Телескопы TEC

[Yuri P.]

RMS vs. Field в Земаксе некоторое время назад перестал считать полиштрель, видимо считал криво, а чинить некогда, проще было убрать.
Но Huygens PSF как считала, так и продолжает считать, так что достаточно её вывести на практически интересном наборе длин волн.

Алексей,
у меня Земакса нет, для подстройки по варкам использую ATMOS, там полиштреля нет, есть Diffraction PSF безразмерный и дает только графические картинки монохромные. Валерия по пустякам теребить не буду, тем более дела 3х летней давности. Могу дать распечтку OPD для всех длинн волн, кто захочет посчитает по известной формуле.
Есть следующие графики предарительного дизайна (2016) для поля 0.5°: MTF, OPD, SPOTS, FOC SHIFT, LONG, еtc

[Yuri P.]

Впрочем, проще дать RMS vs. Wavelength от 0,4 до 1 мкм, чтобы успокоились и визуальщики различных толков

прилагаю RMS vs range 438÷700, покупатель визуальщик, ну а те кто беспокоятся - не прекратят, впрочем и никогда не закажут

[SAY]

Нет в предварительном (как и в окончательном) расчете никакого полихроматического Штреля, все остальное есть

RMS vs. Field в Земаксе некоторое время назад перестал считать полиштрель, видимо считал криво, а чинить некогда, проще было убрать.
Но Huygens PSF как считала, так и продолжает считать, так что достаточно её вывести на практически интересном наборе длин волн.

Впрочем, проще дать RMS vs. Wavelength от 0,4 до 1 мкм, чтобы успокоились и визуальщики различных толков, и даже астрофотографы.

Для планетчиков 0,48 … 0,63 мкм, желательно со штрелем на краях этой полосы не хуже 0,9. Для визуальщиков протяжённых дипов - по барабану, ахромат не хуже, в том числе короткий.
Беда китайских ED-шек - засилье относительно светосильных инструментов (кроме типа 100ED), заточенных в первую очередь на возможность (иногда сомнительную) астрофото. Маркус Лудес со своим 140/980 мм ED дублетом имхо пролетел, в варианте 1:8 был бы более востребован при заметно лучшей хромокоррекции.

[Yuri P.]

Для планетчиков 0,48 … 0,63 мкм, желательно со штрелем на краях этой полосы не хуже 0,9.

Прилагаю Shtrel для 480÷630       
ps добавил сразу еще пару

[Yuri P.]

Обещали все подробно описать... по апохромату, конструкции, процессу сборки, юстировки... и др... Ждем-с! :-)

Михаилу:
Вас наверно интересует методы настройки и тестирования триплета по той причине, что у вас такой есть.
Тут есть некоторые моменты:
1. Подавляющее большинство наших триплетов от 140 до 200мм иммерсионные, и коррекция волнового фронта возможна только на стадии изготовления, когда волновой фронт сборки доводится до минимальных ошибок для контрольной длины волны и обычно находится в диапазоне 0.97÷0.99 Штрель @543нм. Цветовая коррекция при доводке не изменяется, она определяется дизайном и корректируется изменением внешних радиусами если необходимо по полученным варкам. С переходом на флюоритовый дизайн, где цветовая коррекция имеет хороший запас, это пока не производилось. После сборки и герметизации элементы объектива фиксированы. См. фото 01  т.е это вам ни к чему. Тут нет юстировок, прокладок, зазоров.
2. О прокладках - в корректорах поля (VT300 , etc.) приходилось выставлять зазоры с большой точностью (до десятка микрон). Я попробовал традиционные прокладки (свинец, калиброванный пластик, etc.),  но там были проблемы с удержанием их на месте. Вышел из положения в подобной ситуации так: точил кольцо с таким профилем чтобы рабочие поверхности кольца были касательными поверхностям линз, а толщина меньше на 2 толщины прокладок. Т.е. когда кольцо готово его надо обмотать в трех положениях (120°) лентой (один слой). См. фото 02
3. тестирование цветовой коррекции мы не делаем сейчас, но это возможно. Необходимо иметь скамью, плоское автоколлимационное зеркало, микрометрические подвижки с точностью 1микрон, интерференционные фильтры (полоса 10нм) для тестируемых длин волн, Фуко с щелью, зональные маски. Т.е. для построения кривых продольных аберраций вам надо будет промерить их на разных радиусах при разных фильтрах. Наверняка делать вы это не будете.

