Самодельный теневой прибор Фуко

[serega2007]

    Вот почему-то термин " поверхностная яркость " не прижился . Используется просто " яркость " . Т.е. поток с единицы площади .

[Павел Кириленко]

   Жаль, хороший был термин.

[Lorka]

Честной Народ, позвольте несколько вопросов по теневому прибору к знатокам!

В ответах прошу учесть, что я несколько лет работал токарем, хорошо разбираюсь в электронике, имею доступ к металлообрабатывающим станкам любой сложности. В смысле, нет необходимости упрощать прибор - можете рекомендовать любые усложнения прибора, если это улучшит его возможности!

Предварительно планирую поставить зеленый светодиод BL-L522PGC.
Возможно, поставлю лазерный диод красного цвета - LD-65052TL, 650 нм, 5 mW
Схему регулировки яркости уже нарисовал, собрать может любой.

Вот вопросы:

1). Есть ли смысл ставить регулятор яркости свечения? Светодиод очень яркий - 6000мКд. Никакой проблемы в установке регулятора яркости светодиода нет. Просто есть ли вообще смысл в такой регулировке?

2). Если ставить лазерный диод красного цвета, то может ли это ощутимо ухудшить точность теневого прибора? Ведь длина волны красного цвета самая большая, и, по теории, точность может снизиться.

3). У Сикорука описан "Совершенный теневой прибор", в котором расстояние между щелью и ножом сведен к нулю. Действительно ли он так хорош, и есть ли смысл сделать именно такой?
Я ничуть не сомневаюсь в компетентности любимого и очень уважаемого мною Леонида Леонидовича! Именно он привил мне любовь к телескопостроению! Но я больше нигде не встречал упоминания о такой схеме. Хотя характерный внешний вид головок многих любительских теневых приборов (даже в этой теме) позволяют думать, что они выполнены именно по такой схеме. Вот примеры:
Пример 1
Пример 2
Пример 3

Очень благодарен всем, кто откликнется!!!

[serega2007]

    Надо-бы сказать , что собрались делать .

[Lorka]

Ну, для начала с Божьей помощью Ньютон 200мм. Потом посмотрим.

[Lorka]

Кстати, а как конструкция теневика зависит от того, "что собрался делать"?

[Piter_Korn]

Делайте ВАГО-вский и не прогадаете.
Обратите особое внимание на устойчивость конструкции - никаких длинных штоков.
Сотовые подвижки по всем трем осям (по вертикали без микрометра).

[Lorka]

Делайте ВАГО-вский и не прогадаете.
Обратите особое внимание на устойчивость конструкции - никаких длинных штоков.
Сотовые подвижки по всем трем осям.

Спасибо за ответ!

"ВАГО-вский" - это вот ЭТОТ вы имеете ввиду? К сожалению, в статьях про этот прибор я не нашел ответов на свои три вопроса. Хотя во многом эти статьи мне помогли!

Основанием будет вот такой небольшой симпатичный координатный столик от Проксона, на который будет ставиться вертикальный шток и часовой микрометр (для замера движения вдоль оптической оси).

Вообще, по суппорту мне все понятно - здесь вопросов нет. Есть только три вопроса по головке прибора.

[Boris Green]

Ну, для начала с Божьей помощью Ньютон 200мм.

Тогда теневик пригодится только для начального изготовления сферы. Потом интерферометр Баса или нуль-методы, какие осилите.

лазерный диод красного цвета

Ни за что! Глазом смотреть нельзя - ваше зеркало фокусирует лазер в точку радиуса r=1,22λF/D и на сетчатку! Оно вам надо?
К тому же, от лазеру будет куча интерференционных явлений, искажающих картинку.
А еще монохроматичность и коггерентность лазера создают на сетчатке области с дикой концентрацией энергии, точечно поражаются зрительные рецепторы. Килограмм силы кулаком мало? А килограмм силы иголкой?

[Boris Green]

Есть ли смысл ставить регулятор яркости свечения?

Однозначно, да.
У меня универсальная коробка с реостатом, 5В, 3В, 12В, разъемы для теневика, Ронки, интерферометра, фотоаппарата и мониторчика. В ней же и кнопка спуска фото.

[Lorka]

Тогда теневик пригодится только для начального изготовления сферы. Потом интерферометр Баса или нуль-методы, какие осилите.

