Схема контроля для вторичных зеркал системы Кассегрена и Р-К

[Дрюша]

Лучше уж озаботится 2-й заготовкой под плоское.

Под плоское, по-хорошему, надо ещё 3 (три) заготовки.

[yas]

Но если у главного 1:3.5 - 1:4, а на выходе 1:9 - 1:16, что, вообще-то, обычно больше характерно для классических Кассегренов...

Вот Вы сами себе и ответили 
РК делается для светосильных систем у к-х требуется большое поле, а делать длиннофокусные не рационально - там большое поле ни к чему, да и экранирование возрастает.

"Скорее всего" - это абы чего сказать

Ну, Вы же тоже свой метод описали без единой формулы и цифр . Вот я Вам в том же ключе и ответил.
А так можно потратить время и все рассчитать, но вопрос - надо ли? Результат -то можно заранее предсказать ...

[Дрюша]

По поводу "сверхдлинных" коридоров, заброшенных газопроводов и складов длинномерных труб. Ещё раз прошу не путать предлагаемый мною здесь метод с многократно рассмотренными другими авторами приближёнными методами контроля, когда расстояние до "искусственной звезды" - хоть и конечно, но, всё же, - достаточно велико (десятки метров) для того чтобы аберрации, возникающие по причине перефокусировки системы на ближнюю дистанцию, оставались бы в "приемлемых" пределах по своей величине. Тут у меня предполагается перефокусировка - более радикальная, на ещё более ближнюю дистанцию, так что даже вся компоновка всей системы существенно меняется, но возникающие при этом аберрации - взаимно компенсируются в 0 благодаря тому, что разные способы перефокусировки вносят аберрацию разных знаков, и используются они - сразу оба, при этом взаимно дополняя друг друга по перефокусировке, но компенсируя по аберрации. А при фокусировке на такую дистанцию каким-то одним способом, или даже отоими, но не согласованными между собой по "вкладу", конечно же, аберрация превысила бы все допустимые и недопустимые пределы. Ну, к примеру, я рассматривал конкретный вариант Р-К с главным зеркалом апертурой 400 мм и фокусным расстоянием 1600 мм (отн. фокус 4, что для Р-К, обычно, - даже несколько великовато: с таким фокусом уместнее апертура 500-600 мм). Фактор увеличения на вторичном зеркале был выбран 4, то есть, эквивалентный относительный фокус в том варианте составлял 16. Это более типично для класического "Кассегрена", чем для Р-К, но, тем не менее, рассматривался вариант именно Р-К. И с такими параметрами выходило, что полная длина схемы контроля получается менее 20 метров (даже где-то 17 метров), причём, сама дистанция фокусировки выходит где-то около 13-14 метров, а вынос фокуса (задний отрезок) увеличивается примерно на 3 метра. Ну, для этого, конечно, никакого хода фокусёра не хватит, но схема контроля - это не сам телескоп, и к тому же при этом задействуется весь запас по диаметру вторичного зеркала, максимальный диаметр центрального отверстия в главном зеркале (выбирая его, надо заранее учесть, что контролировать вторичное зеркало мы будем - именно этим методом, чтобы не промахнуться). Таким образом, требования к длине помещения "20 метров" возникают только для очень больших по любительским меркам инструментов. Тут даже более главную роль в определении требований к длине помещения играет не столько апертура, сколько фокусное расстояние главного зеркала. То есть, например, для Ричи-Кретьена с фокусом главного зеркала 1600 мм, более уместна апертура 500-600, а то и 800 мм, а это уже весьма серьёзно для любителя. Более скромные инструменты, например, с апертурой 200-300 мм и фокусом главного зеркала 600-900 мм, (отн. фокус порядка 3) вся схема контроля укладывается в 6-7 метров, то есть, что можно найти даже в городской квартире. А дистанция фокусировки - та вообще, где-то 5 метров. А 7-метровое помещение, расположиться в котором в данном случае можно довольно вальяжно, - его найти ещё проще, чем 20-метровое. Так что, никаких особо "сверхдлинных" коридоров или подвалов, на самом деле, - даже не надо. Для защиты от турбулентных тепловых потоков можно обойтись простейшими приспособлениями из старых картонных коробок, газет, реек... (уж этого-то "добра" - с избытком на любой помойке)

