Сферический Ньютон

[Алексей Юдин]

Ещё проэкт корректора к сферическому главному зеркалу - с асферикой высшего порядка на склейке.
Сам Барнхард Шмидт не взялся бы делать такое !
http://www.cloudynights.com/topic/205931-i-suppose-youd-call-it-a-schmidt-gregorian/#entry2638679

Популярная идея - у Русинова рассматривается в "Асферических...", у Теребижа линзовый корректор без асферик на ту же тему есть. Интересно, будет ли что-то подобное построено в обозримом будущем?

[krussh]

Как можно такое натереть, не представляю.

заготовка слегка деформировалась, полировалась до сферы. после снятия напряжения приобретала нужную форму.
“stressed mirror” polishing технология.

[ekvi]

Ещё проэкт корректора к сферическому главному зеркалу - с асферикой высшего порядка на склейке. Сам Барнхард Шмидт не взялся бы делать такое !

На иллюстрациях, приложенных к настоящему сообщению, - система Грегори с 3х линзовым корректором. В ней все поверхности сферические, кроме 2го зеркала (см. след. сообщение). В этой системе использованы три идеи: Оффнера, Русинова и Мейнела.
После ГЗ лучи проходят толстую линзу, установленную в фокусе ГЗ, которая преобразует аберрации высокого порядка, выравнивая их и приближая к закону 3го порядка - идея Оффнера.
Лучи, отражённые от 2го зеркала, проходят через две линзы исправляющие сферичку и кому всей системы. Этот корректор заменяет собой коррекционную пластину Шмидта в системе Мейнела.
Астигматизм 3го порядка исправлен схемным решением - расположением компенсаторов в фокусе ГЗ - идея Мейнела и Русинова.

[ekvi]

Параметры 2го зеркала: гиперболоид с e² = 2.038, вершинная асферичность d30 = 20 мкм.

[Павел Кириленко]

Чтобы получить уменьшенное изображение щели Вы имеете в виду? В этом случае еще и телесный угол осветителя увеличится.

не, это чтобы увеличить продольную аберрацию изображения - проецируем картинку на нож.

   Ясно, благодарю за пояснение. А Вы случайно не испытывали подобные зеркала?

[INPan]

Как можно такое натереть, не представляю.

заготовка слегка деформировалась, полировалась до сферы. после снятия напряжения приобретала нужную форму.
“stressed mirror” polishing технология.

А-а, понятно. Та же технология используется при изготовлении пластин на Шмидт-Кассегрены, если не ошибаюсь.

[библиограф]

заготовка слегка деформировалась, полировалась до сферы. после снятия напряжения приобретала нужную форму.
“stressed mirror” polishing технология.

Очень просто, если умеешь!
 На самом деле, главное,как говорил акад. А. Компанеец -
"освободиться от иллюзии понимания,
А то, для пущей важности, назвали иностранными словами “stressed mirror” polishing и решили,
что кое-что о предмете уже знаете?
Проще говоря, корректор Шмидта можно изготовить, прижав вакуумом плоскопараллельную
стеклянную пластинку к камере, из которой выкачан воздух; отшлифовав и отполировав затем
её до длиннофокусной сферы, мы получим требуемую форму. Но вот беда - прогиб пластинки под
вакуумом будет максимальным у краев - этот способ пригоден только для очень умеренных асферик.
Сам Барнхард Шмидт пользовался вакуумным методом - но он так закреплял пластину при обработке,
асферичность же наносил специальным инструментом.
Можно усложнить вакуумный метод - опирать пластину на кольцевой выступ в вакуумной камере,
внутренний и внешний  кольцеобразный объемы откачивают независимо, но при этом возникает
нежелательный астигматизм, как ни старайся.
Наконец, самый надежный, но и затратный способ - изготовить матрицу с нужной асферикой и
к ней прижимать пластину на жидкостной иммерсии. Так делают корректоры к серийным телескопам.
Можно ещё получить произвольную форму корректора ионным травлением в вакууме; но об этом
говорить здесь не  будем.
Давным-давно, на ЛОМО делали по схеме Шмидта ночные бомбовые прицелы; просто старый мастер
в отдельной комнатке с полировальным станком и автоколлимационным стендом - пополировал,
поставил в схему, поправил, где надо. Две пластины за три дня. Без вакуума,  матриц и прочих
изысков - только терпеливая и методическая работа!

[krussh]

Ясно, благодарю за пояснение. А Вы случайно не испытывали подобные зеркала?

сфера диаметром 100мм, радиус кривизны 400мм.

[ekvi]

освободиться от иллюзии понимания

ЗОЛОТЫЕ СЛОВА!

прогиб пластинки под вакуумом будет максимальным у краев

- макс. прогиб будет в центре пластины. Максимальной на краю будет асферичность (точнее, съём).