Почему только для начальной сферы? Теневик нужен и для нуль-тестов (например с плоским эталонным зеркалом или компенсационный метод), и для метода Миллье-Лакруа. Теневик нужен и для параболы.

Ни за что! Глазом смотреть нельзя...

Это аргумент! Спасибо!
Вообще, рассматривается возможность установки фотоаппарата, чтобы не смотреть глазом. Как думаете, стоит заморачиваться на фотоаппарат, или это излишества нехорошие?

Кстати о монохроматичности - светодиод тоже подбирался специально с высокой монохроматичностью. Это на будущее - вдруг придется тестировать гиперболическую вторичку "через стекло" или удастся достать подходящую линзу для компенсационного теста. Хроматизм в тестах не будет мешать.

Есть ли смысл ставить регулятор яркости свечения?

Однозначно, да.
У меня универсальная коробка с реостатом, 5В, 3В, 12В, разъемы для теневика, Ронки, интерферометра, фотоаппарата и мониторчика. В ней же и кнопка спуска фото.

Вот это очень важный ответ вы мне дали! Спасибо! Этот вопрос был самым важным!

Если можно, выложите, пожалуйста, фото вашего теневика!

[Piter_Korn]

"ВАГО-вский" - это вот ЭТОТ вы имеете ввиду?

Да.

[Lorka]

"ВАГО-вский" - это вот ЭТОТ вы имеете ввиду?

Да.

Понимаете, я бы и рад построить теневик как этот ВАГО-вский, как вы рекомендуете. Только в статьях, посвященных этому теневику, нет никакой конкретики, на которую можно опираться при постройке прибора. Такое впечатление, что все детали строго засекречены  Вот статья! Очень понравилось вот это: "Здесь следует специально заметить, что совершенствование механической части теневого прибора само по себе не приводит к значительному росту точности измерений, но повышает степень удобства работы с прибором. Иное дело «осветитель и нож». От того, насколько правильно выбран источник света и хорошо выполнены элементы щели и ножа зависит качество теневой картины и, следовательно, возможность судить по ней о форме контролируемой поверхности." Золотые слова, горячо жму руку авторам! Вот если бы еще хоть какие-то детали устройства осветителя и ножа, хоть маленький эскизик, или, хотя бы ссылку типа "Устройство осветителя-ножа взято отсюда", то вообще было бы здорово!

Piter_Korn, вы можете рассказать нам детали устройства осветительной головки прибора, который нам рекомендуете? Я был бы вам очень признателен!

[Boris Green]

Почему только для начальной сферы? Теневик нужен и для нуль-тестов (например с плоским эталонным зеркалом или компенсационный метод), и для метода Миллье-Лакруа. Теневик нужен и для параболы.

Если у вас есть плоский эталон, установка компенсационного метода (Коммон или Максутов), голограмма, то любой теневой прибор выглядит игрушкой.

Если можно, выложите, пожалуйста, фото вашего теневика!

Постараюсь ночью сделать.. У меня slitless (полубесконечная щель) на зеленом диоде 0603.

[библиограф]

 Делайте осветительную систему прибора как на рисунке в книжке Наумова на стр.116
http://www.chipmaker.ru/files/file/5535/
По сравнению с обычно применяемыми схемами, в ней добавлена важная деталь -
х8 объектив от микроскопа; он переносит изображение щели, одновременно уменьшая
его, "виртуальную щель" таким способом можно сделать минимальной ширины.
Кстати, уважаемый AAV, у себя на ЛОМО пользуется именно такой системой. 
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,89070.msg1698489.html#msg1698489

[Piter_Korn]

Вот статья!

Великолепное описание!
Все подробно описано простым и доходчивым языком. Ни одного "секрета " нет, - прямое руководство к действию!

[Lorka]

Постараюсь ночью сделать.. У меня slitless (полубесконечная щель) на зеленом диоде 0603.

Спасибо, Буду ждать.

Делайте осветительную систему прибора как на рисунке в книжке Наумова на стр.116
http://www.chipmaker.ru/files/file/5535/
По сравнению с обычно применяемыми схемами, в ней добавлена важная деталь -
х8 объектив от микроскопа; он переносит изображение щели, одновременно уменьшая
его, "виртуальную щель" таким способом можно сделать минимальной ширины.
Кстати, уважаемый AAV, у себя на ЛОМО пользуется именно такой системой. 
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,89070.msg1698489.html#msg1698489

Спасибо, очень важные рекомендации!

