Хочу сделать светосильное зеркало для ПНВ

[Хрущев]

Вот такой теневик у меня. Работает хорошо. Столик на Алике около 3000 р.

Я себе заказал столик мечты , трехкоординатный. Он в два раза дороже но мне ещё для интерферометра надо.

[lx75]

Я себе заказал столик мечты , трехкоординатный. Он в два раза дороже но мне ещё для интерферометра надо.

Круто!!! 👍

[библиограф]

Не понимаю как люди это делают. Без нормального контроля продолжать полировку не буду.

                        Мой мальчик!
                       Тебе эту песню дарю.
                       Рассчитывай силы свои.
                       И, если сказать не умеешь "хрю-хрю", -
                       Визжи, не стесняясь: "И-и!"

http://www.world-art.ru/lyric/lyric.php?id=4252

Вот тут вам в помощь метод Ронки, в той модификации, которая не требует вообще ничего - кроме фонарика и решетки.
http://bobmay.astronomy.net/misc/ronchitester.htm

[Хрущев]

Вернулся из САО и приступил к зеркалу. Во-первых, сделал таки рабочий теневик: 50мкм звезда из оптоволокна, нить 25мкм вытянул сам из пластика PLA, ну и трехкоординатный столик из Китая (шикарная вещь!). Расстояние от звезды до нити 2мм. Поскольку работа ведется в квартире, каждый раз устанавливать и убирать теневик, оправу зеркала, штативы это жуткий гемор, я сделал подобие оптической скамьи с возможностью юстировать зеркало 3 винтами.  Сейчас все четко, позволяет сосредоточиться на сути, а не париться с решением технических и бытовых нюансов.
Фигуризацию вел уже на протяжении 2ч 20мин. Локализовать положение нити на зеркале на зоне менее 0,7 пока очень сложно. Поэтому взял за основу зону 0,707 (75мм). Действую так: на зеркале нарисовал метки маркером, ширина нити достаточно большая на малых зонах, поэтому располагаю полутень нити так, чтобы ее середина совпадала с меткой на зеркале. Фиксирую показание микрометрического винта для зоны 0,707, теперь это ноль. Измеряю оставшиеся 3 зоны, вычитаю из них значение полученное для 0,707. Полученные значения вбиваю в программу в FigureXP (рис 1). И ничего не могу понять Нет, я знаю, что зеркалу еще далеко до параболы, это видно из сравнения целевых аберраций и измеренных (рис 2). Но вкладка анализ ошибок поверхности (рис 3) меня озадачила. Как программа рассчитала центр зеркала, я ведь не вводил данные по нему? Я так понимаю для идеальной параболы должна быть прямая линия на графике, но что тогда делает бегунок в центре? Перерыл весь интернет, но не нашел нормального мануала по этой программе.

[lx75]

Я так понимаю для идеальной параболы должна быть прямая линия на графике, но что тогда делает бегунок в центре?

Вы задали сферу сравнения. График на третьей фотографии показывает как сфера сравнения отличается от параболы, где параболой является ось Х (если правильно понял, этой программой не пользовался).

[Хрущев]

Вы задали сферу сравнения

Я так понял, что график показывает отличие в нм поверхности моего зеркала от идеальной параболы. Если так, то край моего зеркала на 1,5мкм отстоит от параболы. Но как понять знак ошибки- подвернут край или завален?

[lx75]

Я так понял, что график показывает отличие в нм поверхности моего зеркала от идеальной параболы.

График показывает отличие идеальной сферы с заданным R от идеальной параболы с R(зоны 0,705) = R(сферы),  так его понял.
Думаю программа пока только мешает в изготовлении, в первый раз постройте графики продольных аберраций и профиля зеркала как написано в книге Л.Л. Сикорука, проведя самостоятельные вычисления, может быть станет более понятным реальный профиль зеркала.

[ekvi]

Как программа рассчитала центр зеркала, я ведь не вводил данные по нему?

