Впечатления от 125 мм АПО производства НПЗ

[Drago]

У меня такое впечатление, что Михаил хочет приобрести  АПО от НПЗ. 
Миша, не стесняйся, скажи прямо: я хочу такую и такую комплектации.
Сделают, вот увидишь, ИМХО.
 

хороша шутка!

[Oleg San]

Олег, как бы посмотреть этот снимок в полном разрешении?

Олег, а можно сумму в 16битном TIFF или FITS выложить куда-нибудь? без обработки.

По просьбе народа выложил  полный FITS (осторожно - объём 72.7 Мб)
http://files.mail.ru/DQ7322

[md]

Схема и график продольной хроматической абберации для Аполара из патента НПЗ:

Судя по графикам хроматическая аберрация на порядок меньше чем у ахроматического дублета той же светосилы.

Максутов для идеального ахромата приводил формулу D=2,29/А. При этом все равно для линии 0,434 мкм кружок рассеяния в 6 , а для 0,405 мкм в 12 раз больше. У Аполара фокус зеленых лучей 0,546 мкм совпадает с фокусом 0,434 мкм и 0,61 мкм. На длине волны 0,47 мкм и 0,65 мкм дефокусировка ~F/8000 - в 4 раза меньше чем у ахромата. Предельные показатели можно пересчитать по формуле D(аполар)=20/А, мм.

Для 200 мм Аполара дифракционное качество на оси должно получится при фокусном расстоянии 2000 мм, что лучше чем у обычного ахромата - 17000 мм.

[Ed_Trygubov]

История повторяется. Справедливости ради, следует вспомнить Рому Дуплова, разработавшего эту систему и получившего штатовский патент году эдак 2002-2003. Он присылал мне копию этого патента с результатами расчётов. И принцип коррекции и полученные результаты аналогичны. За что дают патенты не понятно?! История повторяется(не в обиду будет сказано), Аргунов-Клевцов, Дуплов-Парко&Ко.

[md]

Пример из вышеупомянутой программы Linzik. Схема несколько отличается от патента НПЗ-стекла тяжелые и 7 линз вместо 6. Результат хуже чем у НПЗ, видимо все же есть now-how.

[Ed_Trygubov]

Bремя идёт результаты улучшаются, а идея остаётся...
да и дизайн показанный в линзике не  соответствует тем вариантам, что были в патенте.

[I am]

Bремя идёт результаты улучшаются, а идея остаётся...

Идея   Идеи там как таковой нет - просто эмпирический широкомасштабный подбор. Вам, Эд, надо бы знать, что в "патентах" НПЗ однолинзовый объектив, а в патентах Романа - двухлинзовый.

А в основе "патента" НПЗ лежит такое вот простое аналитическое приближение, которое его истинный автор не счел нужным патентовать Смотрите: http://www.starlab.ru/showpost.php?p=71114&postcount=39

[Ed_Trygubov]

Не уверен, давно было. Отыщу патент, отвечу. Может и забыл чего...

[md]

Формула приведенная выше не объясняет почему получается сведение не для двух ,а для трех лучей. В патенте указано что первый трехлинзовый компонент исправляет абберации на оси, второй -склееный мениск - по полю! Теории триалита пока нет.

[I am]

Формула приведенная выше не объясняет почему получается сведение не для двух ,а для трех лучей.

Там не формула объясняет, а результаты решения системы уравнений. Да, система решалась для разных расстояний между компонентами с целью свести вместе лучи для C и F - т е для обычной ахроматизации. Но при этом проверялся вторичный спектр для волны e. Так вот, оказалось, что есть такие соотношения расстояний, что вторичный спектр для e равен нулю (посмотрите таблицу). Вот Вам и сведение трех лучей.

В патенте указано что первый трехлинзовый компонент исправляет абберации на оси, второй -склееный мениск - по полю!

Мало ли что там сказано Вы ведь расчет не видели? Все компоненты работают вместе. Уверяю Вас, что удаление последнего компонента приведет к диким аберрациям на оси. А если нет, то, значит во втором компоненте НПЗ применил стекло с особым ходом дисперсии

[md]

Цитата из описания апохромата НПЗ:


АПОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ
Предполагаемое изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в качестве апохроматического объектива в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.
Известен диалитический рефрактор Александра Роджерса, состоящий из двух компонентов [A. Rogers, "On the Construction of large Achromatic Telescopes," Memoirs of the Astronomical Society of London 3.2 (1829), pp. 229-233]. Первый компонент - плосковыпуклая линза, второй компонент выполнен из двух линз и служит для коррекции сферической аберрации и ахроматизации системы.
Недостатками диалитического рефрактора Александра Роджерса являются остаточные вторичный спектр и хроматизм увеличения.
Известна      также       система      рефрактора      с       субапертурным апохроматическим корректором, содержащая два компонента, первый из которых выполнен из двух линз, а второй - из трех [R. Christen in Sky and Telescope (Oct., ф 1985), pp. 375-378].
Недостатками этой системы являются остаточный хроматизм увеличения и применение особого стекла.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является система Романа Дуплова, состоящая из трех компонентов [R. Duplov, " Apochromatic telescope without anomalous dispersion glasses", Applied Optics (March 2006), 66926]. Первый компонент представляет собой два мениска, обращенные выпуклостями друг к другу, второй компонент выполнен из мениска, двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.