Ещё по поводу целесообразности-нецелесообразности. Как я понял, мои оппоненты тут - вообще начали с сомнений по поводу целесообразности любительских Кассегренов и Р-К вообще. Я предлагаю вынести этот вопрос за скобки данной темы. Не хотите, - никто не заставляет. Здесь же это предлагаю принять как "условия задачи": типа, - "ДАНО", и всё тут. Есть также и много других методов, целесообразность которых представляется несколько сомнительной, или она остаётся быть только в довольно узком диапазоне условий и параметров изготавливаемого инструмента. Ну, вот, к примеру, решил я прикинуть схкму контроля вторичного зеркала "через задницу". Для начала сформировал модель "типичного" Р-К
Dгл=400
Fгл=800 (отн. фокус 2.0)
Увеличение на вторичке 3Х (Fэкв=2400, экв.отн.фокус 6.0)
Вынос фокуса (за несуществующую вершину рабочей поверхности ГЗ) 150 мм
Невиньетированное поле зрения 43.5 мм (это диагональ кадра 24х36) или 1 примерно градус (требуется корректор)
Для него у меня получилось такое вторичное зеркало
Dвт=129.3 ~ 130 мм
Кцэ=0.324 ~ 1/3.1 (что весьма неплохо для светосильного Р-К)
Зазор (расстояние между предполагаемыми вершинами зеркал) 562.5 мм - примерно определяет длину инструмента 700 мм
Радиус кривизны вторички Rвт=712.5 (это радиус при вершине, общий, в среднем, - больше)
Квадрат эксцентриситета вторички E^2вт=5.06667
Квадрат эксцентриситета главного E^2гл=1.09383
(параметры расчитывались по "аналитическим" формулам в параксиальном приближении, но результат - неплох)

Итак, для такого, вот, вторичного зеркала я прикинул схему контроля "через задницу", исходя из предположения, что сделано оно из стекла К8 (LZ_K8), контроль производится в монохромной линии e (зелёный цвет) и толщина заготовки в центре 20 мм (что сомнительно, - ну ладно, хай будэ для круглого счёта).

Итак, Зяма мне выдал оптимизированную схему контроля "через задницу".
Rзадней стороны 1058.7 (поверхность слегка выпуклая, сферическая)
Передний и задний отрезок 371.945 мм (это расстояние от фокуса до вершины задней поверхности)

Волновая ошибка 0.546 лямбды, спот в 2-3 раза больше диска Эйри, короче, - фу и бя. Метод не годится.
И это - при том, что надо шлифовать-полировать выпуклую сферическую поверхность... А как её контролировать: Разве что, - наложением... Значит, - шлифовать-полировать ещё одну вогнутую сферу... И всё это, в итоге, - НЕ РАБОТАЕТ.

Теперь МОИМ методом ту же систему. Оптимальная по общей длине (ну, с точностью до сантиметра) такая конфигурация
Задний отрезок 2850 мм (вынос фокуса за вершину ГЗ увеличен на 2656.7 мм по сравнению со "штатным" положением)
Смещение вторичного зеркала от номинального положения 43.67 мм
Дистанция фокусировки от вершины ГЗ 6010.3 мм
Длина всей схемы контроля (от "звезды" до "ножа" не считая места головы наблюдателя) 8254.23 мм (т.е менее 8.5 м)
Волновая ошибка от остаточной аберрации высших порядков P-V 0.03 лямбды (т.е. примерно 1/30 Л)
Контроль покрывает ВСЮ поверхность вторички (с запасом), но при этом главное зеркало задействуется только до 375 мм по диаметру. Если задействовать всю поверхность ГЗ (на диаметр 400 мм), то вторичное зеркало должно иметь диаметр 137.5 мм, что в штатной конфигурации обеспечило бы невиньетированное поле зрения диаметром до 79 мм (зашибись, да?), и тогда этим методом контролируется 100% поверхности обоих зеркал.
При этом не надо шлифовать-полировать НИ ОДНОЙ лишней поверхности.

То есть, я всё к тому, что в любительской практике используется (использовались до сего дня) методы - более геморные и ненадёжные... Но они - даже как-то там называются именами своих авторов. То же можно сказать о методе контроля Ронки-Мобсби. Как самостоятельный и единственный метод контроля, он слишком сомнителен, но, тем не менее, он - есть, многократно описан в литературе, и тоже называется именами сразу двух авторов. И обсуждать его на страницах этого форума - не считается каким-то особо зазорным. Ещё тут обсуждались схемы Максутова (а этот мэтр плохого не предложит), Вайнео и иже с ними. Везде есть свои "подводные камни" и ограничения на условия применимости. Тем не менее, методы такие - есть. Имеют право быть. Поэтому я хоть и с пониманием отнесусь к тому, что если кто-то лично категорически не захочет применять предлагаемый здесь мною метод контроля, и я никого не заставляю его применять, но сам он, как таковой, - разве имеет меньше прав на существование, чем другие вышеупомянутые методы?