[Yuri P.]

4. тестирование волнового фронта триплета с воздушными промежутками (250÷300mm). Надо иметь тот же автоколлимационный стенд. У меня их несколько, все вертикальные, окуляр с искуственной звездой (Фото 03), интерферометер @543нм (Фото 04), камера и комп с программой обработки и-грамм (Фото 05).
Сначала выставляете объектив с промежутками по дизайну, одну из линз с минимальной оптической силой зафиксировать чтобы не мешала. Все остальные настройки делать двумя. Выставляете две линзы по изображению кружка Эри и колец, добиваетесь концентричности изображений. При достижении концентричности необходимо устранить клин, он обычно выражается в сине-красной окраске противоположный краев кружка Эри, подвижкой одной из линз (в моем случае средней) уменьшите цвет до минимума. Далее по изображениям до и после фокуса определите ошибку волнового фронта на глаз и продублируйте интерферометрией. Если есть заметный астигматизм - устраните или сведите к минимальному относительным вращением линз. В зависимости от типа ошибки изменяйте зазор между линзами. Величина изменений зависит от дизайна. Цветовую коррекцию можно тоже немного "качать" зазором от синего к красному за счет развала противоположного.

[Yuri P.]

5. Пример минимизации сферической изменением зазора:
в субботу собрал 250мм объектив после покрытия, сборка сделана по меткам оставленным при изготовлении. Меняя величину зазора от 2.82мм (расчетный по дизайну 2.60мм) до 2.52мм добился наименьшей сферической т.е. максимального штреля 0.992. Теперь СТОП В понедельнык чистка и герметизация.
Да, оправа титановая из трез частей, для каждой линзы своя. Части пришлифованы после токарной обработки. Есть осевая юстировка винтами
Я особо не интересовался как выполнены оправы объективов с воздушным зазором других производителей. По термокомпенсации и конструкциям оправ для оптики все есть здесь: Paul Yoder "Mounting optics in optical instruments", ISBN 978-0-8194-7129-1.  Все задачи решались на простейшем калькуляторе.
На этом ВСЁ
 

[GraY25]

Юрий, спасибо за подробности.
Просто изначально опубликованный штрель в монохроме применительно к АПО-триплету ещё ни о чём не говорит, особенно на самой "удобной" длине волны.
Он и для ахромата может быть 0.99

[Грехов Михаил]

Юрий, спасибо! Весьма интересно!

изначально опубликованный штрель в монохроме применительно к АПО-триплету ещё ни о чём не говорит, особенно на самой "удобной" длине волны.

Ну как это не говорит... Как раз значение комы и астигматизма в этом Штреле много о чем говорит - качество юстировки... качество изготовления линз (без "корытообразности") Так-же говорит о том, что апохромат оптимизирован для зелени. Бывают такие, у которых это в области красного почему-то.... А в зелени все не айс....

А все остальное по сути обеспечивается расчетом и стеклами.... И по факту если говорить о качестве сборки и др - то достаточно и одной точки.

в субботу собрал 250мм объектив после покрытия, сборка сделана по меткам оставленным при изготовлении. Меняя величину зазора от 2.82мм (расчетный по дизайну 2.60мм) до 2.52мм добился наименьшей сферической т.е. максимального штреля 0.992.