Однако такой объектив имеет в первом компоненте два габаритных мениска, что ведет к увеличению габаритов объектива, его массы, сложности и трудоемкости изготовления, сборки и юстировки. Кроме того, в конструкции объектива прототипа используются три марки стекла.
Задачей         предполагаемого         изобретения       является         создание
апохроматического объектива с высоким качеством изображения с минимальным количеством оптических элементов при использовании в качестве материала для линз обычного оптического стекла.
Поставленная задача достигается тем, что в апохроматическом объективе, содержащем три положительных компонента причем компонент состоит из трех линз - двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, а третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, первый компонент выполнен в виде   двояковыпуклой линзы, все линзы выполнены из двух марок обычного    оптического    стекла   показатели   преломления   и   коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию: 1,45 <n1< 1,55 1,65<n2<1,75 50<у1<60 30<у2<40
Предполагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
Фиг. 1 - Оптическая схема объектива;
Фиг.2 - График зависимости заднего фокального отрезка от длины волны;
Фиг.З - График продольных осевых аберраций;
Фиг.4 - График астигматизма и дисторсии;
Фиг. 5 - График частотно - контрастной характеристики;

Апохроматический объектив содержит два положительных компонента и дополнительную двояковыпуклую линзу 1. Первый положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 2, двояковогнутой линзы 3  и
положительного   мениска  4.   Второй  положительный  компонент   состоит  из склеенных двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6.
Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию:
1,45 <n1< 1,55 1,65<п2<1,75
50<Y1<60 30 < Y2 < 40.

 Параллельный   пучок   лучей   от   удаленного   предмета   проходит последовательно двояковыпуклую линзу и два компонента и строит изображение этого   предмета   в   фокальной   плоскости 7. Проходя через двояковыпуклую линзу 1, пучок лучей коллимируется, возникшие при этом аберрации на оси исправляются первым  компонентом.  Второй компонент исправляет  полевые аберрации всего объектива.
При расчете апохроматического объектива авторы исходили из того,что     главным     силовым     оптическим     элементом     является     одиночная двояковыпуклая линза большой апертуры, первый положительный компонент
исправляет аберрации на оси, второй положительный компонент исправляет аберрации по полю.
На фиг.2 показана зависимость заднего фокального отрезка объектива от длины волны. По оси абсцисс отложено разница между значением фокального отрезка для длины волны 0,546 мкм и значениями фокальных отрезков для длин волн в интервале 0,43 - 0,67 мкм (размерность в мкм). По оси ординат отложена длинна волны (мкм).
Наглядно видна характерная для апохроматов S - образная форма кривой.
На фиг.3 показаны графики продольных осевых аберраций предлагаемого   объектива.   По   оси  абсцисс   отложены  значения  продольных аберраций в мкм, а по оси ординат - координата в плоскости входного зрачка (в мкм).
На фиг.4 показаны графики астигматизма (слева) и дисторсии (справа) предлагаемой оптической системы объектива. По осям ординат на обоих графиках отложен размер изображения (в мм), а по оси абсцисс -астигматические отрезки в мм и относительная дисторсия в %.
На фиг. 5 показаны графики частотно - контрастной характеристики предлагаемого объектива. По оси абсцисс отложена пространственная частота в мм,   отнесенная  к  плоскости  изображения  объектива,   а  по   оси  ординат -коэффициент передачи контраста в относительных единицах.             Из приведенных графиков видно, что предлагаемый апохроматический объектив имеет более высокие показатели по качеству даваемого изображения по полю зрения.
В качестве конкретного примера рассчитан объектив со следующими характеристиками:
фокусное расстояние - 960 мм
относительное отверстие - 1 : 7,7
рабочий спектральный диапазон - 0,44 : 0,7мкм
основная длина волны - 0,546мкм               
угловое поле зрения в пространстве предметов -1,5
линейное поле зрения в пространстве изображений - 24мм



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Апохроматический объектив, содержащий три компонента, второй из которых состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз и положительного мениска, третий - из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, отличающийся тем, что первый компонент представляет собой одиночную двояковыпуклую линзу, линзы выполнены из двух марок оптического стекла, показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию:
1,45 <n1< 1,55
1,65 <п2< 1,75
50 < y1 < 60
30 < у2 < 40




По сути получается что это схема Дуплова,но с одиночной двояковыпуклой линзой вместо двух линз.

[I am]

Цитата из описания апохромата НПЗ:
...

По сути получается что это схема Дуплова,но с одиночной двояковыпуклой линзой вместо двух линз.

