Расчет компенсатора Вайнео для контроля параболы

[how_eee]

Не потому ли Дэйл 3 года тянет с контролем параболоида?!

К вашей программе немного больше вопросов, чем к dftfringe. ИГ выглядит очень странно. И проверьте ещё раз диаметры, 200 или всё же 100мм?

[how_eee]

Кто сможет синтезировать игмв Земаксе? Например D200мм F1000мм.
У меня нету этой программы.

[Gleb1964]

Эта идея мне приглянулась больше, и вот что получилось.

Я бы сказал, вот, что не получилось. Ваша "интерферограмма" (в кавычках) со странностями, у нее несинусоидальный профиль, а это нефизично, в реальной жизни такую не получить. Интерференция двух фронтов дает синусоидальный профиль. "Интерферограмма" недостаточного разрешения, очень сильные искажения муаром. В середине толстая полоса - означает скачок волнового фронта, что и видно и на профиле и на восстановленном волновом фронте.
Это, конечно доказывает, что если давать на вход программы Дейла искаженные интерферограммы, то будет получен искаженный результат. Но ведь наша цель не в этом?

Кто сможет синтезировать игмв Земаксе? Например D200мм F1000мм.

Да это не проблема. Насинтезируем сейчас. В Zemax можно даже Бас засунуть. Просто задача уже разветвилась, с одной стороны надо отлаживать что-то в РОС, а с другой стороны тестировать программу Дейла. Последнее я уже делал несчетное количество раз и с известным результатом.

[ekvi]

Копаем дальше.
Бас к призме практически безразличен: её толщина мало сказывается, она может даже отсутствовать.
Но вот "маленькая"линзочка оказывает большую медвежью услугу:
- на первой ил. - выпукло-плоская линза,
- на 2й - двояко-выпуклая (минимум сферички),
- на 3й - апланат, практически без сферички.
Для 1 и 2: Wsq почти не изменяется, PV (=Wmx) - слегка варьируется.
Когда сферичка у коллиматора отсутствует, Wsq = минимуму, PV (=Wmx) - немного  уменьшается.
Отсюда вывод: ох, и дурят вашего брата! Тщательней надо быть, ребята!

[Boris Green]

Да это не проблема. Насинтезируем сейчас. В Zemax можно даже Бас засунуть.

Глеб, в который раз благодарен вам за знания!
Более 1 года назад вы описывали тонкости в оптике Баса и выкладывали синтезированную интерферограмму из Земакса, где был высокий Штрель, по памяти: 0.98 и отягощение небольшим астигматизмом при 5мм между лучами в схеме Баса. Эту синтезированную  интерферограмму я проверял в DTFringe, все совпадало, программа давала отличную гладкую параболу, повторяя указанный Штрель. Синтезированные теневые выглядели как каноничная парабола. Возможно, DTFringe будет иметь увеличенные погрешности, когда рельеф рябит или имеет резкие переходы, но сканировать такой ужас нет смысла, надо полировать.

[ekvi]

А теперь сопоставим зеркальный вариант (после подфокусировки) с линзовым по Wsq:
2.211 против 1.733 мкм при почти неизменном Wmx.
То есть коллимирующая линза в Басе работает компенсатором. И чем она короткофокусее, тем бОльшую ошибку она вносит.
А дальше - "думайте сами, решайте сами: иметь или не иметь!"

[how_eee]

Что такое wsq и wmx?

[ekvi]

Что такое wsq и wmx?

Wsq = СКО - среднеквадратическое отклонение волнового фронта от ближайшей сферы сравнения,
Wmx = PV - размах ошибки ( = "+" - "-" из графика отклонения волнового фронта от ближайшей сферы сравнения).

Общее резюме такое.
Перед употреблением интерферометра Баса - взболтать произвести оценку его внутренних ошибок для данного фокделя (= F/D) Вашего ГЗ.
Ну а исчерпывающую оценку общей применимости асферометра (интерферометр + софт) дал выше Ф.В. Горбунов ( см. сообщение #88).

Баса нужно дорабатывать: пока он еще недалеко ушёл от всех фринджей. Сегодня он, как первые автомобили, больше напоминает королевскую карету, чем современный авиалайнер.
Дерзайте!

[Boris Green]

То есть коллимирующая линза в Басе работает компенсатором. И чем она короткофокусее, тем бОльшую ошибку она вносит.

Для "быстрых" зеркал с большим отступлением от сферы эту линзу как раз надо брать короткофокусную, чтобы расширить луч лазера на всю поверхность зеркала....

[Дрюша]

У меня такой вопросец: а аберрация, вносимая светоделительным кубиком, - учитывается?

[ekvi]

Для "быстрых" зеркал с большим отступлением от сферы эту линзу как раз надо брать короткофокусную, чтобы расширить луч лазера на всю поверхность зеркала....