На то она и программа, чтобы "додумывать" за Вас!
1. Заданные Вами точки она уточняет: Вы ж не маг, чтобы точно определять их местоположение!
2. Зная, что Вам нужна гладкая асф. кривая 2-го порядка (АП-2), программа аппроксимирует результаты измерений, априорно задавая (прогнозируя) форму кривой.
3. Вычисляются параметры спрогнозированной кривой.

[ysdanko]

На то она и программа, чтобы "додумывать" за Вас!

Для любой расчетной проги, требуется корректное определение начальных условий. А это уже определяется не прогой, а проффесиализмом пользователя и пониманием того, что этот пользователь желает получить от проги. И в этом контексте все опять же упирается не в прогу, а в точность измеренй, которую пользователь проги может обеспечить.

[Gleb1964]

Полученные значения вбиваю в программу в FigureXP (рис 1). И ничего не могу понять  Нет, я знаю, что зеркалу еще далеко до параболы, это видно из сравнения целевых аберраций и измеренных (рис 2). Но вкладка анализ ошибок поверхности (рис 3) меня озадачила. Как программа рассчитала центр зеркала, я ведь не вводил данные по нему? Я так понимаю для идеальной параболы должна быть прямая линия на графике, но что тогда делает бегунок в центре? Перерыл весь интернет, но не нашел нормального мануала по этой программе.

Программа построила профиль по введенным вами данным, а центральную зону зеркала апрохимировала. Далее, программа показала профиль отклонения от целевой поверхности - от параболоида. Однако, прикладывать профиль зеркала к целевому профилю можно разными зонами, меняя дефокусировку. Можно приложить центром, можно краями. Для этого есть ползунок, делающий перефокусировку. Зависит от вашей стратегии, как от сферы идти к параболе, где и сколько материала снимать.
Программа оценивает оставшийся объем съема материала. Наименьший съем материала, когда нейтральная зона находится на 0.71, а материал удаляется из краевой и из центральной зоны. Некоторые предпочитают сначала сделать хороший край, а потом его больше его не трогать и копать только центр.
Еще, можете нажать кнопку вычисления ближайшей конической константы, а потом ввести ее как целевую, чтобы увидеть плавность текущей поверхности.
Положение "зеркало снизу" чревато астигматизмом, потому что трудно гарантировать отсутствие прогибов зеркала на неровностях разгрузки и равномерность удаления материала. Вариант "зеркало сверху" более равномерен в съёме материала и не имеет такой тенденции к астигматизму.

[Хрущев]

Спасибо, стало кое-что проясняться. Выходит, что поскольку мое зеркало далеко еще от параболы у него есть множество фокусов, и их можно только разделить на фокусы зон. Программа не знает, что творится в центре моего зеркала, поэтому она аппроксимирует имеющиеся данные с учетом заявленной мною конической константы для параболоида. Применила она какой-то полином и центр зеркала принял в модели вот такую вот форму. Она очевидно неверная, но уж что есть то есть. Мы помним, что у зеркала множество фокусов, поэтому с помощью бегунка можно выставить фокус любой зоны. Для этого нужно переместить бегунок так, чтобы желаемая зона вышла на 0нм. На скриншоте я это сделал для зоны 1 (0,707), поскольку это моя точка отсчета. Теперь видно, что для достижения идеальной параболы нужно понизить остальные зоны, вплоть до 1560 нм для краевой зоны, убрав при этом 19 мм3 стекла. На самом деле объем будет другой, поскольку центр "синтетический", но программа считает и его. Я правильно трактую результаты?

[ysdanko]

Еще Максутов Д.Д. отмечал, что изобретенный им метод щели и нити, не применим для анализа формы центральной зоны ГЗ. Поэтому в этой теме вообще не имеет смысла обсуждать форму центра зеркала. ИМХО.

[Хрущев]

Потихоньку двигаюсь к параболе. За 1 час фигуризации увеличиваю аберрацию краевой зоны на 0,25мм. Остальные зоны поднимаются равномерно и на данный момент за 4,5ч прошел уже более 50%, так что можно сказать сегодня "экватор". На скриншотах график аберраций по зонам с допусками и реальный профиль. Ну и теневая. Астигматизм, кстати, удалось вывести.