Таки а какой именно зазор меняли? По ходу движения света - первый или второй в триплете? Другой зазор - константа? Без разницы какой менять? Тут вот по расчету апохроматов получается так, что при смене этого зазора оптимум штреля просто "перекатывается" по спектру.... Как воообще регулировали так точно до соток? Какой-то механизм, который поднимает/опускает линзы точно? Или скажем разные наборы прокладок?

Ну и видимо каждый раз ИГ делали? Я наблюдал это по просмотру и достижения одинаковости вида внефокалов в зеленом. Оказалось довольно точный способ и быстрее достижим результат.   

[Грехов Михаил]

2. О прокладках - в корректорах поля (VT300 , etc.) приходилось выставлять зазоры с большой точностью (до десятка микрон). Я попробовал традиционные прокладки (свинец, калиброванный пластик, etc.),  но там были проблемы с удержанием их на месте. Вышел из положения в подобной ситуации так: точил кольцо с таким профилем чтобы рабочие поверхности кольца были касательными поверхностям линз, а толщина меньше на 2 толщины прокладок. Т.е. когда кольцо готово его надо обмотать в трех положениях (120°) лентой

Я вышел другим образом -сами прокладки из свинца - такие Г-образные... нижняя полка Г приклеивается клеем (для приклеивания зеркала заднего вида к ветровому стеклу -покупал в автомагазине - он там еще с грунтовкой идет) к боковой поверхности линзы. Верхняя полка Г - просто загибается и лежит на линзе без какого-либо клея. В оправе под выступающие прокладки через 120 градусов выполнены пазы, в которые они проходят довольно свободно. В итоге все довольно прочно держится... всякого рода смещения невозможны в принципе. При необходимости прокладку можно отковырять ножом.

Вас наверно интересует методы настройки и тестирования триплета по той причине, что у вас такой есть.

Да.... остался нерешенный вопрос. Посчитал, что при алюминиевой оправе для обеспечения термического зазора для диаметра 100мм и в некоем довольно широком диапазоне температур (не помню что уж там брал... но чуть ли не +-50 градусов) в общем по радиусу получилось 0,1мм кажется. А это уже критично, поскольку такое смещение линз уже влияет на юстировку. В итоге проблема не решена -с одной стороны зазор должен быть иначе пережмет в холод. А с другой нет -иначе разъедется... в том числе и по вибрациям в момент транспортировки телескопа.... как это противоречие профессионально разрешить -черт его знает.

[Андрей Лёвин]

 Читай Максутова "Изготовление и исследование астрономической оптики" про термокомпенсаторы (стр. 78).

[serega2007]

   Не по теме  .
   И вот чтобы избежать всех этих прелестей , крайний об'ектив для рефрактора делал  склееным . И пусть в оправе болтается на здоровье .

[Грехов Михаил]

Читал.... но там всякие коромысла... туда-сюда.... в общем конструкция оправы сильно усложнялась. Описана конструкция оправы с подпружиненной точкой опоры. Ну и наконец вообще Максутов допускает, что и пусть линзы перекатываются.

Для себя вывел одну штуку - еще сносную технологически. Скажем толщина оправы на сторону вроде бы миллиметров 5 что ли... если не ошибаюсь. КТР Полиэтилена около 230 *10-6/градус. При температурном перепаде в +-50 имеем то, что некий элемент из Полиэтилена изменяет свою длину на 2,3%. От 5мм эта величина составит как раз 0,115мм. В итоге скажем нужен винт в который вставлена "вставка" -стержень из полиэтилена и приклеена своим торцем в отверстие в винте. Таким образом при сокращении размеров оправы - вставка тоже сокращается на эту величину и никакого смещения не будет.

Соответственно для 200мм оправы нужен столбик полиэтилена уже 10мм. Но скажем сталь имеет КТР в 2 раза ниже, чем алюминий. Поэтому для сохранения размеров столбика в 5мм нужно для оправы объектива применить уже сталь...   