Именно! Зеркало, которое Вы упоминали (с фокделем 500/200 = 2.5) вообще неподъёмное, не только для ЛА: расширитель лазерного пучка должен обязательно рассчитан на устранение сферички.
А DFTFringe'а от 1 : 2.5 вообще перекашивает: он начинает нормально реагировать на F/D > 4.

[ekvi]

а аберрация, вносимая светоделительным кубиком, - учитывается?

Кем?
При раскопках с помощью РОС - см. # 183. Волновая ошибка в Басе на кубик реагирует единицами в 3м знаке после замятой (10^-3 мкм).

[ekvi]

синтезировать ИГ в Земаксе? Например D200мм F1000мм.
У меня нету этой программы.

http://yadi.sk/d/q3huxpkv3pgim

[how_eee]

То есть коллимирующая линза в Басе работает компенсатором. И чем она короткофокусее, тем бОльшую ошибку она вносит.

Ну тае чтобы оценить эту ошибку и было организовано сравнение именно сферы. Несмотря на эту ошибку, сфера выглядит сферой у всех кто её тестировал, в том числе zygo. Разница там менее 1/50 волны. Это вообще ни о чем, это пол штриха полировальником.
Где вы там насчитали 2мкм = 4 длины волны? Может 2 нм?

[Дрюша]

Кем?
При раскопках с помощью РОС - см. # 183. Волновая ошибка в Басе на кубик реагирует единицами в 3м знаке после замятой (10^-3 мкм).

При каком относительном фокусе так вышло? Если, скажем, 1:10 (а при испытаниях из центра кривизны - так и фактически все 1:20) - то я, так уж и быть, - поверю.
А "кем" её учитывать, - так это рассчётчиками. Используют ли они программную компенсацию, или же положение компенсатора Вайнео... Вот, скажем, есть линзовый или зеркальный компентатор, вот такое у него должно быть положение в идеальном случае. Но, вот, учли ещё кубик конечных размеров. Появилась какая-то аберрация. Большая или маленькая, - но появилась. Печалька. Но, вот, пересчитали ещё раз, подвинули компенсатор вдоль оси на каких-нибудь пол-миллиметра, - она снова исчезла. Или - осталась какого-нибудь там пятого или шестого порядка, - ну да ладно... Хотя... Хотя, может быть, когда вы тут говорите про 10^-3мкм, то это о ней и речь, об остаточной аберрации высших порядков, когда как по тем порядкам, по которым вообще даже сам этот метод (Вайнео или кого-то ещё, Максутова, например) обеспечивает какую-то компенсацию... Ну, как-то

[how_eee]

Для очень быстрых зеркал никто не запрещает рассчитать сферичку, вносимую линзой-расширителем, и добавить её к искусственному нулю. Также её можно выяснить практически, перед параболизацией, пока зеркало сферическое и его теневая плоская, а интерферометр покажет отступление от сферы. (если покажет)

Но эта тема превращается в спор ради спора. Кому надо, давно уже используют бас для своих нужд, и все проверили на практике. А вот эта ловля блох, в виде неучтенной сферической, на порядок меньшей той, которую реально изготовить, выглядит не серьёзно.

По поводу оценки данной Горбуновым это вообще не аргумент - как он может по вашему выносить вердикт, если он его сам не испытывал. Более того, как выяснилось, не понимал до конца как работает программа и как её использовать в процессе асферизации.


Вот вопросы, заданные Дэйлу и его ответы:
1.Why do you test sphere
2. Unaccounted spherical error in case of measuring parabola from its center of curvature  
3. Why author of dftfringe is so assured that all calculations are made right  
4. Did he ever test parabolic mirror in comparison with sertified industrial interferometer and software.
5. Did he make foucault null test with flat and comare it with bath results 

1. The Bath interferometer does not care if the surface is a sphere or any other concave shape.  It always compares the test surface to a sphere.  It is the software that can make the changes required to compare to surfaces other than a sphere using the artificial software null.  That software null is subject to human error so best to not have it be a requirement for this comparison.

So a sphere makes more sense to use in a comparison.  That way the results are not as subject to user input error when specifying the software null.  The Bath does not care what the desired conic is.


It makes it easier to see if your Bath adds any erroneous SA or other system artifacts. 

2. Is dependent upon the user measuring the ROC and mirror diameter correctly and has nothing to do with the Bath and is the reason a sphere is the best round robin candidate for the Bath.

3.Everything else are questions of validation of either the software or the Bath.

The software was validated several ways.  If one understands the math of an interfogram and knows how to program or use existing software they can create simulated interferograms of different surfaces and see if DFTFringe analyzes them correctly.  That was the main method of verifying DFTFringe.  It was also compared to other analysis software to check if the results were the same on the same interferogram.

4. Yes

5. No, but there are other acceptable methods of validation   For a more detailed account of what I did to assure the validity of the Bath system see the Wiki of this group.