Как правило, предлагая какой-то метод чего-то подобного (например, компенсационную схему контроля), авторы обычно предлагали соответствующие расчётные формулы, либо порядок геометрических построений и т.п. Я тут не даю никаких формул, а только общие методические указания. А формул я не выводил, и даже не собираюсь (хотя, допускаю, что в принципе это - можно). И зачем они? Вот, положим даже, - они бы и были. И - что? Положим, Вы бы даже решили использовать данный метод контроля. Вы бы стали считать всё по формулам? На пальцах? В столбик? На логарифмической линейке? На микрокалькуляторе? Так, пожалуй, было бы лет 20 назад... Да каких 20, 25-30 и более лет назад. То есть, когда не было общедоступных компьютеров и "оптического" ПО к ним (хотя, ЭВМ где-то уже были, и доступ к ним по работе кое-у-кого - уже имелся, а, вот, ПО для моделирования и расчётов оптики было очень специализированным, и попрятано по разным НИИ и КБ, как правило - режимным и секретным). Сейчас же компьютеры и "оптическое" ПО к ним (и даже бесплатное, свободно распространяемое) - широко доступно. В таких условиях есть смысл даже особо не полагаться на расчётные формулы (а то, - вдруг где ошибёшься?), а сразу построить расчётную модель, и посмотреть прямо по ней. Ну, и с расчётной формулой свериться никто не запрещает, а если вдруг в результатах выявляются расхождения, то смотреть: кто там прав, а кто виноват. Часто бывает такое, что современные моделирующие программы (типа ZEMAX и иже с ними) - более "правы", так как "аналитические" расчётные формулы, чаще всего бывает, оказывается,  построены на параксиальном приближении, или пренебрегают членами каких-то разложений более высокого порядка, чем один-два первых... Ну, то есть, они изначально имеют - приближённый характер, а, вот, насколько именно приближённый, - этим вопросом часто даже никто не задаётся. Хотя, - зря. Задаться им иногда бывает полезно. Например, этот вопрос всплывал на этом форуме в теме про решётку Ронки-Мобсби. Где-то (у Сикорука, что ли?) было что-то сказано про какие-то "параболы", так это и пошло в народ почти что в качестве догмы, а между тем, "параболы" там получаются только в очень первом приближении (то есть, если взять только квадратичный член разложения чего-то по степеням, которые там ненулевые - только чётные...). Прямое же моделирование геометрии хода лучей показывает, что там - далеко отнюдь не параболы. То есть, влияние членов разложения более высоких порядков - вполне себе заметно, и пренебрегать им - опрометчиво. Но кому это интересно, если в книжке Великого Мэтра написано... (причём, написано, что не сам он придумал, а заимствовал у другого автора, чьё имя фигурирует в названии метода). Так вот, оказывается, что и система Ричи-Кретьена - это всего лишь "коническое" приближение для более общей системы Шварцшильда (того самого, который первым решил уравнение Эйнштейна (ОТО) для того случая, который сейчас называется "чёрной дырой", и в тот же год погиб на Восточном фронте, то есть, у нас, в России, тогда ещё царской, потому что в ту пору была Первай Мировая война, и, вот, он, промежду свершениями великих фундаментальных открытий, сидючи в окопах Первой Мировой, расчитывал коррекцию стрельбы для гаубиц, которые обстреливали нашу, между прочим, Страну). И, кстати, если в тот же Земакс завести модель типа Кассегрена или Ричи-Кретьена, освободить (сделать варьируемыми) эксцентриситеты (вернее параметры "Conic" - квадрат эксцентриситета, взятый с обратным знаком) для обеих зеракл и оптимизнуть, то результат получится немножко другой, чем по известным "аналитическим" расчётным формулам, причём, по остаточным аберрациям (хоть волновой, хоть геометрический спот, хоть P-V, хоть RMS) этот результат будет раза в два лучше. Даже не выходя за рамки "конических сечений" (поверхностей второго порядка). Потому что Земакс (и, наверное, любая другая подобная программа с собственным оптимизатором) не раскладывает ничего в степенные ряды и не отбрасывает члены этих разложений лдля высоких порядков. Он просто тупо моделирует "что есть", и у него выходит, что небольшая остаточная аберрациия третьего порядка частично (примерно наполовину) компенсируется остаточными аберрациями 5-го, 7-го и более высоких порядков во всей их совокупности. А "аналитическая" расчётная формула, - она такая только для параксиального приближения. Конечно, для типично-любительских параметров оптических систем разница - ничтожно мала, но, тем не менее, - пустячок, а приятно. Тем более приятно иметь представление о том, насколько именно данный метод вносит систематическую погрешность.

Ну, вот. Ещё я забыл дать конкретные методические указания к расчётам, пускай даже, на компьютере (хрен с ней, с логарифмической линейкой, в помойку её давно пора). Конечно, порядок действий тут сильно завязан на конкретную оптическо-моделирующую программую. Сам-то я делал на своей, причём, для этой цели мне её пришлось специально немножечко дописать (а, вот, в меню я этих новых возможностей - не вытащил, и нигде никак не задокументировал). Наверное, всё же, лучше ориентироваться на Земакс: он есть у многих (полагаю, что практически у всех, кто "в теме"). Хотя, конечно, Земакс - лицензионная программа... Но и АвтоКЭД, под которым работает моя моделирующая программа, - тоже не менее лицензионный (хотя, наверное, у народа больше доступа к легальным инсталляциям АвтоКЭДа, который, в отличие от ЗЕМАКСа, используется на многих предприятиях, и там, как правило, - куплен легально). Под другими программами - я сам просто не пробовал. Ну ладно, вот примерный подход при работе на ЗЕМАКСе.

