Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Фотографирование дифракционной точки.  (Прочитано 1201 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн yasАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 160
  • Благодарностей: 65
    • Сообщения от yas
    • Любительская астрономия
Решил побаловаться с фотографированием диффракционной точки.
Желающие могут посмотреть ролики по ссылкам.

1-й ролик (2.34Гб) - источник одномодовое волокно 9мкм. Точка создается микрообъективом 40Х, расположенным на расстоянии 160 мм от волокна.
Изображение рассматривается через микрообъектив 20х. На расстоянии 160 мм от к-го установлена матрица без объектива (размер пиксела 4.4мкм)
https://youtu.be/8GdH35u1k3A

2-й ролик (260Мб) - Источник тот же. Вместо 40х объектива стоит объектив от телефона (не помню модель) Юстировка в схеме этого объектива не проверялась.
20х объектив и камера те же. Здесь объектив телефона работает с конечного расстояния.
Юстировка всей схемы особенно не проводилась.
https://youtu.be/59yIo_Pl6I8

В роликах меняется расстояние (20х объектив+камера) до 40х объектива. Кроме того периодически меняется интенсивность источника чтобы показать структуру изображения.
А еще с другим 40х объективом получил вот такую прелесть. Разбираться в причинах не стал.
Комментарии приветствуются  :)
« Последнее редактирование: 15 Мар 2023 [16:53:57] от Pluto »

Оффлайн NotSodern

  • *****
  • Сообщений: 1 002
  • Благодарностей: 28
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от NotSodern
Видео хорошо бы на Ютуб. Меньше вероятность словить вирус

Оффлайн lx75

  • *****
  • Сообщений: 1 691
  • Благодарностей: 78
  • Алексей
    • Сообщения от lx75
источник одномодовое волокно 9мкм.
Как "засветили" волокно?

Оффлайн yasАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 160
  • Благодарностей: 65
    • Сообщения от yas
    • Любительская астрономия
Как "засветили" волокно?
Лазером. Это готовый продукт от Thorlabs. Удобно, что есть регулировка интенсивности.
Судя по всему можно брать обычный дешевый лазер и засвечивать объектив от камеры телефона для создания исходной точки.
Микрообъектив не подойдет, т.к. тогда надо расширять пучок, а у объектива камеры диаметр линз маленький.

Оффлайн Fidel

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 19 731
  • Благодарностей: 569
  • http://fidgor.narod.ru
    • Skype - FidelGorbunov
    • Сообщения от Fidel
    • Домашняя страничка любителя телескопостроения
Скучноватая фильма, но на сон грядущий в самый раз  :D

Оффлайн GraY25

  • *****
  • Сообщений: 5 882
  • Благодарностей: 1003
  • Дифракционный_беспредел [____ Сергей Иванов ____]
    • Сообщения от GraY25
А сферичка дикая откуда?
Объективы наверное био-, под покровное стекло?
• С14 HD [0.96] + HS F/1.9 @ CGE Pro
• С8 HD   [0.93] + HS F/2.1 @ ZWO AM5
• TS 152/900
Sun Hα  MoonAstroSeeing Bot

Оффлайн ysdanko

  • *****
  • Сообщений: 11 003
  • Благодарностей: 227
    • Сообщения от ysdanko
Судя по всему можно брать обычный дешевый лазер и засвечивать объектив от камеры телефона для создания исходной точки.
Лазер для точки лучше не использовать. Слишком много артефактов, связанных с интерференцией, которые могут забивать картину дифракции. ИМХО.

Оффлайн lx75

  • *****
  • Сообщений: 1 691
  • Благодарностей: 78
  • Алексей
    • Сообщения от lx75
А сферичка дикая откуда?
"Дикой" сферической аберрации не увидел, изображение фокусируется до точки с одним колечком.
Может там не "дикая", а "безудержная" сферическая аберрация? 😁

Оффлайн yasАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 160
  • Благодарностей: 65
    • Сообщения от yas
    • Любительская астрономия
Объективы наверное био-, под покровное стекло?
Естественно, но если взять расчет абстрактного объектива микроскопа, то особой сферички при отсутствии покровного стекла не будет.

