Расчет системы Мениск-Кесегрэн

[ekvi]

Очень большой задний отрезок  - это сколько?

1400 - 700 = 700. А сейчас: 1040 - 705 = 335.

[Vavanzer]

  Чем будет отличаться ахроматические мениски разной толщины и разной кривизны?   Т.е. ахроматические мениски разного диаметра (у них соотношение радиусов и толщины одно и то же).  Вырежем из них середины одного и того же диаметра.  Чем полученные стекла будут отличаться?

[ekvi]

Чем будут отличаться ахроматические мениски разной толщины и разной кривизны?

Наглядней всего этот вопрос рассмотрен в книге Н.Н. Михельсона "Оптические телескопы".
С увеличением диаметра у мениска возрастают аберрации высокого порядка, что может оказаться полезным при компенсации аберраций зеркального компонента системы.
Целесообразнее подобные вопросы изучать не "на пальцАх" (по картинкам и словесным описаниям), а в "исследовательской лаборатории" типа Земакс, которая у всякого оптика всегда должна быть под рукой.

[библиограф]

 

Чем будут отличаться ахроматические мениски разной толщины и разной кривизны?

В 1944 году этот вопрос разбирал ещё Д.Д. Максутов в книжке "Новые катадиоптрические менисковые
системы". Познакомьтесь с этой книжкой, чтобы воздать должное его терпению и настойчивости, ведь
при вычислениях хода лучей он пользовался лишь таблицами логарифмов и арифмометром!

[Vavanzer]

В 1944 году этот вопрос разбирал ещё Д.Д. Максутов в книжке "Новые катадиоптрические менисковые
системы". Познакомьтесь с этой книжкой, чтобы воздать должное его терпению и настойчивости, ведь
при вычислениях хода лучей он пользовался лишь таблицами логарифмов и арифмометром!

    Я читал.  Оттуда и знаю про соотношение толщины и радиусов (формулу приводит и значение отношения). Не совсем понятно, как сферичка расчитывается. У кого она сильнее - у более толстого и менее "крутого" или же у тонкого но с малыми радиусами.  Диаметр один и тот же у обоих.
 

[ekvi]

У кого она сильнее - у более толстого и менее "крутого" или же у тонкого но с малыми радиусами.

"Силу" придают радиуса, а баланс между аберрациями 3го и высокого порядков регулируется толщиной - добиваются равенства законов изменения сферички у мениска и зеркал в зависимости от высоты над оптической осью.

[Vavanzer]

У кого она сильнее - у более толстого и менее "крутого" или же у тонкого но с малыми радиусами.

"Силу" придают радиуса, а баланс между аберрациями 3го и высокого порядков регулируется толщиной - добиваются равенства законов изменения сферички у мениска и зеркал в зависимости от высоты над оптической осью.

Т.е. чем круче радиус тем сильнее сферичка (пускай пока так))) - с "порядками"еще не до конца разобрался. А как коэфициент преломления влияет?
Если мениски из разного стекла сделать ,но с одинаковыми параметрами?

[Клевцов Юрий Андреевич]

Т.е. чем круче радиус тем сильнее сферичка (пускай пока так))) - с "порядками"еще не до конца разобрался. А как коэфициент преломления влияет?
Если мениски из разного стекла сделать ,но с одинаковыми параметрами?

Если автор темы не в состоянии изменить её название, может это всё же сделают модераторы? Правильно говорить:
менисковый Кассегрен. Толщину мениска принято выбирать стабильной 0,1D, где D - диаметр действующего отверстия
системы (мениска). В противном случае сталкиваетесь с большим весом этой линзы и повышенной чувствительностью телескопа
к термическим перепадам (если речь о действующем отверстии, равном 200 или больше миллиметров). Из какого бы стекла не
был выполнен мениск, на сферическую аберрацию это мало отражается при его работе в параллельных пучках лучей (в сходящихся - все иначе, но это другая тема). Разность радиусов мениска влияет на хроматизм. Кривизна мениска (прогиб обоих
радиусов на одну и ту же величину) влияет на сферическую аберрацию. Ориентировка и положение мениска в системе влияет
на кому. Все эти азы расчёта есть в цитированной вами книге Д.Д. Максутова, где он также говорит, что для системы с действующим отверстием больше 140 мм (не помню уже точно какого относительного отверстия, но, видимо, 1:10) сферическая
аберрация системы с заалюминированной центральной частью задней поверхности мениска выходит за 1/4 длины волны. Так что если речь идёт о системах с большим действующим отверстием, кривизна вторичного зеркала должна быть меньше кривизны
мениска, иными словами радиус вторичного зеркала должен быть больше радиусов мениска. Если при таких условиях задаться
фокусным расстоянием телескопа и выносом плоскости изображения из системы (этой величиной необходимо задаться с самого начала проектирования телескопа, иначе потом столкнётесь с тем, что не сможете нормально использовать с ним ряд полезных аксессуаров), то схема менисковый Кассегрен приобретает вполне законченный консервативный вид, где все параметры системы взаимосвязаны.

[ekvi]

Толщину мениска принято выбирать стабильной 0,1D

Мениск - в понятиях сопромата - это купол, жесткость которого сильно зависит от его высоты. Поэтому можно смело отступать от принятой в оптической догме d => D/10, существенно облегчая вес мениска, толщину заготовки и трудоемкость ее обдирки.
Кроме того, нельзя забывать исследования Г.М. Попова, показавшего, что в системах с тонким мениском из легких кронов возможно устранение - помимо комы - еще и астигматизма.

[ekvi]

А как коэфициент преломления влияет? Если мениски из разного стекла сделать ,но с одинаковыми параметрами?

