Расчет компенсатора Вайнео для контроля параболы

[ysdanko]

Думаю нужно вернуться не так далеко, во времена Ричи, Росса, Долла, Максутова и Вайнео. 

Да как сказать...Совершенство техники, всегда отрицательно сказывается на уровне мастерства конкретного Мастера. Это как в искусстве, предложить Праксителю или Лиссипу 3Д-принтер...

[yas]

параболы лямбда /10 он пек, как блины, контролируя теневым методом.

Думаю, что делал он это в автоколлимации. Тогда интерферометр не нужен. А где рядовому ЛА взять эталонную плоскость?

[serega2007]

       Для окончательной доводки вполне Полярная сгодится .

[ekvi]

//А как им параболу контролировать без компенсатора?!
Предлагается ориентироваться по синтетической теневой, которую получаем вводя диаметр изделия и его радиус кривизны в спец. софт DFTFringe и обсчитывая полученный исходник интерферограммы. Очень не наглядно и, закончив фигуризацию, всё равно придётся тащить готовое изделие туда, где есть плоскость с дырой, чтобы убедиться, что всё более-ли менее в допусках.

- самый лаконичный ответ: контроль производится не голым Басом, а программой!
Возражателям ещё предстоит овладеть Словом.

Ну, и, поскольку дискуссия продолжилась, хочу заметить, что сопоставлять по точности надо не Вайнео с Басом, а методы: теневой (с его модификациями) с интерферометрическим (с его модификациями).
Такое сопоставление (в первом приближении) было проделано в 2006м (см. в конце "Курса" https://yadi.sk/d/OVQa3N0qCqdMr), в таблице приведены результаты.
Сегодня нужно уточнить, что для интерференционного метода необходимо учитывать "внутреннее устройство" прибора.
Стандартная ошибка Л/12 для интерференционного метода была взята для неравноплечего интерферометра с эталонной сферой.
По оценкам Д.Д. Максутова предельная точность теневого метода (для фокделей более 4)  - для сферического фронта PV =0.001 - 0.002 мкм.
По нашим оценкам при наложении основных пробных стёкол по перепаду серых тонов также возможно обнаружение местных ошибок порядка 2-4 нм.
Т.е. по своим возможностям оба метода равны.

[serega2007]

     Инты со скользяще подходящими полосами к краю обсчету не подлежат . Без обеспечения плоской картины все контрольные схемы - басни не Крылова .

[Gleb1964]

Призываю не путать теневые методы и методы получения интерферограмм. Интерферограмма позволяет получать трёхмерную поверхность в цифровом виде. А теневой метод нет. Из трехмерной поверхности можно сымитировать бесконечное количество теневых, взятых под разными направлениями, расфокусировками и шириной щели. Теневая - это полученный особым образом градиент рельефа. Теневая не способна отобразить все нюансы поверхности. Когда говорят о возможности восстановления рельефа но теневой, как правило имеют следующие допущения - поверхность есть фигура вращения без существенных зональный ошибок, при съёмке камерой важна линейность преобразования яркости.

     Инты со скользяще подходящими полосами к краю обсчету не подлежат . Без обеспечения плоской картины все контрольные схемы - басни не Крылова .

Смею заверить, что в модификации получения интеферограмм методом фазового сдвига, форма полос не имеет ровным счётом никакого значения.

Редактирование:

По оценкам Д.Д. Максутова предельная точность теневого метода (для фокделей более 4)  - для сферического фронта PV =0.001 - 0.002 мкм.

Владимир Ильич, только для теневого метода это не точность, а предельная чувствительность, и, именно, только в случае сферического волнового фронта. Если есть волновой фронт с малыми отступлениями от сферичности (гомоцентрический), то вся энергия собирается в одном центральном максимуме - диске Эри. Тогда, при применении источника света с размерами, сравнимыми с диском Эри, будет достигаться максимальная чувствительность теневого метода. Если же волновой фронт с большими отступлениями от сферичности, то свет размажется на множество дифракционных пиков и колец. Применение источника малого размера, сравнимого с диском Эри, даст множество дифракционых артифактов, искажающих теневую. Увеличение размеров источника уменьшит дифракционные искажения ценой снижения чувствительности. О точности восстановления нерегулярной поверхности по теневому методу и говорить не приходиться, теневая с разных ориентаций даст разные поверхности.