Оффлайн GraY25

  • *****
  • Сообщений: 5 882
  • Благодарностей: 1003
  • Дифракционный_беспредел [____ Сергей Иванов ____]
    • Сообщения от GraY25
"Дикой" сферической аберрации не увидел, изображение фокусируется до точки с одним колечком.
Может там не "дикая", а "безудержная" сферическая аберрация? 😁

В безаберрационной диф картине даже в первое кольцо попадает 0.0175 полной энергии.
А когда мы этих колец наблюдаем 100500, да ещё и внешние ярче внутренних, это самая что ни на есть "безудержная" сфера))



Естественно, но если взять расчет абстрактного объектива микроскопа, то особой сферички при отсутствии покровного стекла не будет.

Что значит "абстрактного"? Если брать схему био- объектива, то она будет.
На малых увеличениях, а точнее на малых числовых апертурах она будет слабо выражена или даже почти незаметна.
Если же речь идёт о NA порядка 0.4-0.6 (которые скорее всего и использовались) сфера будет во всей красе, что мы и наблюдаем.

Но в целом то претензий нет, - заявленное в теме, выполнено красиво  :)

PS. Плюс, как мне кажется, такая метода вполне должна подойти как способ тестирование микрообъективов.
« Последнее редактирование: 15 Мар 2023 [11:08:59] от GraY25 »
• С14 HD [0.96] + HS F/1.9 @ CGE Pro
• С8 HD   [0.93] + HS F/2.1 @ ZWO AM5
• TS 152/900
Sun Hα  MoonAstroSeeing Bot

Оффлайн yasАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 160
  • Благодарностей: 65
    • Сообщения от yas
    • Любительская астрономия
Лазер для точки лучше не использовать.
Как видно, артефактов не так уж и много.

Оффлайн yasАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 160
  • Благодарностей: 65
    • Сообщения от yas
    • Любительская астрономия
Мне интересен другой факт.
Картинка полностью несимметрична относительно точки фокуса т.е. расфокусированное изображение имеет набор колец только с одной стороны от фокуса.
С другой колец вообще не наблюдается.

И еще. Исходная точка вроде как диаметром 9 мкм. В фокусе первого микрообъектива это будет 9/40=0.225мкм т.е заведомо меньше диф предела для 20х второго объектива.
А диаметр центрального пятна изображения около 37 пиксел. При размере пиксела 4.4 мкм это порядка 160мкм в изображении или около 8 мкм в фокусе, что гораздо
больше кружка Эри для этого объектива.

Оффлайн GraY25

  • *****
  • Сообщений: 5 882
  • Благодарностей: 1003
  • Дифракционный_беспредел [____ Сергей Иванов ____]
    • Сообщения от GraY25
Мне интересен другой факт.
Картинка полностью несимметрична относительно точки фокуса т.е. расфокусированное изображение имеет набор колец только с одной стороны от фокуса.
С другой колец вообще не наблюдается.

Это и есть признак огромной сферички. С другой стороны фокуса вместо колец - "пух".

И еще. Исходная точка вроде как диаметром 9 мкм. В фокусе первого микрообъектива это будет 9/40=0.225мкм т.е заведомо меньше диф предела для 20х второго объектива.
А диаметр центрального пятна изображения около 37 пиксел. При размере пиксела 4.4 мкм это порядка 160мкм в изображении или около 8 мкм в фокусе, что гораздо
больше кружка Эри для этого объектива.

Тут сложно что-то сказать.
« Последнее редактирование: 15 Мар 2023 [11:37:08] от GraY25 »
• С14 HD [0.96] + HS F/1.9 @ CGE Pro
• С8 HD   [0.93] + HS F/2.1 @ ZWO AM5
• TS 152/900
Sun Hα  MoonAstroSeeing Bot

Оффлайн yasАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 160
  • Благодарностей: 65
    • Сообщения от yas
    • Любительская астрономия
Это и есть признак огромной сферички. С другой стороны фокуса вместо колец - "пух".
Скорее всего, но это не из-за отсутствия покровного стекла. Скорее всего советские микрообъективы по жизни такие.

Оффлайн yasАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 1 160
  • Благодарностей: 65
    • Сообщения от yas
    • Любительская астрономия
Тут сложно что-то сказать.
Попробуйте повторить опыт включая в схему покровные стёкла.
Как мне кажется, нужно сложить вплотную 2 покровника, и сфокусироваться обоими объективами на условную "пылинку" между ними.
Это сделать очень проблематично ввиду того, что стенд сделан на коленке.

