Интерферометр Баса - новичку по плечу

[KOL151]

Если вас не отговорили строить телескоп, и вы натёрли стекло до блеска и желаете узнать, насколько оно кривое, то эта тема для вас. Изготовленный вами интерферометр (ИГ) Баса, вместе с программным обеспечением (ПО), вот ссылка https://github.com/githubdoe/DFTFringe/releases, предоставит прекрасный КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ МЕТОД - мечту классиков телескопостроения.
Я начинающий, замучивший форумчан вопросами, но, к счастью, они мне отвечали. Но всё время брать как-то неловко и поэтому решил поделиться. Особое спасибо Ix75 за ссылки и за то, что подвиг к написанию нижеследующего. Цитата от Ix75: «Если Вы подробно опишите свой опыт, конструкцию интерферометра, как фотографировали, какие фильтры использовали, следующему кто интересуется этим вопросом будет проще.»
 В педагоги рановато, но мне удалось построить интерферометр Баса, и как это получилось, хочу рассказать. Дело оказалось несложным и доступным для человека с обычными руками. Если вам кто-то внушил, что у вас руки растут не с того места, не расстраивайтесь, в процессе изготовления интерферометра они начнут перемещаться в нужном направлении.
 В основном всё разработано до меня и сначала вам желательно углубиться в чтение по ссылке.
 1.  http://gr5.org/bath/
 И почитать здесь.
 2.   http://gr5.org/bath/bathanalysisv2.5.pdf
Интерферометр с подвижками можно сделать из чего угодно: от печати на 3Д-принтере, до использования отходов мебельного производства. Я слесарил (фото). Добавил подвижки на плоское зеркало и на всю базу, она из куска текстолита толщиной 10 мм. Вся конструкция размещена на приборе для Фуко. Винты стандартные, никаких микровинтов.
Светоделительный кубик 15х15 мм приобретён на «Али» (смотри по первой ссылке) и там же плоское зеркало. Пока шла посылка, использовал зеркальце из негодного CD-привода, тоже работало, хотя его линейные размеры на пределе.
Продолжение следует.

[KOL151]

Двояковыпуклую расширительную линзу с фокусным расстоянием 7 мм вырезал из зеркала толщиной 5 мм алмазным сверлом, диаметром 10 мм (можно и трубчатым, но будет дольше по времени). Шлифовал и полировал по Сикоруку (обязательно к прочтению) https://lib.ru/NTL/ASTRONOMY/teleskop/teleskop.txt. На фото изготовление линз.
Ступенчатый шлифовальник и основу под полировальник точил на токарном станке по программе незабвенного земляка InPan (вложение).
На удивление, прошло всё быстро, в свободном притире, без контроля поверхности. Старался подольше прополировать, чтобы убрать все точки от шлифовки и трещиноватый слой, иначе они потом высветятся на ИГ. Как уверяют люди, сведущие в оптике, двояковыпуклая линза для интерферометра Баса не требует особой точности, но я всё же старался выдерживать режим свободного притира. Линза обязательно должна быть без покрытия, её можно и нужно мыть. Смотри первую ссылку.
Продолжение следует.

[KOL151]

