряет форму уже будет влиять на процесс фигуризации, причем сложным образом. Каким - нужно считать. Моя теория - для твердых полировальников.
Скорость вращения детали и полировника я действительно не учел. если ее учесть, нужно учесть еще и скорость движения штрихов.
полирующию способность полирита - опять таки влияет на скорость полировки, а не на форму. Мои графики относятся к случаю, когда мы полируем от сферы к параболе и останавливаемся в наилучший момент.
Величина штриха учтена. Это rs.

На чем основана ваша теория, за счет чего идет съем звездой?

Съем в этой теории происходит за счет физико-химического процесса в моменты движения смолы с полиритом по стеклу. Считается, что если все покоится, то полировка не идет.

Насчет вашей теории , вы уверены что получили на вашем зеркале такую точность.

Как лямбда на 50. Нет конечно. Как Вы заметили, я не учел ряд факторов, самый главный из которых - канавки.
Думаю, что реально точность поверхности лямбда на 8.

видно, только локальные ошибки, которые очень тяжело заметить по теневой. и это под плоское зеркало. Контроль под плоскость намного точнее метода Милье-Лакруа. И по методу Милье-Лакруа  такую точность определить нельэя.

Не совсем понял, почему Метод Милье-Лаукруа будет хуже. Или речь идет о автоколимации?

Прочитал как вы нанесли асферизацмю на вашей детале. Вы сдеапи звезду состоящей из двух равносторонних треугольников, вписанных в круг диаметром 265 мм. и полировали зеркало сверху при штрихе 1/3 диаметра.. По всем правилам полировки вы просто ослабили край полировальника и долны накопать в центре яму. Получился полировник меньше зеркала да еще зеркало сверху, должно копать только яму в центре. За счет чего сняли поднятый край? Должно получиться  если смотреть из центра кривизны плоский край и местная яма, Должен быть идти по теневой  более  резкий завал края от зоны 0,7 и плавная яма к центру если смотреть из центра кривизны. По методу  Милье-Лакруа центр от края у вас отличается на заданую величину за счет местной ямы

Конечно, в центре яма. Ее видно, если сбить юстировку при испытании методом Фуко телескопа по звездам. Но центр ведь закрыт диагоналкой. В теории эта яма видна на первом графике. А дальше получается неплохая парабола, которая и видна и методом Милье-Лакруа ( отсчет велся от края, а не от центра и центр я толком и не тестировал). По сути при моем методе полировки от крайней зоны до зоны 30мм идет постепенное наростание вырывания ямы и поверхность становится параболической. Но с зоны 30мм действительно идет резкая яма. Точнее зона ямы начинается в области (sqrt(3)/4-2/3)

.

Оптик работает  на своем опыте и практике, может учесть  малейшее отклонение в работе полировальника . смотрит как работает полировальник а не как он должен быть работать. Оптик придерживая полировник может сказать как он работает. снимает край или центр.А по тому как вращается тоже может определить как он работает.Начал работать полировник или нет оптик олределить может а расчет нет, может полировник на детале работает а съема ошибки нет. оптик это определить сможет и внести корективы.

Наверно Вы правы. Такая программа должна анализировать изменение картины при полировке и выдать диагноз.
Хотя мне кажется, что даже хорошему мастеру не повредит расчет, как точнее подпрвить полировальник при сложной поверхности.

[Евгений Пухальский]

Меня терзают смутные сомнения
Когда меня "несло" на теоретизирование, значит я чем-то был недоволен в результате работы. И хотелось показать, что не у меня руки кривые, а профиль инструмента ошибочный.

Признавайтесь, чем Вы недовольны?

Конечно, в центре яма. Ее видно, если сбить юстировку при испытании методом Фуко телескопа по звездам. Но центр ведь закрыт диагоналкой.

Вот как раз от таких дефектов и спасает 70% звезда. Яма конечно хотя и закрыта, да и может быть, в допуск влазит, но все равно неприятно. А если еще и в допуск не укладывается, то налицо серьезные нарушения процесса асферизации!
Не было ли заеданий в движении полировальником? Насколько я помню, Вы использовали битумно-канифольную смолу. А битум(строительная смола, дорожный вар), это материал крайне малопригодный для варки хорошей смолы. Постоянно проблемы с заеданием, полировальник отказывается нормально работать иначе как с формовкой тюлью. Замена смолы на пеко-канифольную решает эти проблемы.
Конечно, может повести с составом битума (он не имеет стандартных марок, это всегда кот в мешке). Но не всегда.  А пеко-канифольная смола по сравнению с битумной это небо и земля. Совсем другие свойства поверхности, намного удобнее, и дает аберрацию не более 1мм при безконтрольной полировке...

[tlgleonid]

Признавайтесь, чем Вы недовольны?

Отсутствием известной мне теории построения звезд. Наверно сказалось, что я по образованию физик-теоретик и мне как то чужды рецепты типа заклинаний: "взять то-то, сделать так-то и т.п." Мне интересно, почему должно получиться так-то, а не иначе.
Офтоп: Как то читал фантастическую трелогию "Умирающая земля". Там люди на умирающей планете уже позабыли науку и теорию, а сильные знания сохранились в виде рецептов и заклинаний, которые жители воровали, выкупали друг у друга. Рецепт "ослабить зону 0.7" мне кажется чем-то подобным.

