Что делать со сферой 280/1250?

[Дрюша]

Есть у меня зеркальце D 280 мм F 1250 мм, но СФЕРА. К тому же, тонковато (толщина по краю около 20 мм, т.е. 1:14). Досталось мне оно почти даром, теперь как чемодан без ручки. Выбросить жалко.

О нём я уже когда-то писал насчёт формы зеркала коррекции вакуумом или грубой силой (оттяжкой за центр). Но тут понял, что механика должна быть настолько хитрая (не менее чем 4-этажная система разгрузки на 24 точки по краю), что дешевле обойдётся заказ зеркала такого же диаметра и фокуса, но нормальной формы (парабола) и толщины. Да и не стоит оно того, если есть нормальная парабола 250 мм (правда, громоздкая, F 2000 мм, но и 280/1250 далеко не утащишь). Ну, тогда я только поразвлекался так, чисто в виртуале. Ну, с PLOPом... В реале я даже не проверял его форму (хотя, производитель - завод "Арсенал" внушает некоторое доверие). Так и лежит.

Если использовать как заготовку (переполировать на параболу), то тоже не катит. Тонковато. На этот счёт у меня валяются две конденсорные линзы 240 и 250 мм в диаметре...

Прошу дельного совета: что с ним теперь сделать. Варианты:

1. Приспособить какой-нибудь предфокальный корректор, чтобы сделать хотя бы равнозрачковую гляделку, которую не жалко.

2. Сделать камеру Шмидта без корректора (задиафрагмировать до 180-200 мм)

3. Что-то ещё...

4. Избавиться.

[Митрофанов Павел]

    А почему, собственно, парабола не катит? Толщина достаточная при разгрузке в инструменте на 9 точек.  Некоторая сложность при фигуризации, но, думаю, с ней можно успешно справиться если зеркало будет сверху, или если при фигуризации снизу разгрузить его, как некогда советовал Эд Трегубов, на много смоляных шариков.
   Шмидт делать не советую.  Это какая же должна быть монтировка при длине трубы в 2,5 метра?..  Предфокальный корректор – неплохая мысль. Что-то еще – тоже мысль, например, Райт.

[Дрюша]

Просто, зеркало - уже есть. Покрыто алюминием, всё как надо. И оно изначально было сферой. Делалось под М-Н, но мениск к нему так и не был изготовлен.

Мне оно досталось вкупе со вторичкой за 40$, причём, вторичка (70 мм) при уже деле (хотя, всё там сменно и переставляемо). Обычно она сама по себе дороже стоит. Вот я и взял. Чего добру пропадать?

24-точечная разгрузка нужна только для силовой схемы коррекции, которую я расчитывал. То есть, для оттяжки за центр или вакуум. Причём, чтобы сделать зеркало ближе к параболе, за центр придётся оттягивать с силой около 15 кг, а если вакуумом - то около 60 кг (там это равномерное давление по всей площади). Для вакуума - и 24 точек по-хорошему маловато (хотя, в 1/4 лямбды во фронту худо-бедно укладывается), а если тянуть за центр, то это грубовато, и по-любому не получается точность лучше чем 1/2 - 2/3 лямбды, и в этих пределах, может быть, даже 12 точек сойдёт... Всё равно, это будет не более чем равнозрачковая гляделка. Но это, тем не менее, тоже два этажа коромысел. Имхо, не стоит оно того.

А райт - это нужен сплюснутый сфероид и планоидальный корректор... Тогда уж в параболу переполировывать.

[Asafan]

Не приходилось мне, признаюсь честно, делать зеркала больше 165мм (параболы), толщина по краю 16 мм. При небольшом давлении и разгрузке на три точки (без наклеивания, конечно) получались хорошие зеркала. Но это  .
 Шмидт будет длинным, Шмидт-Ньютон - большая пластина. В любом случае - это работа для человека с большой практикой. И дорогая (или долгая), в том числе и параболизация. Корректор изготовить ещё сложнее, поверьте оптику-конструктору. И фигуру зеркала вы, кажется, не проверяли? И её надо проверять на разгрузочном приспособлении, проще всего при горизонтальном положении зеркала. Надо оно вам .

[Asafan]

Такой вот блин...
    To Митрофанов Павел:
Пардон...

[Митрофанов Павел]

    Ну насчет толщины в центре ошибочка вышла. Толщина чуть больше 16 мм. Ну а тем, что в оптике не редки трудные решения, этим, думаю, здесь никого не удивишь.

[gals]

   Я делал параболу 1:6 Д=220мм., толщина 15мм. - ничего - разгружал на 9 точек. Полировал в положении зеркало снизу.

[Ernest]

Можно использовать как главное зеркало в схеме с предфокальным корректором (одно- или двухлинзовым).