Сам Барнхард Шмидт пользовался вакуумным методом - но он так закреплял пластину при обработке, асферичность же наносил специальным инструментом.

Сомнительно ... Где об этом написано?
Шмидт не так прост, как о нём принято думать: он наверняка знаком был с законом прогиба плоской пластины под распределённой нагрузкой. Известно, что он пользовался справочником по физической механике (см. Мюрсепп и Вейсманн "Б. Шмидт". Л.: 1984).

Можно усложнить вакуумный метод - опирать пластину на кольцевой выступ в вакуумной камере, внутренний и внешний  кольцеобразный объемы откачивают независимо

Такую схему предлагал Н.П. Заказнов. Но этакая сложность излишня (подробности см. в ОФООП: https://yadi.sk/d/OVQa3N0qCqdMr).

но при этом возникает нежелательный астигматизм, как ни старайся.

- точнее будет сказать: все ошибки опоры (в том числе, и случайный мусор) будут со знаком минус переданы на обработанную поверхность.

на ЛОМО делали по схеме Шмидта ночные бомбовые прицелы; просто старый мастер в отдельной комнатке с полировальным станком и автоколлимационным стендом - пополировал, поставил в схему, поправил, где надо. Две пластины за три дня. Без вакуума,  матриц и прочих изысков - только терпеливая и методическая работа!

При указанной производительности по отработанной технологии это, действительно, целесообразней всякой зауми. Но такое возможно только до определённой асферичности.

[krussh]

А то, для пущей важности, назвали иностранными словами “stressed mirror” polishing и решили,
что кое-что о предмете уже знаете?

тут вы немного запутались) речь идет об изготовлении внеосевых сегментов мозаичного зеркала.
первое упоминание о методе встречал в "Оптические и инфракрасные телескопы 90-х годов". Сам метод разрабатывал Нельсон и другие (см. например http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=982188)
Кроме Кеков таким же методом изготавливаются сегменты 30-метрового телескопа.

[библиограф]

заготовка слегка деформировалась, полировалась до сферы. после снятия напряжения приобретала нужную форму.
“stressed mirror” polishing технология.

тут вы немного запутались) речь идет об изготовлении внеосевых сегментов мозаичного зеркала.

Вы просто  забыли, в первом предложении вы имели в виду изготовление корректора Шмидта в описании Сикорука,
во втором уже - внеосевые параболические зеркала, ведь так?
Какое отношение имеют внеосевые зеркала к асферической пластинке корректора?

- макс. прогиб будет в центре пластины. Максимальной на краю будет асферичность (точнее, съём).

Я имел в виду конечный результат; примерно, как на картинке. Нейтральная зона при вакуумном
деформировании тонкой пластинки будет совсем на краю, если взять толстую пластинку, то вакуума
не хватит. чтобы её деформировать...
http://www.telescope-optics.net/Schmidt-camera.htm

Сомнительно ... Где об этом написано?
Шмидт не так прост, как о нём принято думать: он наверняка знаком был с законом прогиба плоской пластины под распределённой нагрузкой.

Свои методы работы он держал в секрете; но известно, что он сперва экспериментировал с
целостатными зеркалами, искажая их форму неравномерным нагружением, также и то, что
пластины первых камер (1/1.75 !), изготовленные им собственноручно, были очень тонкие и с очень
большой асферичностью - их просто не сделать "методом вакуумной деформации заготовки"

[krussh]

Вы просто  забыли, в первом предложении вы имели в виду изготовление корректора Шмидта в описании Сикорука,
во втором уже - внеосевые параболические зеркала, ведь так?
Какое отношение имеют внеосевые зеркала к асферической пластинке корректора?

эммм... нет. все сообщения относились к вопросу INPan о способах изготовления внеосевых сегментов мозаичных зеркал.

[AAV]

Как можно такое натереть, не представляю.

Construction Proposal - ESO 27MБ

[ekvi]

у каждого сегмента своя строго определённая стрелка кривизны и асферичность! Как можно такое натереть, не представляю.

Здесь всему голова - правильный выбор схемы нагружения и точный расчёт прогиба для каждого сегмента. Затем - технологическая оснастка, обеспечивающая необходимый прогиб (в том числе, и "чистая комната" с минимумом пылинок в кубометре термостатированного воздуха) и его стабильность при обработке по сфере. Ну и, конечно, контроль.
Любителям, даже в бравой гоп-компании, такое не то, что не по плечу, но и не по карману.

[Alex_6619]

Свои методы работы он держал в секрете; но известно, что он сперва экспериментировал с
целостатными зеркалами, искажая их форму неравномерным нагружением, также и то, что
пластины первых камер (1/1.75 !), изготовленные им собственноручно, были очень тонкие и с очень
большой асферичностью - их просто не сделать "методом вакуумной деформации заготовки"

Не совсем верно.