Лазер (лазерная головка) с «Али» не мыть, не протирать, подобрать без грязи, запитать через регулятор напряжения (ссылка 2 и фото). Установить её под 45 градусов к вертикали.
Светоделительный кубик установлен на вращающейся платформе (болт ф=6 мм, шляпка сточена до 1- 2 мм, вкручен в текстолит на резьбу). И кубик, и плоское зеркало приклеены на двухсторонний скотч.
Долго не удавалось увидеть ИГ. Но когда это получилось внутри защекотало, почувствовал причастность к оптикам.
Хочу предупредить при работе с лазером:
- не направляйте сфокусированный лазерный луч в объектив фотоаппарата (не фотографируйте), пожжёте матрицу;
- не направляйте лазерный луч в глаз ни себе ни другим, испортите зрение.
Интерференционную картину сразу увидеть не удаётся, её надо выловить. Способов ловли, наверное, много, где мне её удалось увидеть:
- на экране сзади кубика;
- через матовое стекло (пленку), смотря на тыльную сторону кубика;
- и, наверно, так неправильно, но максимально уменьшив светимость лазера, смотрел в тыльную сторону кубика.
Действуем по ссылке первой и второй, заводим обратные (информационный и опорный) лучи в плоское зеркало и в линзу. Интерферометр должен располагаться в радиусе кривизны от зеркала.
Сначала надо высмотреть колеблющиеся полоски ИГ, орудуя всеми подвижками. После того как вы их увидели, сильно не крутя винты подвижек, находим «бычий глаз», см. фото. И, удерживая его по центру картинки, вращая ручку подвижки к зеркалу и от него, добиваемся увеличения «бычьего глаза» до максимальных размеров (чтобы были видны 1-3 кольца). Больше этот винт не трогаем. Видимую картинку обзовём «зеркалом».
Предупреждение. Ведите себя аккуратно, находясь рядом с интерферометром, не цепляйтесь за него. А если так случилось, скажите про себя известное слово и спокойно начните сначала.
Продолжение следует.

[KOL151]

                                                              Фотографирование ИГ.
Как рекомендуют забугорные стеклотёры: цитата «Если у вас ещё нет зеркальной камеры, купите её с режимом Live View — это очень важно. Я рекомендую подержанный Nikon или Canon. Я использую Nikon D7000, который стоит 200 долларов на eBay. Лучше избегать зум-объективов, но мне повезло с объективом с фокусным расстоянием 100–300 мм (с объективом с фокусным расстоянием 18–105 мм мне не повезло). Фиксированные объективы дешевле и работают довольно хорошо. Проблема в том, что конус света, выходящий из светоделителя к камере, довольно быстро расширяется, и даже если объектив касается светоделителя, зум-объективы слишком сильно виньетируют изображение.»
Долларов у меня не нашлось, а вот цифромыльница «0лимпус» имеется. К сожалению, у неё нет ручного режима. Как я это преодолел смотри ниже.
Прибавляем напряжение на лазере до момента его вспышки. Тогда длина когерентности луча больше и качество ИГ выше.
Обязательно нужен штатив или что-то устойчивое, которое можно двигать туда-сюда. Придвигаем камеру поближе к кубику, зумом увеличиваем «зеркало» на всю матрицу и настраиваем камеру: вспышку отключаем, задержка 2 сек, ISO минимальное, ev (или как там её) в минимум, WB где поконтрастней. Выдержка должна быть короткой (ИГ постоянно дёргается), для этого увеличиваем светимость лазера. (Не судите строго, впервые с камерой).
Для повышения чёткости и контрастности снимка нужен поляризационный линейный фильтр. Заводского не нашлось пришлось пользоваться поляризационной плёнкой. Если кто знает где приобрести линейный поляризационный фильтр, подскажите. Итак, из негодного смартфона открепляем экран и на сутки или по более его в банку с бензином, затем всё расслаиваем, отыскиваем поляризационную плёнку, смотря на небо или на экран монитора. Или заводской поляризационный фильтр, или плёнку ставим перед объективом, вращаем по оптической оси до наилучшей контрастности и чёткости, при этом освещённость «зеркала» и окружающего фона должна быть одинаковой.
                                                                Что фотографируем?
Я делал так. Подвижками влево-вправо и вверх-вниз добиваемся, чтобы на «зеркале» было интерференционных полосок штук 20-30 или более. Фотографируем. Опять двигаем. Фотографируем. И так далее, смотри первые ссылки. Отбираем для обсчёта ИГ покрасивее, «смазанные» удаляем и вставляем в ПО (лучше Win10 64 быстрее работает и т. д. Но работает и на 7-ке). Для выявления формы поверхности зеркала достаточно и одного фото. Как работать с  DFTFringe смотри Help и в теме https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,172575.msg4723139.html#msg4723139.
Как-то так. Что не так - поправьте.