1. Создаём модель целевой оптической системы телескопа (например, Ричи-Кретьена), оптимизируем её, и убеждаемся, что она сделана правильно. Что у неё нету сферической аберрации и комы, что на таком-то поле зрения у неё остаточные аберрации такие-то и такие-то... Кстати, тут можно предусмотреть и предфокальные линзовые корректоры (астигматизма, кривизны поля), и с ними оптимизировать систему "в целом". Вполне возможно (я допускаю, но не настаиваю), что если из модели убрать корректор, то появится даже некоторая сферическая аберрация на оси, которая в "полной версии" компенсируется корректором.

2. Фиксируем диаметр (или, вернее, - полудиаметр) вторичного зеркала. Он может быть выбран так, чтобы обеспечить некоторое ненулевое невиньетированное поле зрения. Ещё можно прикинуть, хотя бы примерно, как будут располагаться и какие размеры иметь бленды и отсекатели, которые обеспечивают такое-то и такое-то невиньетированное и незасвеченное никакими паразитными лучами поле зрения. В частности, бленда на вторичном зеркале может быть сделана конической или цилиндрической (ну, или слабо конической, почти цилиндрической), что не будет приводить к дополнительному увеличению центрального экранирования. В этом случае размер вторичного зеркала может быть ещё увеличен без увеличения центрального экранирования (которое в данном случае полностью определяется блендой). Правда, там надо учесть некоторый запас на толщину стенки и некоторый зазор, фаску и т.п. То есть, - учитывать все факторы, включая наличие конкретных заготовок конкретного диамтра. Ну, короче, у вторичного зеркала может быть задан конкретный диаметр, который в данной модели - фиксируется.

3. Геометрическими построениями (см. соответствующий слайд в презентации, выложенной в старт-посте) прикидываем, какой вынос фокуса (или задний отрезок) мы можем себе позволить, исходя из заданного диаметра вторичного зеркала. Возможно, этот "максимально возможный" вынос уйдёт в бесконечность, и даже "за неё". Тогда выбираем неабольший вынос фокуса (задний отрезок) по каким-нибудь другим соображениям. Ну, например, 2-3 метра, чисто конструктивно. По здравому смыслу. Больше - вряд ли уж будет надо.

4. Моделируем систему "в обратном ходе лучей". В Земаксе её, возможно, придётся перевернуть или построить заново, используя те же параметры (с точностью до знака) и в другом порядке. Наш "задний отрезок" становится "передним" и теперь идёт как "толщина" (Thickness) для поверхности "Obj". Он, в данном случае, - фиксирован. Диаметр вторичного зеркала - фиксирован, и её поверхность можно объявить STOP.

5. Освобождаем (делаем варьируемыми) параметры - зазор между главным и вторичным зеркалами (параметр "Thickness" для поверхности вторичного зеркала, который у нас тут будет - отрицательным) и "задний отрезок" (параметр Thickness" для поверхности главного зеркала), который оказался "задним" только в этой схеме с "обратным ходом" лучей, то есть, когда "объект" (источник света) условно помещён в вынесенном фокусе Кассегрена. А на самом деле это то, что соответствует "дистанции фокусировки" в реальной схеме контроля. Просто, в данной модели нам проще задавать фиксированный "вынос фокуса", и ловить "дистанцию фокустровки", которая у нас тут по-любому будет выходить конечной, потому что если в модели сделать наоборот, то есть, зафиксировать "дистанцию фокусировки", то в ходе оптимизации "вынос фокуса" (или как "задний отрезок") может запросто уйти в бесконечность. Поэтому - то и используем модель в обратном ходе лучей.

6.Формируем условия оптимизации. Для наших целей годится автоматически генерируемая функция оптимизации (Merit function) по любому из критериев (хоть Wave, хоть Geom, хоть RMS, хоть P-V - практически без разницы). "Поля" (Fields) у нас в данной модели - только одно: нулевое (строго на оптической оси).

7. Для апертур - тоже неплохо бы задать общее правило "Float by stop size". В качестве "STOP" - поверхности используется вторичное зеркало. Для главного апертура Automatic, и если она получается чуть меньше, чем реальная апертура, - ничего страшного. Просто, в данном методе задействуется не вся поверхность главного зеркала. Это было бы печально, если бы мы контролировали - именно его, но нас тут интересует - вторичка.

8. Используя оптимизатор, получаем конкретные значения зазора и дистанцию фокусировки. Считаем общую длину системы (тупо как сумму этих "расстояний" с учётом знаков: "зазор" между зеркалами у нас - отрицательный). Записываем результат на бумажку или в какую-нибудь электронную таблицу. В таблице (на бумажке или в электроне) сопоставляем по два числа: заданное значение "выноса фокуса" (см. шаг 4) и получившуюся в результате оптимизации "длину всей системы".