[how_eee]

Очень странно слышать такое от столь авторитетных ЛА. Но видимо тут сказывается закоренелость, и, как водится, отвергаются все инновации. Действительно, зачем нам бас, мы и по старинке лампочкой и лезвием, на глазок, дедовским методом, как говорится.

По готовому профилю в программе очень удобно определять зоны, над которыми надо поработать, где и на сколько мм подрезать полировальник если требуется, видна сразу вся поверхность зеркала, а не её части. Более того, видно сколько именно нанометров надо сполировать, соответственно можно спрогнозировать количество времени, сколько тереть чтоб не натереть лишнего. Количественная оценка это очень здорово.

Я не отрицаю что параллельно надо контролировать состояние поверхности методом Фуко. Но в том и разница между ними, что бас со своим софтом даёт точную ФОРМУ поверхности и КОЛИЧЕСТВО её отконения от требуемой, а теневая показывает только КАЧЕСТВО поверхности.
В данном сочетании они работают отлично.
Я использую эту связку так: 3х осевой стол, сделанный из микроскопа, установлен фиксированно напротив держателя зеркала. На столе быстросъёмное крепление, в которое парфокально устанавливается или бас или фуко. Фотографирую, скидываю по вайфаю на комп и тутже обсчитываю сразу несколько iграмм, которые потом осредняются. Это занимает минут 10. Если форма поверхности устраивает, то меняю бас на фуко и смотрю состояние поверхности, заодно контролирую сферическую аберрацию по зонам с помощью линейки на столике микроскопа. (цена деления 0,1мм).

А обсуждения неучтенных искажений волнового фронта, вносимых кубиком, неоднородностю поверхности зеркала в месте отражения опорного луча итд итп остаются актуальными только до тех пор, пока отсутствует практический опыт работы с этим превосходным инструментом и отличным и удобным софтом. Я имею ввиду конечно же интерферометр Баса и Dftfringe Дэйла Исона.

Надо не рассуждать, надо пробовать. У меня тоже было много вопросов к схеме баса, может и не так глубоко проникающих в теорию, поскольку в теории оптики я не силён, но практические занятия с басом показали, что для рядового ЛА, который хочет сделать хорошую оптику и глубоко не вдаваться в теорию, все очень просто и очень удобно. Синтетические тесты по звезде и картина фуко практически не отличаются от того что я наблюдал в реальности. Я проверил свои 4 зеркала и ещё штуки 4 знакомых ЛА и наблюдал реальные звезды и теневые. От 114мм до 405мм. С отн отверстиями от 3.7 до 8.

Дэйл также организовал сравнение разных приборов, собранных разными ЛА, и сравнение с zygo. Повторяемость результатов впечатляет. Разница между ними на порядки меньше измеряемых величин. А у всех разные кубики, разные линзочки, разные зеркальца и лазеры. Это уже внушает доверие.

На сборку первого рабочего баса до первых полосок у меня ушло всего два часа времени. А по деньгам вообще молчу, как один раз сходить в магазин за продуктами.

Я понимаю что схем контроля много, разных и не хуже, но эту я проверил на себе и очень этому рад и всем буду советовать. И Генриху в том числе.


Вот тут есть некоторые результаты в конце темы. https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,167191.msg4719640.html#msg4719640

[ekvi]

Призываю не путать теневые методы и методы получения интерферограмм.

Наверное, Вы имели в виду "не путать содержание информации, которую предоставляют эти методы   об АП"?

Интерферограмма позволяет получать трёхмерную поверхность в цифровом виде. А теневой метод нет.