[sky-man]

А не проще сразу померить разрешающую способность оптики с помощью шпальных мир. Насколько он близок к идеалу 120/D. Ведь именно от числа Штреля, наличия сферической аберрации, астигматизма зависит какая будет итоговая характеристика оптики -  разрешающая способность. И планетчиков больше интересует не Штрель, а именно итоговая разрешающая способность для больших увеличений. И Штрель наглядно не показывает насколько детальными будут планеты - а шпальная мира показывает.
Для замера итоговой характеристики оптики не нужно никакое сложное и дорогое оборудование - только метровка и шпальная мира.

[ysdanko]

Для замера итоговой характеристики оптики не нужно никакое сложное и дорогое оборудование - только метровка и шпальная мира.

Это не для итоговой оптики, а для контроля при изготовлении. По мирам ошибки поверхности не определить.

[lx75]

А не проще сразу померить разрешающую способность оптики с помощью шпальных мир.

Цель интерферометрии определение качества изготовленной поверхности, количественное представление - это число Штреля. Ещё интерферометрия позволяет получить топографическую карту оптической поверхности. Исследование разрешения по шпальным мирам не даёт такой информации.

[sky-man]

Это не для итоговой оптики, а для контроля при изготовлении. По мирам ошибки поверхности не определить.

Не надо только небылицы придумывать. 99% тестов Штреля в интернете - это тесты готовой оптики, а не в процессе ее изготовления.

1. Зачем любителю лаборатория в 1 комнате, это больше нужно на заводе где поток оптики и нет времени бегать на расстояния. Для этого и нужен настольный коллиматор на рабочем месте, который имитирует бесконечность. Любитель имеет больше времени чем работник завода. Ему не нужно всё это, он может воспользоваться улицей, отнеся миру на расстояние.

2. Зачем любителю знать почему у него падение разрешающей способности? Он знает какая у него в итоге разрешающая способность и этого достаточно для большинства. Копаться что приводит к тому что труба "урод" или "некондиция" или "отличный экземпляр" ну кому это надо. Мы же знаем что это "отличный экземпляр" измерив разрешающую способность оптики бесплатно с помощь миры и рулетки, зачем чесать там где не чешется.

Это как тест разгона автомобиля. Мирой мы тестируем именно разгон, а вот замеры штрелей, сферических аббераций, астигматизмов в их цифровом значении - нам говорят о шершавости поршней, разном весе поршней и дисбалансе, что в конечном итоге и влияет на разгон. Но фактически разгон мы ими не меряем. Разгон мы замеряем когда смотрим что в итоге разрешает оптика, сколько угловых секунд по Госту для определенной апертуры.

Было бы интересно и правильно подкреплять ополосачивание тестом разрешающей способности по госту с использованием эталонного апо либо тестом по мирам на расстоянии. А если у нас есть красивый тест, а оптика не может разрешить то что должна на расстоянии зачем такие тесты. В советское время всегда в паспорте писали разрешающую способность оптики. Не конкретного экзепляра конечно, а партии. Но это был стандарт и одна из главных характеристик оптики, а не штрели.

Это как с автомобилями, ну не пишут в паспорте к тачке про то какая шершавость поршней - пишут разгон до 100, как с оптикой конкретно что она разрешает. Понятно что шершавость поршней приводит к снижению разгона, но это никому не интересно, людям нужна итоговая характеристика товара. Что дают любителю так называемые "объективные тесты" без разрешающей способности мне не понятно.

[lx75]

Что дают любителю так называемые "объективные тесты" без разрешающей способности мне не понятно.

В начале темы сказано, что было изготовлено зеркало и для определения качества поверхности сделан интерферометр Баса.
Я понимаю, что у вас доминанта в голове определение разрешающей способности телескопа и вы этим увлечены: http://astro-talks.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=5081. Но это не ваша тема, не " перетягивайте одеяло на себя".

[sky-man]

Я понимаю, что у вас доминанта в голове определение разрешающей способности телескопа и вы этим увлечены: http://astro-talks.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=5081. Но это не ваша тема, не " перетягивайте одеяло на себя".