9. Меняем (увеличиваем или уменьшаем) значение для "выноса фокуса" (в данной модели с обратным ходом лучей это - "передний отрезок", то есть "Thickness" для поверхности "Obj", как было сказано на шаге 4), но это значение должно всегда оставаться строго больше, чем номинальное значение выноса фокуса (или "заднего отрезка") в целевой схеме, сфокусированной на бесконечность (очевидно, что если "вынос фокуса" задать равным номинальному значению, как в "штатном режиме" готового телескопа в сборе, то оптимизированная "дистанция фокусировки" уйдёт в точности в бесконечность: этого мы и добиваемся, чтобы при фокусировке на бесконечность при работе в штатном режиме, никакой сферической аберрации - не было бы).

10. Повторяем всё с шага 8 (оптимизируем, считаем длину, записываем). И так далее, с некоторым шагом, пока на пункте 9 мы не достигнем "номинального" значения, либо не заметим, что общая длина схемы контроля начала быстро расти. Тогда уже "всё ясно", и продолжать дальше - нет смысла.

11. По точкам на плоскости, построенным по числовым парам "вынос фокуса" - "длина всей системы" строим график (в чём-как, а в АвтоКЭДе это было - элементарно), скругляем по "лекалу" (сплайном) и быстро находим минимум. Построения можно сделать на миллиметровой бумаге, в АвтоКЭДе, да хоть в Эксцеле. Масштабировать можно - как угодно.

12. Ещё раз воспроизводим схему контроля, где "вынос фокуса" соответствует найденному оптимальному значению. Поскольку это вблизи экстремума, то есть, производная функуции "длина всей системы" по этому параметру обращается в 0, тут не надо особо большой точности: не грех ошибиться на сантиметр-другой, округлить до сантиметров и т.п. Кроме того, на этом этапе можно "отпустить" апертуру вторичного зеркала, и посмотреть, до какого диаметра оно фактически контролируется. Этот диаметр, очевидно, будет больше, чем минимально необходимый для обеспечения "нулевого поля зрения" в целевой системе, но, вот, какое именно невиньетированное поле зрения он обеспечивает, и не выходит ли за рамки, которые установлены блендами и отсекателями (не приводит ли к росту центрального экранирования) - это нужно смотреть конкретно. Если выходит, то можно
а) допустить более длинную схему контроля с меньшим значением выноса фокуса и большей дистанцией фокусировки;
б) поумерить свои притязания на невиньетированное и (или) незасвеченное поле зрения, пересчитать бленды и отсекатели;
в) смириться с тем, что возможно, какая-то узенькая, самая крайняя периферийная зона вторичного зеркала - не будет проконтролирована. То есть, на ней может быть "завал" или "подвёрнутый край", а мы этого - не заметим. Впрочем, наверняка эта зона, если и задействуется в целевой системе (в "штатном режиме"), то участвует только в формировании изображения на самом краю поля зрения. А там - и астигматизм, и всё такое, да и окуляр вряд ли покажет что-то особо выдающееся... Короче, - не жалко. Хотя, до этого - вряд ли дойдёт. Скорее всего даже окажется так, что метод позволяет проконтролировать вторичное зеркало на избыточной апертуре, то есть, вплоть до таких зон, которые в "штатном режиме" никогда не будут задействованы... Впрочем, этот "запас" - "карман не тянет", и даже к увеличению центрального экранирования не приведёт, посколько последнее будет определяться не диаметром вторичного зеркала, а срезом "юбки" (светозащитной бленды) на нём. Так что, есть смысл сделать вторичное зеркало - именно такого размера. Пускай все самые типичные ошибки типа "завала" и "сорванного края" будут сосредоточены в той зоне, которая у нас - контролируктся (мы об этих ошибках - узнаем), но фактически - не работают (т.е. эти ошибки никак не помешают при наблюдениях).

13. Всё это расчитывается до того, как приступить к шлифовке главного и вторичного зеркал. В частности, результаты модельных построений учитываются при выборе диаметра вторичного зеркала и центрального отверстия в главном (его не следует делать меньше некоторого минимально необходимого именно для этого метода (для целевой системы минимум - другой, но опиентироваться надо - на больший из них по величине), а больше - ради бога, лишь бы не приводило к увеличению ЦЭ). Но потом, когда главное зеркало - уже готово, надо точно измерить его асферичность (эксцентриситет, вернее, - квадрат эксцентриситета), и подставив в модель, пересчитать всё заново начиная с шага 1 и по 12 (но там у нас фокус и "коничность" главного зеркала уже не оптимизируются, а фиксируются на фактически измеренных значениях). Ведь не факт, что то значение, которое у нас реально получится "по факту", в точности совпадёт с расчётным (например, для системы Ричи-Кретьена, оптимизированной Земаксом). Тогда на краю поля зрения может появиться небольшая кома (ну, совсем небольшая, намного меньше, чем у классического "Кассегрена"). Ну и фиг с ней. Важнее - так подобрать параметры схемы контроля, чтобы она наилучшим образом обеспечивала соответвтвие вторичного зеркала главному. А численный эксперимент показывает, что данный метод, вообще говоря, - чувствителен к значениям эксцентриситетов (вернее, их квадратов, или "коничности") обеих зеркал.

