Наши технологии изготовления оптики

[Vla]

Вот как выглядит эффект.

Тут нужно развитие теории: как "аподизировать" зрачок, чтобы и след исчез, и чтобы не погас сигнал?

Есть идеи?

[ekvi]

Есть идеи?

Есть только понимание неподъёмности проблемы для простого смертного.
Весь наш мир соткан из волн, стоит на гармонических колебаниях. Это лучше всех понимал Никола Тесла. Поэтому для решения проблемы дифракции нужен уровень спеца не ниже Н. Теслы. Как сказал В.Ю. Теребиж, "Великий Архитектор" <= Творец> по профессии математик". А Его замыслы (= как и Его Самого) только "чистые сердцем узрят". Надо заметить, Тесла был православным. А посему не каждый сподобится даже взяться за проблему. Многие тщатся, да только "Если Господь не созиждет дом, напрасно старается зиждущий!"

[Клевцов Юрий Андреевич]

Вот как выглядит эффект.

Тут нужно развитие теории: как "аподизировать" зрачок, чтобы и след исчез, и чтобы не погас сигнал?

Есть идеи?

Это невозможно. Читай книгу: Марешаль А., Франсон М. Структура оптического изображения, Пер. с французского / под ред. Г. Г. Слюсарева.
М.: Мир, 1964. 295 с.

[ROVIAN]

Вот как выглядит эффект.

Тут нужно развитие теории: как "аподизировать" зрачок, чтобы и след исчез, и чтобы не погас сигнал?

Есть идеи?

Это невозможно. 

Это нас конечно огорчит, но не остановит. 

[Клевцов Юрий Андреевич]

Если коротко, то суть исследований французских оптиков середины прошлого века заключается в том, что
1. Одной только фазовой аподизации недостаточно для существенного улучшения разрешающей способности
оптической системы и нужна ещё аподизация амплитудная, при этом:
2. Становится возможным какое угодно распределение энергии в изображении точки, в том числе сужение центрального максимума и
понижение интенсивности дифракционных колец, но это всегда
сопровождается потерей света, так что достижение существенного улучшения разрешающей способности оптической системы сопровождается практически полной потерей световой энергии, поступающей на зрачок оптической системы, что лишает
такое улучшение разрешающей способности всякого практического смысла.

[библиограф]

Для Лунно-Планетного телескопа пойдёт.
Напылить маску на переднюю линзу большого АПО.
Для фотообъективов такие фильтры можно приобрести.

[Gleb1964]

2. Становится возможным какое угодно распределение энергии в изображении точки, в том числе сужение центрального максимума и
понижение интенсивности дифракционных колец

Я в целом согласен, про невозможность.
Но, к данной фразе у меня есть существенная претензия к "какое угодно". Все же, через апертуру любого вида аподизации принципиально не проходят частоты выше \(  D / \lambda\), апертура работает как фильтр низких частот, отсекающий более высокие частоты, чем самый большой поперечник на апертуре.
А из тех низких частот, что проходят, да, можно формировать что угодно.

Вот пример, я как то готовил картинку, поясняющую, как работает апертура, если на нее устанавливать разные маски, формируя сначала что-то типа интерферометра из двух отверстий, а потом добавляя больше и больше отверстий, приближаясь к заполненной апертуре, которая работает лучше всего.
Я не учитывал снижение количества света из-за уменьшения площади маскированной апертуры.
И, кстати, если делать аподизацию апертуры так, чтобы было меньше света в кольцах, то центральный максимум всегда будет толще (а не у́же) и кривая передачи модуляций упадет на самых высоких частотах. Самые высокие частоты в дифракционной картинке это и есть кольца, вводя центральное экранирование увеличивает интенсивность колец и сужает центральный максимум, поднимая высокие частоты в функции передачи модуляции. Предельный случай это интерферометр из двух узких щелей по краям апертуры, весь свет в полосах, центрального максимума практически нет, кривая передачи модуляции имеет выступ на частоте \(  D / \lambda\), где D диаметр апертуры, а дальше этой частоты апертура не передает, там только математический ноль.

[VD]

Есть идеи?

