Искусственная звезда

[nikbor1]

Болты антивандального ограждения имеют крепления диаметром от 5 и максимум до 6 мм .

[Vladstar]

Я примерно прикидывал, что диаметр обрешётки фонаря в районе 4-5 мм. То бишь разрешение при таких параметрах съёмки (в том числе по высоте объекта над горизонтом )на уровне дифракционного. Это я бросаю камень в защиту рефлекторов темы " Рефрактор или рефлектор"

[ROVIAN]

Это я бросаю камень в защиту рефлекторов темы " Рефрактор или рефлектор"

В объекив рефрактора...

[nitar]

Это я бросаю камень в защиту рефлекторов темы " Рефрактор или рефлектор"

По моим представлениям центральное экранирование теоретически увеличивает разрешающую способность (делает главный максимум уже), но за счет перераспределения части энергии главного максимума в побочные, происходит падение контраста на средних частотах (происходит снижение резкости). Поэтому сравнивать рефрактор и рефлектор только по разрешающей способности не совсем корректно.

[sky-man]

И вторая картинка с поднятой экспозицией, что-бы увидеть, что дополнительных колец не видно.

Такие картинки надо снимать в HDR. Тогда увидите и пятое и десятое кольцо. Физика дифракции никуда не делась, просто эти кольца очень слабые по сравнению с центральным ядром, а динамического диапазона матрицы не хватает для их регистрации...

Конечно. Все мои снимки автоматически в режиме типа HDR на телефон поэтому вылавливается больше нюансов и деталей.
Сегодня потестил по 9 микронной звезде 254/1200. В окуляр очень понравилась и точка и кольца вне фокалы, по ощущению штрелистая труба.
Точку сфоткал в окуляр, увеличение около 600х:

[sky-man]

Подключил зеркалку canon 550D потестить разное оборудование и записать, окуляр не до конца объективен при просмотре под разным углом. В 20 метрах 9 микронная звезда. Для того чтобы снять дифракционную картину точки, нужно 2х Барлоу и увеличение (кроп матрицы 6х). Тогда видны и колечки вокруг точки и кольца при маленькой расфокусировке.




При тесте по дырочкам в фольге на таком же расстоянии 20 метров дифракционная картина точки не фиксируется фотоаппаратом, при разгоне Барлоу втулками до 4х также дифракционная картина не видна. Только жирная светящаяся точка и при сильной расфокусировке и кольца  которые не являются теми которые нужно наблюдать. Фольга имеет слишком большие точки и чтобы приблизится к необходимому мелкому угловому размеру для фольги нужны расстоянии 70-100 метров как принято. В стерильных условиях точку по фольге не посмотреть.

Расширенная и информативная карта аберраций есть тут, на точке много колец как положено:
https://www.telescope-optics.net/diffraction_pattern_and_aberrations.htm

[Fidel]

//Фольга имеет слишком большие точки и чтобы приблизится к необходимому мелкому угловому размеру для фольги нужны расстоянии 70-100 метров как принято. В стерильных условиях точку по фольге не посмотреть.

Это неверно.

[sky-man]

Проверили 2 диагональных зеркала на 9 микронной звезде, одно нормальное, второе с астигматизмом:





Батл:

[lx75]

Как Вы делаете фотографии в прямом фокусе или через окуляр?

[sky-man]

Тестовая труба 254/1200 с хорошим главным зеркалом.
Искусственная звезда 9 микрон из патч корда в 18 метрах. В фокусере SW Линза Барлоу 2х + Canon 550D (режим видео 640х480 60fps 6x). Снимаете.
Родное зеркало SW 58мм показывает близкую к учебнику нормально точку:


Второе китайское зеркало 70мм за 110 евро. Просто потестил, так как на форуме некоторые советуют увеличивать диагональное зеркало для большего невиньетированного поля. Точка с астигматизмом:


Как собрать звезду из оптического патч корда 9 мкм, описывал тут:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,18455.msg5145660.html#msg5145660

[sky-man]

На тесте ещё одно китайское зеркало 70мм за 90 евро, точка с астигматизмом:




Попробуем переклеить, зеркалу с астигматизмом из прошлого теста переклейка не помогла.

[Вастер]

Предлагаю свой вариант искусственной звезды.
Здесь показан тест юстировки школьного телескопа Максутова УШТ, сделанный в середине солнечного дня, используя предлагаемую искусственную звезду.

Источником света была круглая диафрагма диаметром порядка 10 микрометров, сделанная в медной фольге, расположенная на расстоянии 68 м.

Как сделать такую диафрагму я описал в следующей ссылке

Могу поделиться опытом, как самому сделать круглое точечное отверстие диаметром от нескольких микрон.