[lx75]

Есть у меня предположение, что вы перестарались. Конечно я не измерял продольных аберраций этого зеркала, но очень контрастная граница между светом и тенью. Парабола из центра кривизны выглядит примерно так:

[Хрущев]

Я уровнями немного контраст добавил и не забывайте, что у меня давольно светосильные зеркало.

[Хрущев]

Напишу, пожалуй, подробнее про свой теневик.
Все дело в том, что я не смог сделать нормальный теневик по методу щели и нити, картина была размытая и точно локализовать полутень нити не удавалось. Возможно все дело в высокой светосиле зеркала, а может щель была широкая или нить не параллельна ей. В общем намучался я знатно. На форуме подсказали заменить щель на звезду из оптоволоконного патчкорда. Стоят они около 200-300р, поэтому я купил на пробу с диаметром 9 и 50мкм. Сразу скажу, что их металлический штеккер просто так не отвинчивается, пришлось распиливать его гравером. В результате я получил оптоволокно которое на одном конце имеет пластиковый стержень 1,5мм в диаметре с очень качественным отверстием (проверял под микроскопом) другой конец оптоволокна я просо отрезал ножницами и соединил с мощным светодиодным фонариком посредством напечатанного колпачка. В качестве нити я использовал вначале волос который имеет почти такой же размер как и звезда 46мкм, но качество теневой было неважным, тогда я заменил его на нить из филамента PLA которую сам вытянул - просто разогрел пруток на свечке и плавно растянул. Размер нить составил около 25мкм и он дал более контрастную теневую. Я пробовал также волокно 9мкм, но сним есть ряд проблем, во-первых света уже очень мало, нужно затенять комнату в ноль, чтобы использовать эту звезду с ножом. А вот с нитью не получается, поскольку она в 3 раза толще звезды и все перекрывает к чертям. В качестве основы теневика я использовал трехкоординатный столик с микрометрическими винтами, который позволяют делать измерения с дискретностью 0,01мм, фото я приводил ранее. Вещь шикарная, все двигается плавно, солидно, работать одно удовольствие. Напечатав необходимые мелочи я собрал теневик, он одновременно имеет и нить и нож расположенные под углом 90грд. Следующим этапом было создание оптической скамьи, если так можно выразиться, а по факту просто удобного приспособления которое позволяет значительно сократить время на установку теневика. Дело в том, что все работы я веду в квартире, и после каждого сеанса приходится все разбирать и убирать, чтобы не мешать домочадцам. Последующее выставление занимает кучу времени, поэтому я на даче собрал простой стенд из 50мм брусков который фиксирует радиус кривизны и положение зеркала относительно теневика. Оправу зеркала я сделал регулируемую с помощью 3 юстировочных винтов как в телескопе, это нужно для первичной грубой настройки зеркала. Теперь достаточно установить зеркало в оправу и можно сразу смотреть теневую, просто красота!

[yas]

Свет в волокно лучше все таки вводить используя такую оптику(линзу), чтобы выходящий после линзы пучок имел бы примерно туже числовую апертуру, что и
ЧА волокна. Кстати, какая ЧА для имеющихся волокон?
Я бы не пользовался программами расчета поверхности и не измерял бы много точек пока общая продольная зеркала не составит процентов 80 от целевой для зеркала.
До этого момента достаточно 3 точек: вблизи центра, зона 0.7, край.
Установить нить в центре кривизны центральной зоны действительно не просто. И тут надо понимать, что даже для идеальной параболы при нахождении нити в центре кривизны центральной зоны зеркала тень нити будет иметь заметную ширину. Эта ширина зависит от параметров теневого и светосилы зеркала.
Чем выше светосила, тем Уже будет ширина тени.
По моему опыту удобнее не рисовать каждый раз риски на зеркале, а сделать бумажный трафарет _|_ горизонтальная полоска которого
проходит через горизонтальный диаметр зеркала и имеет зубцы сверху и снизу на нужных зонах. За вертикальную часть можно повесить трафарет на зеркало.
Правда, т.к. зеркало светосильное, то теоретически надо вводить поправку на радиус зоны для плоского трафарета. В вашем случае максимальная поправка около 0.4 мм.
Или крепить центр трафарета к центру зеркала пластилином.
Правильный теневой должен четко показывать дифракционные полосы (как минимум одного порядка) по обе стороны от тени нити.
Измерение продольных по этим узеньким полоскам можно делать точнее, чем по центру тени нити. При этом надо не забывать проверять, что слева и справа от центра
зеркала тень стоит на одной и той же зоне.