Есть только понимание неподъёмности проблемы для простого смертного.
Весь наш мир соткан из волн, стоит на гармонических колебаниях. Это лучше всех понимал Никола Тесла. Поэтому для решения проблемы дифракции нужен уровень спеца не ниже Н. Теслы. Как сказал В.Ю. Теребиж, "Великий Архитектор" <= Творец> по профессии математик". А Его замыслы (= как и Его Самого) только "чистые сердцем узрят". Надо заметить, Тесла был православным. А посему не каждый сподобится даже взяться за проблему. Многие тщатся, да только "Если Господь не созиждет дом, напрасно старается зиждущий!"

Все эти байки от умственного перенапряжения в работе и разочарования в попытках ответить самим себе откуда оно всё взялось.  Ничего удивительного. 

[ysdanko]

Спасибо
к сожалению кроме габаритного расчета  Ньютона никакими программами не владею
буду пробовать

Кстати Маскулятор все еще можно скачать и даже заставить его работать в 64 разрядной "десятке"
Подробности на Клаудях.
https://www.cloudynights.com/topic/547413-where-to-find-maskulator/

Или во вложенном файле...
 

[ekvi]

Это нас конечно огорчит, но не остановит.

+ +

так что достижение существенного улучшения разрешающей способности оптической системы сопровождается

О повышении разрешающей способности не было и речи!
Говорили об устранении "дифракционных следов" от растяжек путём модификации самих растяжек, с учётом возникающей при этом аподизации (структурировании затенения) входного зрачка.
Вот это самое "структурирование" и находится пока в неизвестности.

А что касается повышения разрешающей способности путём аподизации, то ~ в 1948-м Гальперн теоретически показал: такое возможно, но максимально в корень из 2 раза.
А у Дитчбёрна есть убедительная раскладка, показывающая, что путём закрытия чётных зон френеля яркость в фокусе можно поднять в 4х.
Так что есть порох в пороховницах для штурма этой, пока ещё проклёвывающейся проблемы.

[ysdanko]

Кстати Маскулятор все еще можно скачать и даже заставить его работать в 64 разрядной "десятке

Работает 
Сверху маска Глеба. Второй скрин результат.

[Vavanzer]

А что касается повышения разрешающей способности путём аподизации, то ~ в 1948-м Гальперн теоретически показал: такое возможно, но максимально в корень из 2 раза.
А у Дитчбёрна есть убедительная раскладка, показывающая, что путём закрытия чётных зон френеля яркость в фокусе можно поднять в 4х.
Так что есть порох в пороховницах для штурма этой, пока ещё проклёвывающейся проблемы.

Так, это уже интересно!
 Давайте по подробнее!
 Я несколько лет назад когда узнал , что у ВН 470мм "клевцов" аподизированный, и после этого еще чет пообсуждали, даже тему открывал, про аподизацию, интересно было как ее сделать. Но никому не интересно ничо подобное!
 У ВН правда наоборот, разрешение уменьшеное было.
 А тут еще выясняется, что можно разрешение поднять!)))

[ekvi]

Есть идеи?

С Вашей подачи, при содействии коллег, сегодня одна родилась (см. илл.)
Нужно собрать рефлектор-на-рефракторе, этакого КЕНТАВРА: первую, жизненно важную зону Френеля должен занять рефрактор, вторую - чётную - кольцевое вторичное зеркало, третью - кольцевой входной зрачок рефлектора-кассегрена.
Что это даст?
1. Полное отсутствие следов от растяжек - их нет.
2. Повышение яркости в узком диапазоне спектра, например, 520 - 570 нм.
3. Нейтрализация ЦЭ и - как следствие - сохранение разрешения на уровне рефрактора.

Идея не нова: ещё в 1980-е я осмысливал её. Но сегодня она предстаёт в принципиально новом свете.
Так что лазерщики уже могут рукоплескать. Но доверчивого ЛА нужно предупредить: юстировка потребуется весьма деликатная.

С фокусным расстоянием для "кентавра" определюсь позже. Для планетника достаточно будет длиннофокусника с 3 зонами, но для светосильного кентавра потребуется напыление кольцевых чётных экранов.

[ekvi]

скрин результат

В своё время, при обсуждении темы "Насколько страшна кома, как её малюют", незабвенный Игорь Николаевич Панкратов (INPan) парировал: "Но я бы не хотел на своих снимках видеть "хвостатые" звёзды!" А в данном случае = полосатые. Да ещё и раздутые при столь мизерных дырочках.

[ekvi]

Вот "кентавр-входящие":

ПС для совсем простодушных.
Это - не готовые схемы для реализации, а иллюстрации к идее.
Тем не менее, пара (кассегрен + телеобъектив) хорошо сочеталась по длине.