Конечно, для юстировки телескопа можно использовать качественный коллимационный объектив подходящего размера, в фокальной плоскости которого расположена подобная диафрагма, однако такой объектив найти непросто. Поэтому я разместил звезду на достаточно большом расстоянии, чтобы была возможность не только полностью заполнить входную апертуру телескопа, но и иметь возможность сфокусировать его на такое расстояние.

Для того, чтобы звезда была яркой я ее осветил сфокусированным пучком лазерной указки, для чего поместил диафрагму в фокальную плоскость микрообъектива малого увеличения - х4 ... х10. Такой микрообъектив можно использовать даже из детского микроскопа.

Чтобы собрать лазер, микрообъектив и диафрагму в единый узел нужно обеспечить возможность тонкой юстировки позиции отверстия диафрагмы с микронной точностью и без люфтов относительно сфокусированного лазерного пучка. Такая конструкция называется фильтром пространственных частот и является достаточно стандартным оптическим устройством в лазерной оптике. Однако, стандартное устройство имеет один существенный недостаток - очень высокую цену.

Поэтому пришлось изобрести решение, которое бы не требовало микронной, недоступной точности изготовления, в то же время обеспечивало удобную юстировку конструкции. Основой этого решения было применение двух дифференциальных винтов. Дифференциальный винт имеет две соосных, коаксиальных резьбы с разным шагом. Во внутреннюю резьбу ввинчивается резьбовой стержень, который смещает держатель, в котором закреплена диафрагма, назовем его водитель диафрагмы. А при одном обороте дифференциального винта величина смещения водителя определяется разностью шагов наружной и внутренней резьб.

На приведенной фотографии видны два дифференциальных винта, расположенных под 90°. Смещение диафрагмы происходит за счет небольшого изгиба водителей. Третий винт - недифференциальный, обычный, натяжной. Он присоединен к диафрагме через подобный же водитель. Он предназначен для выбора люфта в процессе и при завершении юстировки.

Дифференциальные и натяжной винты ввинчены в наружный цилиндр. Лазер с микрообъективом закреплены на поршне, внутреннем цилиндре, смещающемся внутри наружного цилиндра. В моем случае цилиндры были сделаны из дюралюминия, хотя можно использовать и пластиковые сантехнические трубы.

В качестве лазера я использовал лазерную указку с длиной волны 532 нм и выходной мощностью, оцененной тыльной стороной руки, порядка 50 мВт.

[Вастер]

Продолжение предыдущего сообщения.

Юстировку собранной конструкции надо делать в темноте с белым экраном против выходного отверстия. Начинать юстировку надо с положения, когда фокус лазера находится на расстоянии нескольких миллиметров позади диафрагмы. Смещая дифференциальные винты и подтягивая натяжной винт находят положение, когда на экране появляется заметный, поначалу неяркий след лазерного пучка. После этого нужно плавно, небольшими шагами перемещать внутренний цилиндр по направлению к диафрагме, выставляя яркость прошедшего пучка на максимум дифференциальными винтами после каждого перемещения. По мере приближения сфокусированного пучка к диафрагме яркость выходного пятна будет существенно возрастать.

На фотографии показан результат распределения интенсивности лазерного пучка на белом юстировочном экране. Такая зависимость свидетельствует о том, что размер сфокусированного лазерного пучка превышает размеры диафрагмы и яркая периферийная дифракционная структура является результатом дифракции пучка на краях диафрагмы. Но для описываемого применения точного согласования размеров пучка и диафрагмы не требуется. Более того, если лазер слишком мощный, то можно намеренно не добиваться оптимальной юстировки, существенно меняя выходную мощность в зависимости от расстояния между фокусом лазера и диафрагмой.

Угловой размер такой искусственной звезды получается достаточно малым:
\[\Delta \varphi =\arctan (\frac{1\cdot 10^{-5}}{68})=(8.4\cdot 10^{-6})^{\circ} =0.03{}''\]

___________________________
Прошу прощения, не разобрался - как вставить изображение в текст сообщения?

[GraY25]

поместил диафрагму в фокальную плоскость микрообъектива малого увеличения - х4 ... х10. Такой микрообъектив можно использовать даже из детского микроскопа.

Фидель говорил, микрообъективы могут весьма сильно портить форму волнового фронта, так что имейте в виду.
Не помешает этот момент перепроверить.

[GraY25]

Кстати, моя звезда Pierro Astro PocketStar (9-микронный патчкорд со светодиодом) - работает идеально, недавно проверял новый рефрактор.

На 10 метрах:
Стек без обработки и выкрученная гамма:



Можно в учебнике публиковать.

[sky-man]

Потестили мак по 9 микронной звезде (патч корд со светодиодом), есть небольшая кома и астигматизм на точке, требует небольшой юстировки подстрочными винтами, но Юпитер показывал все равно не плохо.





