Измерение радиусов оптических поверхностей

[diant]

Изменил 2-й радиус с -214 до -215 (-1.0мм), использовал 3-й радиус как компенсатор, он увеличился на +0.926мм, воздушный зазор не трогал.
Видно, что штрель практически восстановил ту же форму, но диапазон слегка сдвинулся в синюю область, это же видно на кривой хроматического сдвига фокуса (стрелками показано направление сдвига от исходного).

То же самое вышло и у меня. После чего у меня родилась мысль (может ошибочная): на производстве вовсе не обязательно гоняться за десятым знаком после запятой в радиусе 2 и 3-й поверхности. Достаточно подбирать их парами с определенной разницей радиусов (разницей, которая сама немного зависит от самого радиуса). Это наверное проще и дешевле в массовом производстве. И как раз в этом случае экземпляры будут несколько гулять по зоне удачно скомпенсированного сферохроматизма, а конские прокладки не нужны.

[ekvi]

Достаточно подбирать их парами с определенной разницей радиусов

Как говорил один мой друг детства: "Конгениально!"
На БелОМО технологи давно используют эту взаимозависимость параметров. В частности, они, варьируя зазором между линзами, возвращают забракованному ОТК ахромату его паспортные показатели.
Ну и, наконец, к чему эта рукопашная борьба с параметрами? Тогда зачем в расчётных программах оптимизаторы?!

[sky-man]

Т.е. наблюдаемый в разных экземплярах ахроматов сдвиг пика коррекции связан с производственной неточностью в радиусах.

Видимо да. У меня на 1025 коррекция уехала в красный и там прям апошечка )) явно это ошибки радиусов.
Имеет смысл не мучаться с прокладками, а попробовать разные сочетания линз дублетов из 2-3 экземпляров. И выбрать вариацию с минимальной сферичкой.

[M_Z]

интересно как изготовили 1м рефрактор и какие допуски на радиусы его линз и зазор?

[sky-man]

По поводу измерений.
Даже если использовать для измерения глубины /выпуклости линз индикатор с дискретностью 0,001мм такие есть на али за 2500 руб весьма точные.
Нам важно точно измерить радиус на котором мы замеряем глубину или выпуклость линзы.
Пример.
У нас объектив 102мм меряем второй радиус.
Выпуклость этой поверхности в центре порядка 7,00мм
Диаметр на котором меряем 100мм, радиус 50мм.
Чтобы определить радиус кривизны поверхности считаем:
(50х50 + 7х7) /  7х2 = 2500 + 49 / 14 = 182,07 мм
А как точно определить этот радиус, скажем по краям площадки крепления индикатора у нас стоят иголки. Как мы знаем, когда делаем искусственную звезду диаметр иголки 0,1мм. Нам надо промерить этот диаметр от центров иголок, с небольшим смещением из-за радиуса кривизны.
Если мы ошибёмся в измерении радиуса на 0,1мм то получим ошибку радиуса 0,71мм:
(50,1х50,1 + 7х7 ) / 7х2 = 2510,01 + 49 / 14 = 182,78 мм
Такая ошибка радиуса 0,71мм вообще не приемлема, как приводился выше пример ошибка 0,15мм уже раняет штрель с 0,9 до 0,5 при всех остальных параметрах тех же самых - размеры оправы, размеры прокладки, остальные радиусы.

То есть помимо того что у нас набегает ошибка в измерении глубины с каждой из 4 поверхностей дублета, мы получаем возможную ошибку по измерению диаметра на котором меряем глубину / выпуклость линзы.
Также ошибка может быть в центровке установки индикатора. Если он сдвинется от истинного центра этого измерительного приспособления на 0,1мм то мы получим ошибку в радиусе поверхности 0,71мм что неприемлемо.
Вероятность что центр установки такого заводского глубиномера на измеряемом диаметре находится с точностью сильно выше 0,05мм очень низкая, при том, что ось глубиномера свободно ходит в винтовом зажиме:


Также пятно контакта в виде шарика даёт определенное изменение диаметра на котором мы мерим, зависящего от кривизны поверхности. Это сотые доли миллиметра в диаметре. Но они тоже влияют на результат. Каждый 0,01мм диаметра, на котором меряем глубину / выпуклость меняют радиус поверхности на 0,07мм при радиусе 180мм. Напомню 0,15мм уже сильно неприемлемо для нас. При радиусе 760мм как у 4-й поверхности дублета 102мм вообще счёт идёт на миллиметры.