14. Когда будет готово к испытаниям (отполировано) вторичное зеркало, неплохо бы точно измерить его радиус кривизны, и ещё раз всё пересчитать. Возможно, что у нас получится несколько другой фактор увеличения (и, сообветственно, эквивалентный фокус системы)... Возможно, при этом будет потеряна абсолютная апланатичность первоначально задуманного Р-К (появится небольшая кома). Но тогда - и асферика на вторичном зеркале - тоже "поплывёт"... То есть, исходя из получившихся "по факту" параметров, главного и вторичного зеркала (в частности, параметра "Conic" главного и радиуса кривизны вторичного), теперь более оптимальным окажется - несколько другое значение параметра "Conic" для вторичного. Это будет уже не совсем Ричи-Кретьен, но и не классический Кассегрен... Ну, короче, - что получится, - то получится. И в таком виде для него неплохо бы ещё раз окончательно расчитать надлежащую схему контроля под нуль-тест.

15. При сборке РЕАЛЬНОЙ схемы контроля принудительно выставляются дистанция фокусировки (до сантиметра) и задний отрезок (вынос фокуса - желательно, до миллиметра), а фокусировка производится подвижками главного или вторичного зеркала. То есть, зазор между ними - "как придётся". А по-другому - просто никак.

Вот. Казалось бы, - сложно... Но на самом деле, - ничего сложного. Это же не стекло тереть... А компьютер, - он железный, его - не жалко. С него - не убудет. Зато всё многократно выверяется, и случайные ошибки - просто исключены.

[stepan]

Вложения ваши я не читал, тк с "телефона" сижу в сети, но могу уверить что в таком варианте вторичка будет работать меньшим диаметром чем при работе по реальной звезде. Это и без программ ясно что вторичка в таком варианте стоит от Гз дальше. А ведь вторички у нормальных телескопов должны обеспечивать поле , а не только центральную точку. И если бы вы хотя бы одну вторичку делали то поняли бы насколько важен контроль ее края.  В общем, как говорится, теория то одно, но ьез практики это просто слова.

[yas]

Отлично!
Не хватает еще оценки точности изготовления и установки всех компонентов.
Попробуйте в Zemax оценить качество получаемой системы РК при реальных ошибках изготовления элементов и установки Вашей схемы.
Интересно так же в связи с этим узнать метод и точность оценки квадрата эксцентриситета ГЗ, его радиуса кривизны при вершине, ну, и, собственно отклонений пов-ти зеркала..
И не забудьте, что в процессе изготовления радиус кривизны вторички (к-й тоже надо мерить) будет постоянно меняться.
Боюсь, что в результате Вы убедитесь, что "... хотелось как лучше, а получилось как всегда..." - т.е. телескоп с общей ошибкой порядка 0.5-1 длины волны.

[stepan]

Что касается длинных измерительных помещений - ничего страшного в этом нет .Максимальная длина  которую приходилось использовать 65 метров ,в студенческие времена в университетском общежитии в коридоре в ночное время с напарником устранили все источники сквозняков и прекрасно проводили теневые испытания.

все, пойду займусь чем то другим. Тут студенты 65метровые коридоры без воздушных потоков из общаги делают влегкую, куда с такими монстрами тягаться.

Итак, Зяма мне выдал оптимизированную схему контроля "через задницу".
Rзадней стороны 1058.7 (поверхность слегка выпуклая, сферическая)
Передний и задний отрезок 371.945 мм (это расстояние от фокуса до вершины задней поверхности)

Волновая ошибка 0.546 лямбды, спот в 2-3 раза больше диска Эйри, короче, - фу и бя. Метод не годится.
И это - при том, что надо шлифовать-полировать выпуклую сферическую поверхность... А как её контролировать: Разве что, - наложением... Значит, - шлифовать-полировать ещё одну вогнутую сферу... И всё это, в итоге, - НЕ РАБОТАЕТ.

значит нужно считать дальше, икак минимум заменить к8 на нормальное стекло, идеально - кварц. Никто вторичку из К8 в здравом уме тереть не станет

Французы например успешно натерли через тыл 800мм вторичку для 2.5м Ричи под Кисловодском, видел интерферограмму - очень даже.

[Astel-150]

Вполне рабочий метод. Ради интереса посчитал для 200мм РК: R1=1200, R2=600, D=400, F=1800, диаметр поля 37.7мм., что есть 1.2гр. Диаметр вторички 75мм. При контроле звезда на  6 метрах от гл. зеркала, нож 1428.996мм от главного(сзади). Остаточные аберрации того же порядка, что и в реальных условиях (ничтожны), диаметр вторички 74.4мм.

[Fidel]

//И это - при том, что надо шлифовать-полировать выпуклую сферическую поверхность... А как её контролировать: Разве что, - наложением... Значит, - шлифовать-полировать ещё одну вогнутую сферу...

Контроль радиуснЫми пробными тривиальная процедура даже для самого захолустного телескопостроительного кружка. Пробные изотавливаются пАрами или берутся ближайшие (по радиусу) на прокат.