Вы напутали в той теме разрешающая способность по мирам не меряется. Там визуальная оценка картинки по тест объектам. Замер разрешающей способности простым способом я описывал 5 лет назад совсем в другой теме:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,171410.msg6059009.html#msg6059009

Было бы интересно и правильно подкрепить ополосачивание тестом разрешающей способности.
Иначе информативность для покупателя такой трубы небольшая.
Например у одной трубы 50мм ED разрешающая способность 2,4 угловые секунды, а в тесте штрель показал 0,95 у другой 200мм разрешающая способность 0,9 секунд и тест штрель показал 0,6. Детали на планетах в одну где штрель 0,6 будут видно хорошо в другую где штрель 0,95 нет. Штрель выше на той где ничего не видно толком.
Ну и вообще неплохая проверка объективности тестов.

[ekvi]

В педагоги рановато, но мне удалось построить интерферометр Баса, и как это получилось, хочу рассказать.

От души поздравляю Вас с начинанием: Вы всё грамотно, подробно и доходчиво описали.
Я Вам уже признавался: в своё время мне не удалось собрать Баса. Не то чтобы от старости руки над мелочёвкой стали трястись, но, видимо, просто закончился мой лимит терпения.
Вот, закончу эксперимент с прогибом тонкого зеркала, попробую собрать Баса по Вашему описанию.

[yas]

Например у одной трубы 50мм ED разрешающая способность 2,4 угловые секунды, а в тесте штрель показал 0,95 у другой 200мм разрешающая способность 0,9 секунд и тест штрель показал 0,6. Детали на планетах в одну где штрель 0,6 будут видно хорошо в другую где штрель 0,95 нет. Штрель выше на той где ничего не видно толком.

Вы о чем, как можно сравнивать объективы разного диаметра?

[KOL151]

Вот, закончу эксперимент с прогибом тонкого зеркала, попробую собрать Баса по Вашему описанию.

Поначалу от слова интерферометр у  меня начинало сосать под ложечкой. Но, чтобы тереть стекло дальше, необходимо было сделать выбор:
- либо тереть эталонную сферу для Вайнео;
(Вот, что сказали практикующие. Цитаты: rigel14 "Надо просто сделать десятка три-четыре зеркал,разных, тогда опыт подскажет как сделать эталон. Fidel " //Надо просто сделать десятка три-четыре зеркал, разных, тогда опыт подскажет как сделать эталон.Именно. Другого пути попросту нет ");
- либо сделать интерферометр Баса. Выбрал второе, но для "царя в голове" - эталонное зеркало!

[ysdanko]

Не надо только небылицы придумывать. 99% тестов Штреля в интернете - это тесты готовой оптики, а не в процессе ее изготовления.

Естественно, потому что 99% процентов это потребители а не изготовители оптики. А им и Штреля достаточно. Впрочем, как и большинству, кто "учился по немногу, чему нибудь и как нибудь". Читайте автора темы...

ИГ не самоцель. Цель натереть стекло малой кровью,а теневая Фуко, интерферометр Баса, инструмент.

[Игорь А. Грибко]

rigel14 "Надо просто сделать десятка три-четыре зеркал,разных, тогда опыт подскажет как сделать эталон

Прошу прощения ,что напугал,такая цель не ставилась. Для теста по Вайнео надо не эталонную сферу,в строгом понимании,а сферу с определённым допуском.Для любительского теста,на мой взгляд,пойдёт точность Л/10. Изготовить такую сферу не так уж сложно,но повторюсь,в строгом понимании это не эталон.

[KOL151]

Прошу прощения ,что напугал

Было маленько, зато теперь есть интерферометр. Спасибо.

[Fidel]

При таких полосах 0,7 - это слишком мало. На глаз должно быть порядка 0,93.

[KOL151]

При таких полосах 0,7 - это слишком мало. На глаз должно быть порядка 0,93.

Перевидите. Вы имеете ввиду "Штрель"? Описывал опосля и фото и обсчёт с разных мест. Задача была описать железо. Если это важно покажу обсчёт конкретной интерферограммы.

[ysdanko]

Где то напутали с данными в проге... К примеру... ИГ снято в красном, а в проге длина волны для зеленого.

[KOL151]

Где то напутали с данными в проге... К примеру... ИГ снято в красном, а в проге длина волны для зеленого.

Замечание принимается. Не доглядел, исправлюсь. Теперь, имея интерферометр, предстоит научиться правильно работать с ДФТ.