People that think it is important to verify using a parabolic mirror have an incomplete understanding of the Bath interferometer testing at ROC and the software null method of nulling out the SA generated by testing at ROC with no other nulling optics.  That has been explained recently here a few times.  So I hope they now understand.  Or you (How Eee) can explain it to them.

It is important to be able to test that your Bath interferometer adds no additional SA (or another error for that matter) and that can best be done by testing a sphere.  So far we have found that none of the round robin testers had Bath interferometers that added measurable errors. larger than at least 1/50 wave.  Optical theory shows that should be the case with most Bath interferometers provided they use a biconvex lens.

[Gleb1964]

Отсюда вывод: ох, и дурят вашего брата! Тщательней надо быть, ребята!

Тут главное самого себя не надурить..
Итак, начнем с простого. Первый шаг - оценим, так ли много сферической аберрации вносит простая симметричная двояковыпуклая линза. Возмем линзу расширитель R1=-R2=10мм, толщина 3мм, диаметр 6мм, стекло К8. Длина волны 550нм.
Проверим работу линзы в паре со сферическим зеркалом R2000 D200, работая из центра кривизны, дабы получить чисто сферическую аберрацию линзы. Для этого делаем в Zemax модель с двумя конфигурациями, одну для хода тестового луча, вторую для хода опорного луча. Помним, что на выходе интерферометра остаточная сферическая аберрация это разность между измерительным и опорным волновыми фронтами. В случае теста сферического зеркала из центра кривизны имеем на выходе чисто вклад линзы.
В тестовой конфигурации параллельный пучок проходит линзу, проходит фокус линзы, расширяется и заполняет зеркало, которое является системной апертурой, затем пучок от зеркала фокусируем в плоскость наилучшей фокусировки. При взятых исходных данных световой диаметр на линзе 1.015мм, что вносит измерительный тракт сферическую аберрацию амплитудой аж 0.0101 PV длины волны 550нм.
В конфигурации опорного луча параллельный луч идет (игнорируя линзу) сначала до зеркала, отражается от центральной части зеркала, проходит на обратном пути фокус зеркала, расходится и попадает на линзу-расширитель с обратной стороны (линза у нас симметричная). Диаметр пучка такой же, как в первой конфигурации, поэтому на зеркале работает зона диаметром 1.015мм, а на линзе чуть больше - 1.024мм. Суммарная сферическая аберрация опорного тракта 0.0106 PV. Знак сферической тот же.
Итого имеем разность сферических аберраций измерительного и опорного трактов 0.0106-0.0101= -0.0005 PV.
Вот принципиальная схема построения конфигураций (диаметры и радиусы изменены для наглядности картинки) :

[Gleb1964]

Именно! Зеркало, которое Вы упоминали (с фокделем 500/200 = 2.5) вообще неподъёмное, не только для ЛА: расширитель лазерного пучка должен обязательно рассчитан на устранение сферички.
А DFTFringe'а от 1 : 2.5 вообще перекашивает: он начинает нормально реагировать на F/D > 4.

Владимир Ильич, такое зеркало никто и не предлагал, Вы первый, кто принялся с ним бороться. Напомню, что предложили:

Кто сможет синтезировать игмв Земаксе? Например D200мм F1000мм.

Это зеркало D200 из центра кривизны R2000 требует пучка 1:10, вот его и рассматриваем.
Обещанные интерферограммы параболического зеркала D200 R2000, 550нм:
первая синтезирована просто из центра кривизны, вторая и третья интерферограммы синтезированы через упрощенную модель Баса, описанную постом выше, как разницы между измерительным и опорным фронтами, с учетом реального хода лучей и аберраций линзы расширителя:

редактирование: перезалил файл интерферограммы, был не той длины волны, еще не поленился, и сделал экспорт текста, вместо копии экрана.

[ekvi]

Тут главное самого себя не надурить..

Да, Глеб: я напрасно стал проводить анализ схемы Баса с параболическим ГЗ.
При тесте сферического ГЗ (см. илл.) ошибки даже короткофокусной расширительной линзы (совместно с кубиком) ничтожны: 0.013 мкм (у меня взята Л = 625 нм).

[ekvi]

Именно! Зеркало, которое Вы упоминали (с фокделем 500/200 = 2.5) вообще неподъёмное, не только для ЛА: расширитель лазерного пучка должен обязательно рассчитан на устранение сферички.
А DFTFringe'а от 1 : 2.5 вообще перекашивает: он начинает нормально реагировать на F/D > 4.

Владимир Ильич, такое зеркало никто и не предлагал, Вы первый, кто принялся с ним бороться.

Пытался смотреть зеркало от дальномера(?) 200мм диаметр, фокус 500мм по памяти. Видно было только центральную часть, и программа показала нечто вроде гиперболоида.

Так что, Глеб, не увлекайтесь!

Обещанные интерферограммы параболического зеркала D200 R2000:

За эту пищу для ума - спасибо!