Это всё любительские приборы с большими погрешностями для точного анализа и моделирования дублета в программе расчёта оптики.

[Skyangel]

Для чего нужно измерять и после еще моделировать то, что уже сделано? Вы же не будете перешлифовывать линзы? У вас под рукой из возможного исправить только прокладки.

[yas]

Также пятно контакта в виде шарика даёт определенное изменение диаметра на котором мы мерим, зависящего от кривизны поверхности. Это сотые доли миллиметра в диаметре. Но они тоже влияют на результат.

Да, влияют. Поэтому в формулу для расчета радиусов кривизны входит диаметр шариков, и в паспорте сферометра ИСЗ-7 указываются диаметры шариков для всех съемных колец с точностью до микрона(если мне память не изменяет). И диаметры колец в паспорте даны с микронной точностью. Кроме того, шарики могут стираться с течением времени, и тогда по определенной методике проводятся измерения  на измерительном микроскопе для определения значения нового диаметра.

Для чего нужно измерять и после еще моделировать то, что уже сделано? Вы же не будете перешлифовывать линзы? У вас под рукой из возможного исправить только прокладки.

Ну, в принципе, если есть правильная модель конкретного объектива, то расчетом можно проверить можно ли что-то улучшить изменяя толщину прокладок. Экспериментально подбирать прокладки будет долго, да и не известно получится ли улучшить.

[SAY]

Имеет смысл не мучаться с прокладками, а попробовать разные сочетания линз дублетов из 2-3 экземпляров. И выбрать вариацию с минимальной сферичкой.

Если честно, то бредовая идея.
По сферичке светосильный рефрактор очень чувствителен к толщине прокладки. Проблема по юстировке сферички прокладками может быть только при чрезмерно большой недоисправленной сферичке в штатном экземпляре.

[sky-man]

Менять прокладки в рефракторе не планирую. Тема больше про замер радиусов.
То что я попытался промерить в домашних условиях имеющимся микрометром дало ошибку фокусного расстояния 15мм (515мм вместо 500мм). Но попытка не пытка была )







Если на форуме есть те, кто смог точно промерить линзы дублета интересно было бы почитать описание процесса и инструментария в копилку знаний.

[библиограф]

      Поэтому в формулу для расчета радиусов кривизны входит диаметр шариков, и в паспорте сферометра ИСЗ-7 указываются диаметры шариков для всех съемных колец с точностью до микрона(если мне память не изменяет). И диаметры колец в паспорте даны с микронной точностью.     

Загляните в аттестат ИСЗ-7. Точность там указана до десятой микрона, четыре знака после запятой
 

     То что я попытался промерить в домашних условиях имеющимся микрометром дало ошибку фокусного расстояния 15мм   

Вот видите сами теперь, как легко рассуждать о ошибках радиусов 0,15 мм и как сложно это измерить. Даже сферометр ИСЗ  с погрешность измерения +/- 0.04% не обеспечит такой точности!
Измерительная микрометрическая головка дает точность 0,001 мм плюс/минус единица в последнем
разряде.
Есть и поточнее, прямо из Швейцарии 0,0001 мм и 100000 руб цена. 
Кроме того, ее можно откалибровать и проверить в нужном интервале измерения по
плиткам Иогансона, Концевым Мерам, по- нашему. А вот сделать и, главное, измерить с микронной точностью кольцо - это проблема!  Можно, конечно, измерить радиус кривизны подходящей вогнутой
линзы на оптической скамье теневым методом и обратным расчётом вычислить радиус кольца.