[Дрюша]

Можно использовать как главное зеркало в схеме с предфокальным корректором (одно- или двухлинзовым).

Ну и какой бы Вы посоветовали в пределах бюджета порядка 100$ (на уровне равнозрачковой гляделки) - 200$ (для полноценного дифракционно-ограниченного решения)? Это касается только самого корректора (механика, окуляры, вторичка - отдельно, но чтоб реально уложиться в 300-400$)
a) заказать - то где, у кого (какие фирмы или мастера за это берутся)?
б) подобрать из каких-то компонентов (фото- и наблюдательная оптика, очковые стёкла и т.п.) - каких именно?
Ну, хотя бы предположительно. Реально ли это вообще?
Я ориентируюсь на равнозрачковую гляделку, которую не особо жалко, например, оставить на даче... Реально расчитывать на дифракционно-ограниченный инструмент особо не приходится. Но если выдержит увеличение хотя бы 50-70Х, то по дипам - самое оно будет.

[tlgleonid]

Зеркальце из Киева приехало? Тогда нужно внимательно посмотреть, действительно ди там сфера. То-есть ошибки от сферы в лямбду вполне могут быть.
Я бы все таки его посмтрел на теневом приборе и после этого параболизировал. Неуж то алюминиевый слой так жалко?

[Дрюша]

Зеркальце из Киева приехало? Тогда нужно внимательно посмотреть, действительно ди там сфера.

Да, из Киева. А Вы что-нибудь конкретное знаете? Ну, одна лямбда бы меня даже устроила. Относительно параболы, правда, а не сферы. Для равнозрачковой гляделки больше и не надо.

Но даже если там сфера - так себе, то... Впрочем, как вариант осталась и силовая деформация... Вакуум, конечно, - это слишком. И стрельба из пушки по воробьям получается. Но оттяжку за центр, всё же, позволить себе можно. При 12-точечной разгрузке по краю. И, кстати, если там есть ошибки сферы, но они симметричны, и в основном по четвёртому порядку (ну, без узких зон, ряби, астигматизма, сильного завала края и т.п.) то силовой деформацией заодно решается и эта проблема. Там предполагается визуальный контроль по внефокалу и регулировку прямо на месте наблюдений. Так что, если в одну лямбду (относительно ближайшей параболы) удастся вписаться, то задачу можно считать решёной.  А при оттяжке за центр ничего лучше сем пол-лямбды не получится даже теоретически. И даже 0.7 лямбды... Я же говорю, что речь идёт о равнозрачковой гляделке на добе. Больше ничего я из него делать не собираюсь.

А алюминий - жалко. Покрыть ещё раз будет стоить дороже, чем оно мне досталось.

[Asafan]

Прошу прощения, какая оттяжка центра, если вам нужно край завалить? Если хватит терпения, подождите - делаю расчет корректора. Хотя грамотнее - параболизовать.

[Balyunov]

Простейший корректор  можно сделать из очковых линз. Берем две очковые линзы-мениски, положительную и отрицательную,
с равными по абсолютной величине оптической силой. Оптическая сила положительной линзы примерно равна оптической силе
главного зеркала. Располагаем выпуклыми сторонами друг к другу, отрицательной линзой к главному зеркалу. Подбирая расстояние
между главным зеркалом и корректором можно добится полной компенсации сферической. Хроматическая абберация тоже почти отсутствует. К сожалению кома остается, но расчеты показывают что она почти такая же как и у одиночной параболы.

[Дрюша]

Да? Если из очковых, то здорово бы! Кстати, а не могди бы мне подбросить данные насчёт типичных радиусов и толщин для очковых линз? Тогда бы я и сам прикинул! У меня даже своя расчётная программа есть под это дело. Не Земакс, конечно, но интересно было бы её испытать на реальной задаче.

Кстати, в природе есть ещё корректор от ТАЛ-120... Не знаю, можно ли его заказать отдельно? Но он для жругого зеркала... Хотя, может быть, можно за счёт другого расстояния приспособить под это?

А насчёт оттяжки... Причём тут завал края? Если опереть зеркало по краю (ну, там, хотя бы на 12, но лучше на 24 точки), а за центр как следует оттянуть (у меня по расчётам выходит, что надо 15-18 кгс - вполне реальная сила, и стекло ещё не треснет от такого), то получится искажение формы, симметричное относительно центра. Это искажение (отклонение от первоначальной формы) можно разложить в ряд по степеням радиуса зоны. Нечётные члены в силу симметрии тождественно ==0. Остаются члены только чётных порядков.
0-й порядок - это просто смещение
2-й порядок - это изменение радиуса кривизны
4-й порядок - это то, что нам надо (регулируется и подбирается)
6-й, 8-й и т.д. - это неустранимая регулярная ошибка метода.