[Хрущев]

Свет в волокно лучше все таки вводить используя такую оптику(линзу), чтобы выходящий после линзы пучок имел бы примерно туже числовую апертуру, что и
ЧА волокна. Кстати, какая ЧА для имеющихся волокон?

Это нужно для того чтобы сколлимировать выходной пучек? Я совершенно не представляю как узнать числовую апертуру оптоволокна, она ведь будет зависеть от материала, типа полировки торцов длины. Гиблое дело.

И тут надо понимать, что даже для идеальной параболы при нахождении нити в центре кривизны центральной зоны зеркала тень нити будет иметь заметную ширину

К сожалению я не могу точно определить размер зоны менее 0,7...

Правда, т.к. зеркало светосильное, то теоретически надо вводить поправку на радиус зоны для плоского трафарета. В вашем случае максимальная поправка около 0.4 мм.

Я тоже проводил этот расчет и понял, что 0,4мм это меньше погрешности моих измерений, поэтому забил.

[yas]

Это нужно для того чтобы сколлимировать выходной пучек? Я совершенно не представляю как узнать числовую апертуру оптоволокна, она ведь будет зависеть от материала, типа полировки торцов длины. Гиблое дело.

Это зависит от n материала. Рассчитывается по формуле. Но по идее должно указываться в обозначении волокна. Типичная величина - около 0.1 (синус половинного угла пучка, выходящего из волокна). Т.к. у зеркала из центра кривизны эта величина равна 100/1230, то можно ориентироваться на значение 0.1.
Т.е. система источник+линза должна давать сходящийся пучок такой, что (полудиаметр линзы (при условии ее полного освещения) /( расстояние от линзы до наименьшего диаметра пучка)
было бы порядка 0.1
Все это нужно для лучшего собирания света от источника. Тогда яркости для 9 мкм волокна тоже может хватить.

К сожалению я не могу точно определить размер зоны менее 0,7...

Для вашей параболы и теневого размер ширины нити при нахождении ее в центре кривизны центральной зоны составит что нибудь порядка 60 мм.
Т.е. вполне можно измерять зоны с радиусом больше 50мм. Если этого нельзя сделать, то тогда центр зеркала еще не парабола, а сфера.
 Видны ли на вашем теневом диф. эффекты от нити?

[Хрущев]

Т.к. у зеркала из центра кривизны эта величина равна 100/1230, то можно ориентироваться на значение 0.1.
Т.е. система источник+линза должна давать сходящийся пучок такой, что (полудиаметр линзы (при условии ее полного освещения) /( расстояние от линзы до наименьшего диаметра пучка)
было бы порядка 0.1

Надо попробовать. Только не совсем понял почему 100/1230, у меня ведь диаметр 215мм. Еще смущает такой момент - я использую в качестве источника света фонарик, в нем соответственно есть рефлектор параметры которого не известны. Соответственно линзу подобрать тоже не представляется возможным в данном варианте. Можно, конечно, взять просто светодиод и засунуть его в микрообъектив от микроскопа. И сходящийся пучок направить на срез световода.

Для вашей параболы и теневого размер ширины нити при нахождении ее в центре кривизны центральной зоны составит что нибудь порядка 60 мм.
Т.е. вполне можно измерять зоны с радиусом больше 50мм. Если этого нельзя сделать, то тогда центр зеркала еще не парабола, а сфера.
 Видны ли на вашем теневом диф. эффекты от нити?

Поделитесь, пожалуйста, формулой для расчета ширины тени нити. Есть ли смысл еще уменьшать толщину нити?
Дифракционные эффекты видны, но опять же на зонах более 0,7. В центре кривизны вроде тоже что то есть, но не берусь утверждать.