Выше говорилось о методах со всеми возможными их модификациями. Контроль классическим методом Фуко был существенно усовершенствован Д.Д. Максутовым, применившем в качестве теневого прибора щель и нить.
Так вот, если при контроле ГЗ применять экранирующую диафрагму вблизи ГЗ (аналогично, как в методе Плацика-Гавиолы или Гартмана), вырезающую из поверхности узкую зону, то и теневой метод не уступит интерференционному в точности: аберрации нормалей асферического ГЗ будут  прямо определены, а не восстановлены, как после анализа ИГ.

[ekvi]

Бас со своим софтом даёт точную ФОРМУ поверхности и КОЛИЧЕСТВО её отконения от требуемой

- это то, о чём я, например, всю жизнь мечтал.
Беда в том, что до сего дня никто не мог внятно озвучить, что из себя представляет комплекс Бас - не интерферометр, а именно КОМПЛЕКС.
Это произошло только после того, когда осведомлённых товарищей потянули за язык ...

[how_eee]

аберрации нормалей асферического ГЗ будут  прямо определены

В том то и дело, что нам нужны не аберрации, а форма поверхности и соответственно волнового фронта.  Если форма параболическая, то сколько мм там аберрации нам все равно.
Интерферометр прямо определяет форму волнового фронта. А не косвенно через аберрации

[yas]

Беда в том, что до сего дня никто не мог внятно озвучить, что из себя представляет комплекс Бас - не интерферометр, а именно КОМПЛЕКС.

Нет никакого комплекса. Бас - это интерферометр и все. А обработка ИГ может быть любым доступным софтом.
Программа DFTF никак не привязана к нему.
Просто в DFTF сделано удобно вычитание сферической при контроле параболы.

[Gleb1964]

Беда в том, что до сего дня никто не мог внятно озвучить, что из себя представляет комплекс Бас - не интерферометр, а именно КОМПЛЕКС.

Нет никакого комплекса. Бас - это интерферометр и все. А обработка ИГ может быть любым доступным софтом.
Программа DFTF никак не привязана к нему.
Просто в DFTF сделано удобно вычитание сферической при контроле параболы.

Да, именно так. Есть интерферометр, методика получения данных и программное обеспечение для обработки данных. Три пункта, подставляйте по желанию. Минимум затрат - интерферометр типа Бас + контроль из центра кривизны без компенсатора + бесплатный софт от Дейла. Не нравиться один из компонентов, или несколько - пожалуйста, список можно усложнять в сторону увеличения затрат.
Например, сделать полноразмерную плоскость и делать контроль параболы. Но уже эллиптическое или гиперболическое зеркало плоскость делать не поможет. И т.д.

то и теневой метод не уступит интерференционному в точности

Владимир Ильич, повторюсь в который раз - теневой метод предполагает, что тестируемая поверхность есть 1) фигура вращения, 2) не имеет больших зональных ошибок. Лучшим образом теневой метод работает, когда волновой фронт сферический, т.е. собирается в диске Эри. Это требует соответствующих схем контроля, например, применение компенсаторов при контроле асферики из центра кривизны.

[ekvi]

Фотографирую, скидываю по вайфаю на комп и тут же обсчитываю сразу несколько iграмм, которые потом осредняются.

Пожалуйста, покажите одну из таких ИГ.

[ekvi]

Самый доступный и самый точный метод изготовления параболы для любителя - интерферометр (Bath) и искусственный ноль при обработке.

"Искусственным нулём" Вы называете синтезированную ронки-ИГ?!

Нет никакого комплекса. Бас - это интерферометр и все. А обработка ИГ может быть любым доступным софтом. Программа DFTF никак не привязана к нему. Просто в DFTF сделано удобно вычитание сферической при контроле параболы.

Вы в этом уверены?
Всякая ли Фриндж-программа способна синтезировать ронки-кривые, а затем "удобно" вычитать их из реальных ронки-ИГ и обрабатывать результат по нуль-тесту? Да ещё и не только параболу, но, в принципе, любую осесимметричную асферику.