[leviathan]

Юрий, спасибо большое за подробную и интересную информацию !

[Fidel]

Ещё бы на оптический цех глянуть 

[Андрей Лёвин]

 Миша, это тоже вариант термокомпенсатора. Только проблема в том, что прочность полиэтилена слишком мала... Как по мне, то при такой стоимости линз в АПО оправу то уж точно можно довести до совершенства.

[Грехов Михаил]

Ещё бы на оптический цех глянуть

Это да. И какое-то описание стендов. А то вот смотришь - эталон видимо лежит плашмя зеркалом вниз (хоть и толстый, но для него это самый худший случай), под ним -видимо объектив. Потом видимо какое-то еще зеркало, чтобы вывести изображение в окуляр, который смотрит под углом вниз.... А источник света -лазер для интерферометра тогда где? В общем несколько не понимаю как оно там тестируется. 

Разнотолщинность линз -какие допуски? 0,01мм хватит? Или какие-то есть зависимости в том числе и от диаметров? Допуска на толщину и радиусы? Лаборатория приемки стекла и собственные замеры коэффициентов преломления? Или все приходит уже в заготовках и с паспортами? Пересчет на варки?

Миша, это тоже вариант термокомпенсатора. Только проблема в том, что прочность полиэтилена слишком мала... Как по мне, то при такой стоимости линз в АПО оправу то уж точно можно довести до совершенства.

Ну он не такой уж прям непрочный... вместо него какую-то другую пластмассу находил с большим КТР.... не помню уж что. Для 100мм апо думаю и без этого достаточно. И так надоело дрючить его.... уж больно капризная вещь в плане вывести все в ноль.... ну или хотя бы скажем для зеленого света чтобы кома, астигматизм и сферичка прослеживались только во втором знаке после запятой. т.е. 0,0хх

[Fidel]

//В общем несколько не понимаю как оно там тестируется.

Внизу там вспомогательная плоскость (перебрасывающая пучок назад) - позволят сократить высоту скамьи вдвое. На толстом эталоне стоят окуляры. При такой толщине он вполне может опираться на край - ни черта ему не будет. Лазер с жёлтым хвостиком. Там всё как обычно - это Твайман, вставляемый в окулярный конец. Камера с синим корпусом. Слева - эталончик сферический.

Вместо него (интерферометра) можно ставить автоколлимационный окуляр (верхнее здесь фото). Подобный нашему, но с одной точкой вместо неба. Оригинальность скамьи - позволяет легко "перекидывать" фокусное, проверять объективы двух фокусных расстояний попеременно. Если мне конечно память не изменяет.

Вообще. На боку (когда ось объектива горизонтальна) возится с его центровкой - одно мучение. Вертикальный стенд, как видим, совсем другое дело.

[Грехов Михаил]

Ну то есть практически получается вертикальный ломанный вариант Подвального интерферометра.... А то что 2 плоскости -на точность как-то влияет? А с учетом того, что фокусы разных апохроматов весьма отличаются? Все решается смещением вспомогательного зеркала и его перенастройкой для универсальности стенда?

Окулярный вариант интерферометра рулит.... много компактнее и быть может и работать с таким удобнее.

Вообще. На боку (когда ось объектива горизонтальна) возится с его центровкой - одно мучение. Вертикальный стенд, как видим, совсем другое дело.

Да это то понятно. Но такой вариант хорош именно для линзовых объективов.... как целевой составляющей фирмы. Для универсального решения не очень то катит.... 

[Fidel]

Да. Там, если я правильно помню то, что мне показывал когда-то Юрий, мощная направляющая - она позволяет менять фокусное.

Окулярный вариант иногда удобнее, а в других случаях нет. Вся точная "юстировка" перекладывается на трубу или эталон. Т.е., воткнув интерферометр в окуляр, тебе придётся точно юстировать его вместе с массивной тушкой телескопа. Требования на держатель телескопа сильно возрастают.