Все как из таблицы аберраций:
https://www.telescope-optics.net/diffraction_pattern_and_aberrations.htm
Кома:


Астигматизм:


Оборудование: мак+ЛБ2х+Canon550d (640х480 6х), 14 метров до звезды.
Тестирую оптику по 9 микронной звезде как на canon 550d с ЛБ2х так и на ZWO с ЛБ2х. Canon 550d удобнее, не нужен ноут.

[Вастер]

Фидель говорил, микрообъективы могут весьма сильно портить форму волнового фронта, так что имейте в виду.
Не помешает этот момент перепроверить.

Комментарий Фиделя вполне справедлив. Однако, в предлагаемом варианте работает микрообъектив с диафрагмой и микрообъектив, находится ПЕРЕД диафрагмой, конструкция называется фильтр пространственных частот, т.е. все компоненты аберраций микрообъектива фильтруются диафрагмой, остается только центральная мода. Поэтому даже микрообъектив сомнительного качества в таком варианте фронт не испортит. Кстати, и распределение неотфильтрованного лазерного пучка указки очень далеко от идеального Гауссовского распределения, однако применение этой системы фильтрации делает его центрально-симметричным и гладким, думаю, что достаточно близким к Гауссовскому, хотя, конечно, численно это распределение не измерял.
Если есть необходимость, я могу пояснить более подробно, тут оптика достаточно простая и понятная.

[ysdanko]

поместил диафрагму в фокальную плоскость микрообъектива малого увеличения - х4 ... х10. Такой микрообъектив можно использовать даже из детского микроскопа.

Фидель говорил, микрообъективы могут весьма сильно портить форму волнового фронта, так что имейте в виду.
Не помешает этот момент перепроверить.

На больших расстояниях работает дифракция. От квадратного кирпича волна только рядом с ним квадратная.

[lx75]

Фидель говорил, микрообъективы могут весьма сильно портить форму волнового фронта, так что имейте в виду.

Это утверждение частично верно, для монохромного когерентного света (лазера). Все препятствия на линзах микрообъектива - пыль, небольшие царапины, в лазерном излучении дают дифракцию по краю, когерентные волны интерферируют между собой и образуют спеклы, в этом случае необходим пространственный фильтр. Для монохромного некогерентного света этот эффект может быть и есть, но он незаметен. Построил автоколлимационный микроскоп, микообъектив 40*0.65 строит изображение точки около 2мкм. Точка - "она прекрасна". Если размеры точки значительно меньше размера диска Эйри, который система может построить, форма ее не важна, а в некогерентном излучении волновую ошибку выявить невозможно (я так думаю).   
Но возможно Фидель Викторович подразумевал, что-то другое.

[Вастер]

Это утверждение частично верно, для монохромного когерентного света (лазера). Все препятствия на линзах микрообъектива - пыль, небольшие царапины, в лазерном излучении дают дифракцию по краю, когерентные волны интерферируют между собой и образуют спеклы,

Это утверждение абсолютно верно и для когерентного, и для некогерентного света. Просто для когерентного света в выходном пучке происходит сложение амплитуд, поэтому эта паразитная модуляция хорошо видна, а для некогерентного света - сложение интенсивностей. Но модуляция фазы выходного пучка грязью, дефектами оптики и аберрациями микрообъектива остаются одинаковыми. Ну и разрушить когерентность монохроматического (лазерного) света - задача не совсем тривиальная.

Построил автоколлимационный микроскоп, микообъектив 40*0.65 строит изображение точки около 2мкм. Точка - "она прекрасна".

Дело в том, что без фильтра пространственных частот, диафрагмы правильного размера, которая отсекает все внеосевые компоненты пучка, благодаря которым и происходит модуляция выходного пучка грязью оптики и аберрациями микрообъектива, точка никак не может быть прекрасной. Правильный размер такой диафрагмы - размер, равный размеру пучка на нулевой пространственной частоте, которая содержит основную его энергию и не содержит пространственных компонент, вызывающих его модуляцию, искажение. Система потому и  называется "фильтр пространственных частот", потому что должна пропускать свет только на нулевой пространственной частоте, более высокочастотные компоненты отсекаются диафрагмой. А микрообъектив 40х0.65 - хорошая рабочая лошадка, однако, как и все остальные, он беззащитен против пыли, царапин и всех остальных дефектов, включая паразитные компоненты падающего лазерного пучка на ненулевых пространственных частотах.

Диаметр d диафрагмы фильтра пространственных частот можно рассчитать из соотношения:

\( d =\frac{4\cdot \lambda \cdot M^{2}\cdot f}{\pi \cdot D} + \frac{n\cdot D^{3}}{f^{2}}\ \)

Здесь \( \lambda \) - длина волны, \( M^{2} \) может быть принято для Гауссовского пучка равным 1, f - фокус микрообъектива, D - диаметр падающего лазерного пучка, n - показатель преломления линзы.