Что в этом комплексе можно использовать ЛЮБОЙ интерферометр, об этом Вы верно догадались: Бас здесь удобен своей непритязательностью к длине когерентности. А так и неравноплечий вполне подошёл бы.

Вот только имя этому комплексу, к пониманию чего и Вы уже приблизились, не интерферометр Баса, а АСФЕРОМЕТР на базе интерферометра.
Само же измерение продольных аберраций - по верному замечанию how_eee - от непросвещённого пользователя благоразумно сокрыто.

[ekvi]

А обсуждения неучтенных искажений волнового фронта, вносимых кубиком

Если спец-Фриндж-программа запросто имитирует ронки-ИГ, то учесть продольную кубика для неё - раз выдохнуть.

[lx75]

Рискую показаться черезмерно настойчивым и некомпетентным, но все же попытаюсь ещё раз донести свою точку зрения. Одна из основных идей на которой построена концепция интерферометра Баса- это форма центральной части зеркала, от которой отражается эталонный пучок, является очень близкой к сфере. Перейдем по ссылке которую любезно предоставил How_eee и посмотрим на теневую картину центральной части зеркала, ямка, валик, канавка. Откуда получен эталонный фронт? Теперь посмотрим обсчет интерферограммы,  коническая константа близка к единице, штрель 0,959, при этом вырезан волновой фронт центральной части. Хочу показать на этом примере, что в системе контроля есть неопределенное звено- это эталонный фронт.

[ekvi]

Если кто помнит, то года 3-4 тому при обсуждении теневого метода я описал идеологию софта к теневому прибору, который, анализируя распределение освещённости по теневой картине от ГЗ, производит восстановление его асферического профиля. И когда сегодня я понял, что Дэйв Изон блестяще реализовал этот замысел, используя ИГ, я пришёл в восторг. Уже было хотел рекомендовать Г. Селевичу этот асферометр как самое целесообразное средство, но ... вовремя скачал DFTFringe и поигрался с ним.
Вспомнил свои впечатления от работы над ИГ в процессе разработки программы ОСТ, и ... меня замутило от "виртуальной реальности".
Начну с анекдота.
Сидит бабушка вяжет носок. Внучка прибежала с улицы и спрашивает у отца: "Папа, а откуда дети берутся?!"
Тот помялся и отвечает: "Ну, наливают в пробирку дистиллированной воды, добавляют туда глюкозы, тририбонуклеиновой кислоты и ставят на 2 недели в сушильный шкаф. Через две недели достают - и маленького человечка пеленают..."
Бабушка слушала, слушала и спрашивает: "А что, сынок, старый способ сейчас отменили?!"
Вот и я, глядя на эту порнографию, говорю: "Генрих, не слушайте Вы никого! Самый надёжный способ - это теневой нуль-тест с компенсационным зеркалом - для любой асферики, а для параболоида - автоколлимация с плоскостью".

[how_eee]

Снял небольшой видео ролик, предлагаю посмотреть.
https://youtu.be/Oma9xRslGLU

[Gleb1964]

Одна из основных идей на которой построена концепция интерферометра Баса- это форма центральной части зеркала, от которой отражается эталонный пучок, является очень близкой к сфере.

короткий ответ - неверное исходное утверждение, после которого идет набор неверных выводов.

[yas]

"Искусственным нулём" Вы называете синтезированную ронки-ИГ?!

Владимир Ильич, нет, Вы все еще не сжились с методом. Итак,
1. получаем ИГ,
2. обрабатываем ее получаем волновой фронт,
3. Волновой фронт раскладываем по полиномам Цернике
4. Один из членов полинома отвечает за сферическую аберрацию 3-го порядка.
5. Программа вычисляет сферическую для идеальной параболы и вычитает ее из полученного для ИГ значения.
6. Все - имеем набор полиномов и, соответственно, волновой фронт представляющий собой разность между измеренным  и точной параболой.

Глеб опять обогнал 

Вот пример ИГ плохой параболы и ее обработка без учета и с учетом искусственного нуля.
Обратите внимание на величину сферической в левой части картинки.