[lx75]

То что я попытался промерить в домашних условиях имеющимся микрометром дало ошибку фокусного расстояния 15мм

Что в вашей установке для измерения является базой ( нулём)?

[ekvi]

Есть и поточнее, прямо из Швейцарии  0,0001 мм и 100000 руб цена. 
Кроме того, ее можно откалибровать и проверить в нужном интервале измерения по
плиткам Иогансона, Концевым Мерам, по- нашему. А вот сделать и, главное, измерить с микронной точностью кольцо - это проблема!  Можно, конечно, измерить радиус кривизны подходящей вогнутой
линзы на оптической скамье теневым методом и обратным расчётом вычислить радиус кольца.

Всё так!
У нас диаметр колец аттестовывали на микроскопе. Где у ЛА такой инструметр с аттестованной кареткой? - это почти как делительная машина для дифрешёток!
Уже многократно говорил: в паспорте (в солидном, честном, советском) на микронный индикатор давали точность 0.002 мм - это подтверждено, как личным многолетним опытом, так и опытом коллег. Для измерений стрелок мы использовали ИЧ-10, по которому при точности 0.01 мм всегда можно более надёжно считать показание с точностью 2 мкм.
Были микаторы (со шкалой ~ 0.1 мм), дающие гарантированную точность в пределах микрона; оптиметры (перемещение ещё меньше 0.1 мм) - точность 0.0001 мм. Точность всех МЕХАНИЧЕСКИХ измерителей - в пределах микрометра - это результат исследования минских коллег, проведённых ими в конце 1980-х на  немецкой измерительной машине, установленной на БелОМО. Для тех, кто любит ссылаться на прогресс: сопромат за 50 лет остался тем же.
Что такое ИЗС-7? В нём ведь не кольца, а шарики, расположенные в гнёздах на заданном диаметре. Стоит один раз отремонтировать - и АГА! - никто уже не попадёт на ту же окружность. Поэтому мы меняли кольца с шариками на цилиндрические кольца, а кольца с затёртыми кромками после 10 измерений торцевали шлифовкой по плоскости.
Так что я солидарен с SAY:

Если честно, то бредовая идея.

[Fidel]

//Стоит один раз отремонтировать - и АГА! - никто уже не попадёт на ту же окружность.

В комплекте с ИЗС , на этот случай, есть поверочное устройство.

[ekvi]

на этот случай

Чтобы вычитать постоянную (систематическую, ремонтную) ошибку? А через неделю забыть о ней ...

[Skyangel]

Что в вашей установке для измерения является базой ( нулём)?

Судя по всему на это не обращают внимание 😂

[Skyangel]

Если на форуме есть те, кто смог точно промерить линзы дублета

ИЗС-10 устроит?

[sky-man]

Загляните в аттестат ИСЗ-7. Точность там указана до десятой микрона, четыре знака после запятой

Точность чего? Глубины или радиуса?
У ИЗС-7 погрешность измерения радиуса 37-1000мм по паспорту +-0,04%.




От 1000мм радиуса 0,04% это 0,40мм. О каких долях микрона идёт речь не понял 😂
0,40 мм это 400 микрон!

[Skyangel]

Точность чего? Глубины или радиуса?

Вам это зачем?

[Skyangel]

ИЗС-10 устроит

Можно на интерферометре измерения сделать. Вым оно надо?

[AAV]

Высокоточная метрология радиуса кривизны с использованием интерферометров Физо.
Рассматриваются методы измерения радиуса кривизны оптических компонентов и связанные с ними источники ошибок. В том числе информация об ошибке Аббе. Основное внимание уделяется получению результатов высочайшей точности с использованием интерферометров со сдвигом фазы, таких как Zygo Verifire, лазерный интерферометр Физо.
Обсуждается неопределенность различных методов измерения и демонстрируются измерения радиуса с использованием слайда интерферометрического радиуса с пошаговым видео.
http://www.youtube.com/watch?v=RRLXkdUSF-I