[ekvi]

Не совсем верно.

Приведённый текст из монографии "Теория хроматизма и аберраций третьего порядка" В.Н. Чуриловского известен с середины 1960х. Но этот отрывок более излагает версию Чуриловского, но не убеждает, что это - способ Б. Шмидта.
Однако и сам Бернхардт не раскрывал подробности своего способа не по соображениям секретности, а ... от смущения. Он так и говорил: "Если оптики узнают, как была изготовлена пластина, то у них пропадёт желание заниматься оптикой". Это означает, что его способ принципиально отличался от традиционной полировки. Другое косвенное подтверждение реальности способа, описанного В.Н. Чуриловским, - это толщина коррекционной пластины: если бы Шмидт использовал вакуум только для крепления заготовки, то, как грамотный оптик, он взял бы толстую заготовку. Но заготовка имела толщину 5 мм при диаметре 360 мм: рассчёт показывает, что именно такую толщину должна иметь пластина, чтобы, не сломавшись, она обеспечила требуемую асферичность.
И еще одна тонкость этой технологии, "косвенная улика": приспособление НЕГЛУБОКОЕ, т.е. не кастрюля, а сковородка - сугубо по соображениям безопасности - для того, чтобы в случае разрушения заготовки её осколки не успели разогнаться, как во время взрыва.

[библиограф]

то, как грамотный оптик, он взял бы толстую заготовку. Но заготовка имела толщину 5 мм при диаметре 360 мм: рассчёт показывает, что именно такую толщину должна иметь пластина, чтобы, не сломавшись, она обеспечила требуемую асферичность.
И еще одна тонкость этой технологии, "косвенная улика": приспособление НЕГЛУБОКОЕ, т.е. не кастрюля, а сковородка - сугубо по соображениям безопасности - для того, чтобы в случае разрушения заготовки её осколки не успели разогнаться, как во время взрыва.

А расчёт не показывает, какой там должен быть вакуум? Так посчитайте сами для пластинки 360 на
5 мм. Там даже вакуумный насос не нужен, можно обойтись приспособлением, данным природой, типа
http://kissforall.ru/vidy-poceluev/vacuumnyi-pocelyi/
Сковородка, а не кастрюля, просто потому, что удобнее ставить на полировальный станок, или что там у Шмидта было вместо него.
 

Не совсем верно.

Да всё верно! На эту тему, есть статья в Appied Optics
https://www.osapublishing.org/ao/viewmedia.cfm?uri=ao-5-5-713&seq=0
Она в Сети за деньги, у меня должен быть старый скан, если интересно.

[Alex_6619]

Однако и сам Бернхардт не раскрывал подробности своего способа не по соображениям секретности, а ... от смущения. Он так и говорил: "Если оптики узнают, как была изготовлена пластина, то у них пропадёт желание заниматься оптикой". Это означает, что его способ принципиально отличался от традиционной полировки.

Это может означать совершенно разные вещи: и то каким способом был получен вакуум, и то каким способом деформировалась, и то что большая асферика была достигнута достаточно быстро и без больших усилий, и уж точно не из-за принципиальных отличий от традиционной полировки. К тому же деформацию можно делать не только вакуумом.
https://yadi.sk/d/bwzjtz04xUtNx

[ekvi]

Излагаю не то, что сейчас пришло в голову, а апробированные результаты, т.к. вопросом изготовления асферической оптики методом упругого деформирования занимался с 1978 года 10 лет: история, теория, применение, внедрение.

Используя результаты теоретических исследований по сопромату и работы В.Г. Кукса, М.М. Русинова и G. Lematre, было практически установлено, что по технологии Б. Шмидта можно изготавливать не только коррекционные пластины, но и силовую асферическую оптику - эллипсоиды, параболоиды и гиперболоиды, причем, как выпуклые, так и вогнутые поверхности, не только зеркала, но и линзы. Особенно удобно этим способом изготавливать вогнутые сплюснутые сфероиды и все выпуклые АП-2. Для нагружения лучше использовать не воздушный вакуум, а водонаполненные объёмы, давление в которых регулируется поршнем. Герметичность обеспечивается с помощью "замазки" Менделеева (воск + канифоль).

В 1988 результаты этой работы были представлены в МГТУ им. Н.Э. Баумана, одобрены Н.П. Заказновым и в 2006м опубликованы в виде курса лекций по Основам формообразования оптических поверхностей (ОФООП). Лекции читались на кафедре Стекла и ситаллов в УПИ в 2005 - 2007 гг. Кому это интересно - см. https://yadi.sk/d/OVQa3N0qCqdMr.