[Игорь А. Грибко]

все, пойду займусь чем то другим. Тут студенты 65метровые коридоры без воздушных потоков из общаги делают влегкую, куда с такими монстрами тягаться.

В очередной раз убеждаюсь ,что снобизм - это  болезнь.

[Евгений Пухальский]

просто как говаривал мой гуру на студии кабельного тв (когда там работал) - делать надо по-возможности хорошо, хреново оно само получится...   
конкретнее по теме - у меня щас в натирке другие дела...  Кто-то ту  из коллег вроде РК натирает вроде?  М.б попробуете потом независимо оценить предложенный метод? Снобизм-снобизмом  , а интересно все-же...

[Дрюша]

но могу уверить что в таком варианте вторичка будет работать меньшим диаметром чем при работе по реальной звезде.Это и без программ ясно что вторичка в таком варианте стоит от Гз дальше.

Вторичка от главного отстоит дальше - на сантметры, а задний (или передний - смотря в каком направлении гонять лучи) отрезок увеличивается - на метры. А последний даёт - увелчение размеров контролитуемой зоны на вторичке. Который пересиливает то, что вносит увелчение расстояния между зеркалами.

В общем, как говорится, теория то одно, но без практики это просто слова.

А чё, вычислительная модель с цифрами - не катит? Ладно бы, я ещё понял бы, если бы я счтал ТОЛЬКО на своей собственной программулине, сработанной на коленке, и которую кроме меня никто не знает... Но тут уже цифры, полученные на общепризнанном Земаксе (чего, кстати, не было во вложении). По мне, так численный эксперимент - это тоже экспермент 

Не хватает еще оценки точности изготовления и установки всех компонентов.
Попробуйте в Zemax оценить качество получаемой системы РК при реальных ошибках изготовления элементов и установки Вашей схемы.

Для начала попробовал поевелить какое-то расстояне: дистанцию фокусировки, либо заднй отрезок. В той модели, которую я описал во вчерашнем длинном посте подвтжки на 20 мм (с последующей "дофокусировкой" зазором между главным и вторчным) привели к тому, что аберрация составила 1/11 лямбды по фронту против 1/30 как в деале. Примерно такой же эффект даёт подвжка заднего отрезка при фиксированной дистанции. То есть, сантиметровая точность выставления этих расстоянй - вполне катит.

Интересно так же в связи с этим узнать метод и точность оценки квадрата эксцентриситета ГЗ, его радиуса кривизны при вершине, ну, и, собственно отклонений пов-ти зеркала..

Интересно, а как любители вообще делают, скажем, - параболы? Вот, например, для того случая, когда годится классический Кассегрен (ну, ГЗ 1:5 - 1:6, экв F 20-24, кома на всём поле зрения пренебрежмо мала), то он, Кассегрен, с приемлемой для нас точностью не отличается от Р-К...

И не забудьте, что в процессе изготовления радиус кривизны вторички (к-й тоже надо мерить) будет постоянно меняться.

Ну, да, копмутер придётся напрягать каждый раз после очередного промера. То есть, пересчтывать всю схему с новым радиусом, фактором увеличения и т.п. А он - железный, с него не убудет.

Боюсь, что в результате Вы убедитесь, что "... хотелось как лучше, а получилось как всегда..." - т.е. телескоп с общей ошибкой порядка 0.5-1 длины волны.

Ну, "как всегда" - это со всеми косяками изготовления? Или в этом вина исключительно методов контроля? А может, "всегда" - так и было - именно потому что никто не знал о МОЁМ методе? 

[Gera]

но могу уверить что в таком варианте вторичка будет работать меньшим диаметром чем при работе по реальной звезде.Это и без программ ясно что вторичка в таком варианте стоит от Гз дальше.

Вторичка от главного отстоит дальше - на сантметры, а задний (или передний - смотря в каком направлении гонять лучи) отрезок увеличивается - на метры. А последний даёт - увелчение размеров контролитуемой зоны на вторичке. Который пересиливает то, что вносит увелчение расстояния между зеркалами.

Дрюша,  чтобы было всем понятно, об чем речь - переверните схему - входной зрачок чтоб на ГЗ был, и  исследуемый диаметр вторички автоматом  посчитается.

[Astel-150]

но могу уверить что в таком варианте вторичка будет работать меньшим диаметром чем при работе по реальной звезде.Это и без программ ясно что вторичка в таком варианте стоит от Гз дальше.

В моем случае разница в промежутке между зеркалами составила около 19мм, так что причина увеличения диаметра вторички не в этом, а в том, что расстояние до обьекта сократилось, а в связи с эти увеличелось расстояние до изображения создаваемого главным зеркалом.

[Astel-150]

но могу уверить что в таком варианте вторичка будет работать меньшим диаметром чем при работе по реальной звезде.Это и без программ ясно что вторичка в таком варианте стоит от Гз дальше.

Вторичка от главного отстоит дальше - на сантметры, а задний (или передний - смотря в каком направлении гонять лучи) отрезок увеличивается - на метры. А последний даёт - увелчение размеров контролитуемой зоны на вторичке. Который пересиливает то, что вносит увелчение расстояния между зеркалами.