0-й и 2-й порядок компенсируются перефокусировкой
Разность между сферой и параболой описывается, в основном, членом 4-го порядка (6-го, 8-го и т.д. - исчезающе малы). Таким образом, компенсируем только по 4-му порядку. В основном, за счёт уменьшения радиуса кривизны в центральной зоне. А край не заваливается. Он просто остаётся практически таким же, как был. Но общий (средний) радиус кривизны становится меньше, и в периферийной зоне он оказывается больше, чем везде. Но этот метод, всё же, грубоват. Именно из-за 6-го, 8-го и более высоких порядков. С ним сферу можно приблизить к параболе всего лишь в 2 раза лучше, чем было. Если, правда, исключить центральную зону  до 1/3 D (которая затенена вторичкой), и которая наиболее подвержена деформации (там как раз крепится оттяжка), то максимальные отклонения деформированной сферы от ближайшей параболы окажутся в 4-6 раз меньше, чем первоначально. Это уже что-то. Вакуум (равномерное давление по площади) позволяет получить гораздо более высокую точность компенсации, но это технически сложнее. К тому же, там расчётная нагрузка составляет около 60 кгс, и требуется не менее чем 24-точечная разгрузка (а лучше - на 48), но это слишком сложно.

Ещё раз отдельное спасибо за интересные предложения.

[Ernest]

К сожалению далеко от дома, нет возможности проверить. Но не думаю, что пара очковых линз даже в расчете смогут убрать сферическую от этого зеркала, без того, чтобы внести как минимум сферохроматизм. Не могли бы Вы привести Ваши расчетные параметры? Кроме того, едва-ли удастся найти в очковом магазине линзы под этот конкретный расчет (эпоха ГОСТ-а увы прошла и линзы все от разных производителей с весьма различными параметрами), а также установить и центрировать их с должной точностью. Это уже не говоря о бликах на четырех непокрытых поверхностях (16% светопотерь) и низкой точности обработки таких линз.
Корректор от ТАЛ-120 не подойдет - он расчитан на компенсацию меньших аберраций.

[Balyunov]

К сожалению у меня нет точных данных о радиусах очковых линз, при расчете я пользовался приблизительными значениями радиусов линз оцененными "на глазок". Единственно радиусы подбирались так чтобы оплическая сила линз соответствовала стандартной +-0.5D, +-5D соответственно для двух вариантов корректоров. Что касается точности воспроизведения реального корректора то скажу так: при некотором разбросе радиуса кривизны обеих очковых линз всегда можно подобрать положение корректора относительно фокуса ГЗ, при котором осуществляется полная коррекция сферической. Важно чтобы оптические силы линз были равны по абсолютной величине. Насчет корекции полевых аббераций в предыдущем посте я конечно допустил ошибку -они получаются довольно велики, больше чем у одиночной параболы, но есть тенденция к их уменьшению при увеличении выноса корректора относительно фокуса ГЗ (соответственно необходимо и уменшение оптической силы линз корректора).
Для примера я произвел расчет корректора для двух вариантов очковых линз +-0.5D и +-5D. На первом рисунке пятна рассеяния для корректора из линз +-5D для поля в 0.2 градуса,  второй рисунок - оптическая схема. Радиусы кривизны и расстояния следующие (начиная от ГЗ, материал линз принят N-BK7, аналог К8)
     TYPE          RADIUS     DISTANCE   GLASS
     MirSpher    2500.00
                                         -1174.1
     Sphere         52.00
                                              -1.0     N-BK7
     Sphere       105.00
                                               0.0
     Sphere       -85.00
                                              -3.0     N-BK7
     Sphere      -550.00 

аналогично для втопрого варианта корректора:

   TYPE        RADIUS     DISTANCE  GLASS
     MirSpher 2500.00
                                   -1090.00
     Sphere      94.60     
                                        -2.00       N-BK7
     Sphere    105.00
                                       -0.500
     Sphere    -105.00     
                                       -2.500       N-BK7
     Sphere   -116.40

Третий рисунок - для второго вариантакорректора получились те же кружки рассеяния но уже на поле в 0.5 град.

[Koalin]

Ockovye linzy polnoe g....
Kogdato sdelali mne dvuxlinzovyi korektor komy dlia paraboly D=195; F=1075.
Vobsce nerabotaet!
Oslo pokazavaet, cto pricina nesfericeskaja vognutaja poverxnost meniska.
Kogda pokazali polrovalsciki- vse stalo jasno.Na metal nakleeno okolo 10 mm voiloka !
Po moemu tam tocnost +-1...2 liamda.
Strocku ixnix radiusov mogu naiti.