[Vavanzer]

2. Становится возможным какое угодно распределение энергии в изображении точки, в том числе сужение центрального максимума и
понижение интенсивности дифракционных колец, но это всегда
сопровождается потерей света, так что достижение существенного улучшения разрешающей способности оптической системы сопровождается практически полной потерей световой энергии, поступающей на зрачок оптической системы, что лишает
такое улучшение разрешающей способности всякого практического смысла.

  А до какого можно поднять разрешение, и при каком соотношении освещенности отн нетонированной апертуры)

[ysdanko]

скрин результат

В своё время, при обсуждении темы "Насколько страшна кома, как её малюют", незабвенный Игорь Николаевич Панкратов (INPan) парировал: "Но я бы не хотел на своих снимках видеть "хвостатые" звёзды!" А в данном случае = полосатые. Да ещё и раздутые при столь мизерных дырочках.

Владимир Ильич. Это просто проверка программы при работе в 64 разрядной версии виндовс. Ну и дырочки не мелкие. Масштаб в проге примерно 6 пикселей на миллиметр. Расстояние между отверстиями около 170мм. Считалось для 200 миллиметровой апертуры.

[Vla]

Вот как выглядит эффект.

Тут нужно развитие теории: как "аподизировать" зрачок, чтобы и след исчез, и чтобы не погас сигнал?

Есть идеи?

Это невозможно. Читай книгу: Марешаль А., Франсон М. Структура оптического изображения, Пер. с французского / под ред. Г. Г. Слюсарева.
М.: Мир, 1964. 295 с.

Юрий Анреевич, никогда не скажи никогда. То, что французы сделали более полувека назад, ограничилось грубой фазовой/амплитудной фильтрацией света в зрачке. Можем ли мы сказать, что невозможно когда-либо разработать технологию, позволяющую, например, превратить каждую точку волнового фронта в излучатель, подобный лазеру, тем самым устраняя дифракцию? Необоснованно? Что ж, все изменения в этом мире происходят из-за такой неразумности.
Кстати, я не знал что по-русски называют опорой вторичного зеркала, и нашел это в вашей книге ("Новые серийные телескопы и аксессуары"). Oдна из моих любимых.

[Vla]

Есть идеи?

Нужно собрать рефлектор-на-рефракторе, этакого КЕНТАВРА: первую, жизненно важную зону Френеля должен занять рефрактор, вторую - чётную - кольцевое вторичное зеркало, третью - кольцевой входной зрачок рефлектора-кассегрена.
Что это даст?
1. Полное отсутствие следов от растяжек - их нет.
2. Повышение яркости в узком диапазоне спектра, например, 520 - 570 нм.
3. Нейтрализация ЦЭ и - как следствие - сохранение разрешения на уровне рефрактора.

Если бы это могло сработать, преимущество по сравнению с использованием только оптического окна было бы в уменьшении потерь света из-за ЦЭ. Я не вижу, как это нейтрализует дифракционный эффект ЦЭ, но это бы значительно уменьшило его, как показано ниже.

[ekvi]

как показано ниже

Vla, Вы - пытливый оптик, неплохо владеющий современным компьютерным инструментарием, но в данном случае Вы ограничиваетесь традиционными представлениями о проблеме. И в данном случае нужно считать дифракцию сквозь затеняющие кольца. ЧКХ отреагировала потому, что ей помогло БПФ. Но лучше использовать Маскулатор; правда для него требуется подготавливать чертёж маски. И, к сожалению, он не реагирует на изменение фокусного расстояния, т.е. как всегда, требуется делать софт под задачу.
 
1. Найдите у Дитчбёрна "Физическая оптика", 1965, место, где он прямо указывает "закрытие чётных зон Френеля увеличивает амплитуду колебаний световой волны в 2х, а освещённости - в 4х".
2. Я прикинул, при каком фокусе исполняется моя задумка. Получается - при F' = 100 м у первой зоны будет ф 100 мм, у 2й - 180, у 3й - 240. Согласен - непрактично.
3. Но в первом же посте по этому вопросу я уже наметил прямой, уже сегодня известный и применяемый способ: напыление затеняющих зон = бинарная оптика.
Понятно, что все эти рассуждения на перспективу, когда эти технологии станут доступны обычному ЛА.