Дрюша,  чтобы было всем понятно, об чем речь - переверните схему - входной зрачок чтоб на ГЗ был, и  исследуемый диаметр вторички автоматом  посчитается.

К стати да. Так удобнее. А АСТ не важно где будет при нулевых углах.

[yas]

Вполне рабочий метод. Ради интереса посчитал для 200мм РК: R1=1200, R2=600, D=400, F=1800, диаметр поля 37.7мм., что есть 1.2гр. Диаметр вторички 75мм. При контроле звезда на  6 метрах от гл. зеркала, нож 1428.996мм от главного(сзади). Остаточные аберрации того же порядка, что и в реальных условиях (ничтожны), диаметр вторички 74.4мм.

Еще раз повторю. Нет смысла считать идеальный вариант, всегда надо считать ошибки. К примеру, сместите в своем варианте вторичку хотя бы на 0.5 мм и посмотрите что получится. Только не надо при этом пытаться компенсировать смещение подвижкой ножа! В реальной жизни Вы ведь не будете знать межзеркальное расстояние с точностью лучше 0.5 мм. Про аттестацию ГЗ я уже молчу.

[Astel-150]

В реальной жизни, мне достаточно будет измерить расстояние от вторички до ножа, или от главного до ножа и от звезды до главного. С точностью до сантиметра.
при этом ошибка ВФ будет в пределах 1/10 лямда

[Дрюша]

Еще раз повторю. Нет смысла считать идеальный вариант, всегда надо считать ошибки. К примеру, сместите в своем варианте вторичку хотя бы на 0.5 мм и посмотрите что получится. Только не надо при этом пытаться компенсировать смещение подвижкой ножа!

Гы! Можно подумать, что в реальной жизни нож ничем никак никогда не регулируется! По-любому, какая-то подстройка, фокусровка - есть. И здесь пускай это будет подвижка вторички. Мкрометрическим винтом. С точностью до микрона. Если надо, то пускай вращаемый гибким тросом или карданным валом...

[yas]

Гы! Можно подумать, что в реальной жизни нож ничем никак никогда не регулируется! По-любому, какая-то подстройка, фокусровка - есть. И здесь пускай это будет подвижка вторички. Мкрометрическим винтом. С точностью до микрона. Если надо, то пускай вращаемый гибким тросом или карданным валом..

Простите, я наверное, плохо объясняю.
Да, если у Вас есть уже соответствующие расчетным данным главное и вторичное, то проблемы с расстояниями не стоит. Ставится точка и подбирается положение ножа. Но у Вас этого не будет. Вместо этого будет главное с известными с какой-то точностью параметрами (кстати, как насчет метода измерения квадрата эксцентриситета ?) и вторичное с более-менее известным радиусом кривизны. В таком случае Вы, пытаясь добиться "плоского рельефа", его в конце-концов сможете получить, но при этом параметры вторички не будут соответствовать расчетным и, как результат, общее качество РК не будет соответствовать расчетному.

[Astel-150]

Гы! Можно подумать, что в реальной жизни нож ничем никак никогда не регулируется! По-любому, какая-то подстройка, фокусровка - есть. И здесь пускай это будет подвижка вторички. Мкрометрическим винтом. С точностью до микрона. Если надо, то пускай вращаемый гибким тросом или карданным валом..

Простите, я наверное, плохо объясняю.
Да, если у Вас есть уже соответствующие расчетным данным главное и вторичное, то проблемы с расстояниями не стоит. Ставится точка и подбирается положение ножа. Но у Вас этого не будет. Вместо этого будет главное с известными с какой-то точностью параметрами (кстати, как насчет метода измерения квадрата эксцентриситета ?) и вторичное с более-менее известным радиусом кривизны. В таком случае Вы, пытаясь добиться "плоского рельефа", его в конце-концов сможете получить, но при этом параметры вторички не будут соответствовать расчетным и, как результат, общее качество РК не будет соответствовать расчетному.

А кто Вам мешает измерить конкретный комплект зеркал на предмет радиусов кривизны? Экстреситет так же измеряется по параметрам поверхности(если это не парабола)...

[Дрюша]

Хорошо, на досуге как-нибудь посчитаю допуски (надо ещё научиться делать это штатными средствами Земакса). Но, помнится, когда (два года назад) я пытался определить, насколько различаются схемы для Р-К и классического Касса, то я (к своему удивлению) выяснил, что хоть чуть-чуть и отлчаются, но не сльно. То есть, если у нас там будет Р-К (квадрат эксцентриситета ГЗ - соответствующий), а схема будет собрана как для классического Кассегрена, то разница... Для тех варантов, которые я считал - разница невелика. Где-то порядка четверти лямбды -  выходило. То есть, - лиь бы главное и вторичное подходили друг другу, а разница Касс-РК - это велчина следующего порядка малости. А для более светосильных систем (где уже и Р-К не катит, нужен Шварц...) - это вопрос открытый. Но это уже - точно не для любителя.