От марки стекол отношение (R2 - R1)/d ~ 0.6 - 0.7 и номиналы радиусов мениска R1, R2 - практически не зависят.
При увеличении толщины мениска линейно увеличиваются номиналы R1 и R2 мениска, его собственные аберрации высоких порядков уменьшаются по кубической зависимости, это позволяет применить такой мениск совместно с ГЗ большей светосилы.
Но все это требует индивидуальной оптимизации - как ни крути, а без "Земакс-лаборатории" не обойтись.

[Андрей Лёвин]

Толщину мениска принято выбирать стабильной 0,1D

Мениск - в понятиях сопромата - это купол, жесткость которого сильно зависит от его высоты. Поэтому можно смело отступать от принятой в оптической догме d => D/10...

Я ни разу не оптик, но как механику мне очевидно, что деформация тонкого купола здорово зависит от его ориентации, особенно если он "высокий".

[ekvi]

как механику мне очевидно, что деформация тонкого купола здорово зависит от его ориентации, особенно если он "высокий".

Механику должно быть также очевидно, что "продольная" жесткость у купола во много раз больше его "поперечной" жесткости.
И еще: о чем Д.Д. Максутов завещал не печалиться, так это о деформациях линз.
Для зеркал - другое дело. В.Г. Кукс, например, рекомендует 1/6. Однако в сопромате для перепонок и ребер жесткости соотношение толщины к длине элемента берут 1/5 - т.е. Владимир Герасимович сделал для оптиков "уступку".

[Клевцов Юрий Андреевич]

Мениск - в понятиях сопромата - это купол, жесткость которого сильно зависит от его высоты. Поэтому можно смело отступать от принятой в оптической догме d => D/10, существенно облегчая вес мениска, толщину заготовки и трудоемкость ее обдирки.
Кроме того, нельзя забывать исследования Г.М. Попова, показавшего, что в системах с тонким мениском из легких кронов возможно устранение - помимо комы - еще и астигматизма.

Отступать-то можно, но немного, всё-таки в тонких менисках радиусы круче, а высшие аберрации больше, так что трудоёмкость обдирки под вопросом.  У меня получались неплохие результаты по астигматизму и в классическом варианте со стеклом К8, как для системы мениск - вогнутое зеркало, так и для системы менискового Кассегрена. Оба телескопа диаметром 250 мм (1:10) и
(1:3,3) с одинаковым мениском при моем непосредственном участии были сделаны около 1985 г. руководителем кружка телескопостроения Алма-атинского дворца пионеров Владимиром Михайловичем Барбанаковым Им же в любительских условиях освоены процессы моллирования менисков из плоских заготовок и тонкий отжиг стекла (см. журнал "Звездочёт" 08.2001 стр. 32-36 статья называется "Железных дел мастер"). 

[Андрей Лёвин]

как механику мне очевидно, что деформация тонкого купола здорово зависит от его ориентации, особенно если он "высокий".

Механику должно быть также очевидно, что "продольная" жесткость у купола во много раз больше его "поперечной" жесткости.
И еще: о чем Д.Д. Максутов завещал не печалиться, так это о деформациях линз.

Так очевидно. Но речь-то про купол "высокий". Понятно, что половина пузыря будет свисать сильнее, чем когда стоит сводом вверх.

[ekvi]

половина пузыря будет свисать сильнее

мениск ведь, а не пленка на барабане.
Никто ведь не предлагает распоясываться до безобразия, указана тенденция. Всякая "вольность" - что в оптике, что в сопромате - должна быть обоснована численным расчетом.

[Gera]

Ну и пусть себе свисает и деформируется. Линза работает толщиной, это же не зеркало.

 

[ekvi]

Линза работает толщиной

+++

[Vavanzer]

Из какого бы стекла не
был выполнен мениск, на сферическую аберрацию это мало отражается при его работе в параллельных пучках лучей (в сходящихся - все иначе, но это другая тема).

  Спасибо за ответ.
 А на счет сходящихся пучков и слегка внеосевых (после объектива),когда мениск в предфокале стоит в качестве корректора-"дожигателя" сферички? Была идея на 203мм DS-Мак со всеми сферическими поверхностями поставить еще один мениск ,чтоб добил остаточную сферичку...
 По книге в системе с предфокальным мениском там толстый стоит ,и судя по всему с пологими поверхностями. По марке стекла - не понятно ,побольше или поменьше коэфициент преломления лучше.

[Клевцов Юрий Андреевич]

  Спасибо за ответ.
 А на счет сходящихся пучков и слегка внеосевых (после объектива),когда мениск в предфокале стоит в качестве корректора-"дожигателя" сферички? Была идея на 203мм DS-Мак со всеми сферическими поверхностями поставить еще один мениск ,чтоб добил остаточную сферичку...
 По книге в системе с предфокальным мениском там толстый стоит ,и судя по всему с пологими поверхностями. По марке стекла - не понятно ,побольше или поменьше коэфициент преломления лучше.

Это не хорошее решение, так как приведёт к разбалансировке системы в отношении других аберраций.

[ekvi]

Была идея на 203мм DS-Мак со всеми сферическими поверхностями поставить еще один мениск, чтоб добил остаточную сферичку...

Чем ближе к фокусу, тем слабее элемент влияет на хроматизм и сферическую аберрацию, особенно высокого порядка, так что толстым предфокальным мениском уже ничего не "добьешь", а только испортишь имеющееся качество изображения.
И хоть отвлеченный это разговор, но в укороченном Кассегрене Максутова астигматизм, а тем более кривизна поля, нуждаются в исправлении. Этого можно достичь без нарушения коррекции комы и сферички, применив апланатический мениск Волосова (Давид Самуилович использовал его в телеобъективе "Таир").
И не забывайте: всякое изменение в системе требует её пересчёта и, по возможности, оптимизации воздушных промежутков у изменённой системы.