Конечно, может повести с составом битума (он не имеет стандартных марок, это всегда кот в мешке). Но не всегда.  А пеко-канифольная смола по сравнению с битумной это небо и земля. Совсем другие свойства поверхности, намного удобнее, и дает аберрацию не более 1мм при безконтрольной полировке...

Спасибо за информацию. Я мало знаю о битуме. Но и пожаловаться не могу.

[tlgleonid]

Начал дальнейшую проработку своего метода. Вопрос к аудитории. Если у нас есть значения отклонений для зон, как задать профиль зеркала? Сплайнами или полиномом высокой степени?

[Pavel_Boboshkin]

Начал дальнейшую проработку своего метода. Вопрос к аудитории. Если у нас есть значения отклонений для зон, как задать профиль зеркала? Сплайнами или полиномом высокой степени?

Не так давно сам занимался задачей аппроксимации оптической поверхности по точкам.
А что потом с полученной функцией(функциями) ты собираешся делать? Если сплайны, то кривая будет состоять из кусочков, каждый из которых имеет свою формулу. Это может быть не удобно. Если использовать полином степени равной кол-ву точек, то может появиться нежелательная волнистость, к тому же слишком высокая степень полинома это тоже плохо. Я делал так: поверхность задаётся полиномом не высокой степени (3..6), кол-во точек произвольное, но обязательно больше степени полинома, коэффициенты полинома определяются методом наименьших квадратов. Эта задача сводится к решению системы линейнх уравнений порядка равного степени полинома.

[tlgleonid]

Не так давно сам занимался задачей аппроксимации оптической поверхности по точкам.
А что потом с полученной функцией(функциями) ты собираешся делать?

Я уже описал выше: найти функцию gg(r) и начерить профиль звезды, который должен привести кривую поверхность в заданную.

Если сплайны, то кривая будет состоять из кусочков, каждый из которых имеет свою формулу. Это может быть не удобно. Если использовать полином степени равной кол-ву точек, то может появиться нежелательная волнистость, к тому же слишком высокая степень полинома это тоже плохо. Я делал так: поверхность задаётся полиномом не высокой степени (3..6), кол-во точек произвольное, но обязательно больше степени полинома, коэффициенты полинома определяются методом наименьших квадратов. Эта задача сводится к решению системы линейнх уравнений порядка равного степени полинома.

А сколько оптики реально точек снимают? Мне удавалось снять 5-6 значений. Может и правда сплайны выгоднее. Компьютер все стерпит.

[Iskandar]

А сколько оптики реально точек снимают? Мне удавалось снять 5-6 значений.

Реально удавалось снимать примерно такое же количество значений от края до зоны 20-25% - больше вряд ли получится. Приходилось полагаться на метод Миллье-Лакруа, предполагая, что вероятность резких валов и канав в зонах, находящихся между теми, для которых измерена продольная аберрация, довольно мала.
При этом не покидало интуитивное чувство, что для получения параболы лучи звезды не должны иметь прямые края...

[AAV]

А сколько оптики реально точек снимают? Мне удавалось снять 5-6 значений. Может и правда сплайны выгоднее. Компьютер все стерпит.

Не одной точки по методу  методу Милье-Лаукруа,Оптики работают в автоколлимации  под  плоскость или под компенсационную схему,( сферическое зеркахо или  линзовый коректор)теневым методом, а снимают интерферограмму, и по ней программа вычесляет отклонение от параболы.примерно как эта (Quick Fringe) (фото 1).И точек на интерферограме расставляют  300-400(по всей поверхности) и более чем больше точек тем больше информации Чем больше полос тем больше точек можно раставить. но не больше 20-22 полос Для расчета формы оптической поверхности по интерферограмме волнового фронта обычно используется аппроксимация полиномами Цернике, степенными полиномами, сплайнами и т.д.На фото 2 интерферограммы без обсчета по которым работают оптики Метод Фуко хотя и обладает очень высокой точностью, но не может использоваться для вычисления ошибки волнового фронта по всей поверхности зеркала.По методу метод Милье-Лаукруа можно нанести параболу , но точность детали точно не оценить, это тяжело даже по интерферограме ( точно только компьютерная программа) Кроме нанесения параболы существует еще доводка параболы.Если присмотреться к интерферограмме  то там есть не только зональные ошиб ки, но и не круговые местные ( локальные) ошибки . которые можно убрать локальной ретушью.В автоколлимации для детали лямбда на 10 волнового фронта по теневой мы  практически нечего не видим, ошибки только на местные которые хорошо видны в интерферометр Звездой можно нанести параболу даже практически без зон, но следующию такую же параболу этой же звездой с такой же точностью можно и не нанести вмешиваются много факторов помимо того как сделана звезда и каждый раз надо вносить коректировку.
С программой  Quick Fringe можно подробнее познакомиться , а также бесплатно скачать демонстрационную версию (4 Мб), работающую только с тремя файлами-примерами. http://www.cyanogen.com/products/qf_main.htm
 Про интерферометр можно скачать и прочитать правда на английском ( на русском где-то была в сети не полностью, не найти) http://www.ceravolo.com/testing/interferometer.htm

[fisher]

   Добрый день. Проводил асферизацию зеркала шестиконечной звездой полного диаметра. Получил местную яму 0,5 D и плоскую переферию, в допуск вроде влазит, но хочу параболу. Теперь нужно плавно опустить промежуточные зоны. Поможет ли ослабление центра, если в центре звезды вдавить меньшую звезду вписанную в круг с диаметром ямы и какой длинны штрих нужно применять?
  Спасибо.