Оффлайн GraY25

  • *****
  • Сообщений: 5 882
  • Благодарностей: 1003
  • Дифракционный_беспредел [____ Сергей Иванов ____]
    • Сообщения от GraY25
Скорее всего, но это не из-за отсутствия покровного стекла. Скорее всего советские микрообъективы по жизни такие.

Чисто интуитивно - настолько всё плохо не должно быть. Но теоретически возможно)
В плане проверки этого утверждения просто сфотографируйте какой-нибудь тонкий микро-объект сначала просто в воздухе, а потом вплотную под покровным стеклом.
Соблюдая задний отрезок 160. (если объективы под такое расстояние)

Вообще, в боле-менее качественном микрообъективе вполне можно увидеть "классическую" диф картинку прямо на объекте наблюдения, как в телескопе.



Скорее всего советские микрообъективы по жизни такие.

Пока мне кажется самым правдоподобным объяснением - наведённые отсутствием покровного стекла сферички обоих объективов условно говоря сложились друг с другом, и получился такой "адъ")
« Последнее редактирование: 15 Мар 2023 [11:34:06] от GraY25 »
• С14 HD [0.96] + HS F/1.9 @ CGE Pro
• С8 HD   [0.93] + HS F/2.1 @ ZWO AM5
• TS 152/900
Sun Hα  MoonAstroSeeing Bot

Оффлайн lx75

  • *****
  • Сообщений: 1 691
  • Благодарностей: 78
  • Алексей
    • Сообщения от lx75
А когда мы этих колец наблюдаем 100500, да ещё и внешние ярче внутренних,
Предполагаю это картина дефокусировки, если сферическая аберрация была бы больше 0,5 лямбда, тогда не было бы дифракционной точки с одним кольцом, а наблюдали пятно рассеяния.

Оффлайн GraY25

  • *****
  • Сообщений: 5 882
  • Благодарностей: 1003
  • Дифракционный_беспредел [____ Сергей Иванов ____]
    • Сообщения от GraY25
Предполагаю это картина дефокусировки, если сферическая аберрация была бы больше 0,5 лямбда, тогда не было бы дифракционной точки с одним кольцом, а наблюдали пятно рассеяния.

Дефокусировка есть конечно, но эффект не в ней, т.к. она не объясняет полное отсутствие колец во втором зафокале.
• С14 HD [0.96] + HS F/1.9 @ CGE Pro
• С8 HD   [0.93] + HS F/2.1 @ ZWO AM5
• TS 152/900
Sun Hα  MoonAstroSeeing Bot

Оффлайн lx75

  • *****
  • Сообщений: 1 691
  • Благодарностей: 78
  • Алексей
    • Сообщения от lx75
Картинка полностью несимметрична относительно точки фокуса т.е. расфокусированное изображение имеет набор колец только с одной стороны от фокуса.
С какой стороны есть кольца, до или за фокусом?
Исходная точка вроде как диаметром 9 мкм
Не измеряли диаметр светящейся точки?
« Последнее редактирование: 15 Мар 2023 [12:13:15] от lx75 »

Оффлайн GraY25

  • *****
  • Сообщений: 5 882
  • Благодарностей: 1003
  • Дифракционный_беспредел [____ Сергей Иванов ____]
    • Сообщения от GraY25
И, кстати, насчёт "диаметра светящейся точки".
Размер ИЗ на пачкорде с высокой точностью равен 9 микронам - я измерял.
Но, как в том анегдоте, "есть нюансы" ;D
Светится там не только 9-микронное ядро, но и его оболочка. Просто с другой интенсивностью.
И в зависимости от того насколько сильно играться гейном или силой засвета можно получить очень обескураживающие результаты.
(А автор топика это очевидно делал) Так что, возможно объяснение сего эффекта есть.:

И еще. Исходная точка вроде как диаметром 9 мкм. В фокусе первого микрообъектива это будет 9/40=0.225мкм т.е заведомо меньше диф предела для 20х второго объектива.
А диаметр центрального пятна изображения около 37 пиксел. При размере пиксела 4.4 мкм это порядка 160мкм в изображении или около 8 мкм в фокусе, что гораздо
больше кружка Эри для этого объектива.

Объяснение будет "в картинках", ибо много букф, но если кому-то непонятно, распишу.
Мой категорический совет в подобных опытах: всегда следить за гистограммой.





• С14 HD [0.96] + HS F/1.9 @ CGE Pro
• С8 HD   [0.93] + HS F/2.1 @ ZWO AM5
• TS 152/900
Sun Hα  MoonAstroSeeing Bot