Я почему-то зациклился на важности расстояния между ножом и щелью. Насколько я знаю, это становится достаточно критичным, особенно при испытании короткофокусных зеркал. Значит, получается, что преимущества, получаемые при переносе изображения щели с одновременным уменьшением покрывают недостатки, связанные с ненулевым расстоянием между щелью и ножом. Причем, в этой схеме невозможно это расстояние уменьшить до нуля. Для этого пришлось бы строить изображение щели на кромке ножа, как в "Идельном" приборе Сикорука - здесь нож и зеркало единое целое. Но тогда начали бы проявляться погрешности, связанные с несовершенством поверхности зеркала-ножа.

Получается, что в этой схеме есть некое оптимальное расстояние между изображением щели и ножом, при котором еще не сказываются погрешности, связанные как с ненулевым расстоянием между щелью и ножом, так и с несовершенством поверхности зеркала-ножа. Очень хотелось бы знать, каково это расстояние в приборе уважаемого AAV. Вы случайно не в курсе?

[Lorka]

библиограф, я тут просмотрел и обмозговал ваши рекомендации и ссылки и пришел вот к какому выводу (если у вас будет время и желание, я был бы очень крайне признателен за комментарии и указания на ошибки в моих выкладках)!
Итак, осветительную головку теневого прибора можно построить двух видов - "С виртуальной щелью" и "С реальной щелью". Оптическая схема обеих систем похожи - и там, и там есть оптическая система линз. В первом случае оптическая система строит изображение щели (или точки) в определенном месте вблизи ножа, во втором случае оптическая система концентрирует на щели максимум света от лампочки (я не рассматриваю совсем уж простые осветительные головки без оптики просто с лампочкой и дырочкой в фольге).

Я не являюсь профессиональным оптиком, но мои знания мне подсказывают, что в первом случае оптическая система прибора не должна иметь сферической аберрации. Она требует достаточно сложной юстировки после сборки. И вообще, требования к оптике прибора в этом случае гораздо выше, чем в системе с реальной щелью. Кроме того, мне кажется, что система "С виртуальной щелью" имеет ограничения по светосиле тестируемого зеркала - я нигде об этом не читал, но вот из чего я исходил: В системе "С реальной щелью" угол раскрыва светового пучка от щели к тестируемому зеркалу не зависит от оптической системы осветителя, и может быть достаточно большим без ущерба для качества тестирования. В системе же "С виртуальной щелью" угол раскрыва светового пучка от щели зависит от оптической системы линз самого прибора, которая строит изображение щели. И для тестирования светосильных зеркал, оптическая система самого прибора (микрообъектив) должна быть достаточно светосильной. И чтобы аберрация микрообъектива теневика не искажала теневую картину, необходимо либо усложнять микрообъектив, либо ограничивать тестируемое зеркало по светосиле.

Не знаю, возможно я сгущаю краски, и "негативный вклад всех этих моментов" окажется мизерным, но, к сожалению, у меня нет специалиста-оптика, который все эти моменты сможет разложить для меня по полочкам, а своих талантов в области оптики у меня недостаточно. В принципе, я бы мог все это сам изучить и построить такой теневик, но это может занять слишком долго времени. Думаю, будет разумнее сначала построить теневик по схеме "С реальной щелью" - "идеальный" прибор, описанный у Сикорука. Причем, унифицировать его так, что в будущем можно было только менять осветительную головку, если я решу строить более совершенный теневик.

Господа Профессионалы, если вы в моих рассуждениях не усмотрели больших грехов, то благословите!

[Boris Green]

Как обещал. С полу-бесконечной щелью. Максимальная длина щели по формуле из книги Сикорука или Наумова, не помню точно. Но получается около 1мм, я сделал 0.3мм.

Важно, чтобы подлезал фотоаппарат и голова. Т.е. плоскость лезвия была доступна и находилась с краю.

[Boris Green]

Причем, унифицировать его так, что в будущем можно было только менять осветительную головку, если я решу строить более совершенный теневик.

Подвижки = 90% успеха. Массивные и плавные. Теневая картина зависит от того, на какую ногу я переношу массу, хотя пол бетонный!

Щель делайте вертикально! Чтобы ее сдвигать, а не поднимать. Z-ось крайне сложна, в миллион раз проще сделать сдвиг поперечно оптической оси.