[Дрюша]

Я тоже посчитал на своей программулине, которая под ACAD. Для модели взял 2 мениска средним радиусом кривизны 52-53 мм и оптической силой +1 и -1 дптр. Ну, один радиус взял 50 мм, а другой подбирал так чтобы оптическая сила была именно такой. Как получилось. Оба из одинакового стекла. Расположил выпуклыми строрнами друг к другу (зазор между ними взял 1 мм). И стал подбирать расстояние от фокуса. Подобрал. Так что на оси сферическая компенсируется в 0. Остаточная сферическая 6-го порядка и сферохроматизм оказался в пределах дифракции с запасом. Ошибка волнового фронта не более 1/6 лямбды, но это с учётом красных и фиолетовых лучей по самым краям спектра (400 и 700 нм). Но это чисто теоретически, и если считать, что сферы (ГЗ и рабочие поверхности линз компенсатора) изготовлены идеально точно. К тому же, это только на оси. Чуть от оси - сразу лезет страшная комища. Гораздо сильнее, чем у параболического зеркала.

Кстати, насчёт компенсатора от ТАЛ-120. Совершенно не факт, что не подойдёт. Я посмотрел, как ведёт себя компенсатор (тот, который я моделировал) при изменении его расстояния от фокуса. Степень компенсации в рассмотренных пределах практически линейно зависит от этого расстояния. Так что, ТАЛ-овский компенсатор даже вполне может подойти. Если хватит его размера по диаметру (это единственная причина по которой он может не подойти: если при том расстоянии от фокуса, при котором достигается компенсация, диаметр сечения пучка окажется больше него). К сожалению, у меня нет данных на ТАЛовский компенсатор.

А очковые стёкла... Ну, стоят они не так уж и дорого... Можно себе позволить выкинуть стольник ради опыта. К тому же, сечение пуска света там получается примерно 15-20 мм в диаметре, когда как стандартные (не обточенные под оправу) очковые линзы имеют диаметр что-то около 60 мм. А если они явно несферические, то основная ошибка обычно приходится на край (сильный завал). Но в центральной части (до 20 мм в диаметре) можно надеяться, что ошибка поверхности там (и именно там) составит раз в 10-20 меньше, чем по всей поверхности стекла (на диаметре 60 мм). Ну, я думаю, что есть основания для таких предположений.

Если я ставлю задачу вогнать ошибку волнового фронта в 0.5-1 лямбду (я уже говорил, что это будет чисто равнозрачковая гляделка, да и ГЗ весьма сомнительно при такой толщине), то авось, глядишь, и сойдёт даже с очковыми стёклами.

Разумеется, надо бы посчитать с реальными стёклами: сначала их купить и померить радиус кривизны. И тогда загонять в расчётную модель. Если они будут чуть-чуть другими, чем брал я, то просто будет другое расстояние. Но и его можно подбирать практически, по зафокал-предфокальным изображениям реальных звёзд.

[Ernest]

Степень компенсации в рассмотренных пределах практически линейно зависит от этого расстояния.

Совершенно верно.

Так что, ТАЛ-овский компенсатор даже вполне может подойти. Если хватит его размера по диаметру

В этом и проблема.

А очковые стёкла... Ну, стоят они не так уж и дорого... Можно себе позволить выкинуть стольник ради опыта.

Очень справедливо.

А если они явно несферические, то основная ошибка обычно приходится на край (сильный завал).

Увы, там скорее астигматизм и нерегулярные высокопериодические искажения (типа волны).

Если я ставлю задачу вогнать ошибку волнового фронта в 0.5-1 лямбду (я уже говорил, что это будет чисто равнозрачковая гляделка

То есть с большим полем зрения и не слишком большими полевыми аберрациями (кома - самый неприятный компонент таких аберраций).

глядишь, и сойдёт даже с очковыми стёклами.

Эксперимент - превыше всего!

Разумеется, надо бы посчитать с реальными стёклами

Под руками нет никаких материалов по очковым стеклам, но вроде бы для слабых диоптрий там выпуклая поверхность имеет радиус около 120 мм. Так что можете прикинуть.

[Koalin]

Radiusa instrumentov Kaunaskovo ockovovo zavodika, v mm:

Vognutyi instrument:
131,4; 123,64; 116,74; 105,23; 100,19; 87,90; 84,63; 81,60; 73,76; 71,54; 63,70; 57,66; 52,83.

Vypuchly:
104,60; 99,62; 95,09; 87,16; 80,46; 74,70; 65,37; 64,37; 63,40; 62,45; 61,53; 60,64; 59,77; 58,93

Zagotovki iz K-100 stekla.