Как-то странно Вы отвечаете. Вам "про насосы, а Вы про колесы"(c)

Но, надо сказать, и патент тут тоже странный. Вы не из той же конторы, случайно? Расчета никакого нет. А нечеткий рассказ о показателях преломления стекол и их интервалах позволяет в случае чего сказать - "ну и что, что у нас на самом деле особое стекло; формально-то все соответствует сказанному". Конкретный расчет, чтобы это воспринималось серьезно, всегда должен быть показан. Вот у Романа в патенте он показан - все честно. А здесь какие-то "ля-ля-тополя". Даже удивительно, что вообще на такую неконкретность патенты дают.

[md]

У Дуплова первый компонент отрицательный мениск  (BК7) + плосковыпуклая положительная линза (или мениск) из F2;
далее двухлинзовый компонент BK7+F2, и небольшая линза из F2.
Оси качество изображения для A/7 и D=70 мм близко к идеальному.
При замене обычного стекла на тяжелые крон и тяжелые флинты во втором и третьем компоненте получается апохромат D=100 мм и F=450 мм. Качество на поле 0,5 градуса практически неотличимо от идеального.




В приложении патент Дуплова.

[I am]

У Дуплова первый компонент отрицательный мениск  (BК7) + плосковыпуклая положительная линза (или мениск) из F2;
далее двухлинзовый компонент BK7+F2, и небольшая линза из F2.
Оси качество изображения для A/7 и D=70 мм близко к идеальному.
При замене обычного стекла на тяжелые крон и тяжелые флинты во втором и третьем компоненте получается апохромат D=100 мм и F=450 мм. Качество на поле 0,5 градуса практически неотличимо от идеального.

В приложении патент Дуплова.

Вот такие и должны быть патенты. Все рассказано и показано. Справедливости ради надо сказать, что апохроматы Романа значительно длиннее, чем их относительное отверстие могло бы обещать - примерно в два раза.

Возвращаясь к "патенту" НПЗ. Вы знаете, что условие 1,45 < n < 1,55 и  50 < Vd < 60 особенно руки разработчикам не связывает? Например, стекло KZFN2 ( n = 1.529 и Vd = 51.63) не совсем простое. Оно есть курцфлинт

[I am]

Пример из вышеупомянутой программы Linzik. Схема несколько отличается от патента НПЗ-стекла тяжелые и 7 линз вместо 6. Результат хуже чем у НПЗ, видимо все же есть now-how.

O, сегодня вчитался "Результат хуже", говорите. А НПЗ когда-нибудь для волны 435нм, да еще и в сочетании с 706нм показывал свои споты? Нет, он их старательно не показывает. Или, может, у Вас все-таки есть такие данные? Кроме того, Вы показали схему из Линзика, оптимизированную для визуала; а ультрафиолет при этом добавлен, чтобы "мнение" сформировать?

О тяжести стекол. Как Вы определили, что в "патенте" НПЗ только "легкие" стекла?

P.S. и раз уж затронули термин, то не "now-how", а know-how.

[Незнайка]

Вот такие и должны быть патенты. Все рассказано и показано. Справедливости ради надо сказать, что апохроматы Романа значительно длиннее, чем их относительное отверстие могло бы обещать - примерно в два раза.

Возвращаясь к "патенту" НПЗ. Вы знаете, что условие 1,45 < n < 1,55 и  50 < Vd < 60 особенно руки разработчикам не связывает? Например, стекло KZFN2 ( n = 1.529 и Vd = 51.63) не совсем простое. Оно есть курцфлинт

Патенты бывают разные: бывают такие, где все показано и рассказано, но абсолютно бесполезные на практике, а бывают "мутноватые" в плане объяснения принципа действия и выбора конкретных параметров, но весьма полезные практически. Бывают и другие "разновидности". Вообще, патенты - это отдельная и довольно своеобразная тема.
Что касается заявки НПЗ, то там действительно нет конкретного расчета и не указаны конкретные марки стекол. А зачем их указывать?
К8, BK7 и BSL7 - разные названия, по сути, одного и того же материала. Гораздо разумнее характеризовать стекло не названием, а показателем преломления и числом Аббе, что и сделано в заявке НПЗ. Правда, там указан диапазон значений, но не надо трактовать его слишком широко, т.е. в отрыве от второго условия. На самом деле, список стекол, подпадающих под указанные ограничения весьма ограничен, и курцфлинт туда никак не попадает, просто потому, что стекло с n=(1,45...1,55) и Vd=(50...60) в данном случае обязано быть кроном и только кроном. Если же выбрать KZFN, то придется парить его с обычным флинтом типа ТФ2, каковым по определению флинта является второе стекло с n=(1.65-1.75) и Vd=(30-40). В этом случае никакой хроматической коррекции не будет ни при каких параметрах схемы.
Кстати, из лыткаринских флинтов, под ограничения подпадают всего-то ТФ1 и ТФ2, с натягом-ТФ3, ну и БФ28. И все!
С кронами - та же история. А когда начнете пАрить крон с флинтом, так и вовсе останется 2-3 варианта. Например, пара ВК6-ТФ3. Так что со стеклом все довольно конкретно, если подумать. 
А вот про длину схемы в заявке ни слова не сказано. Ясно только, что длина ее должна быть не меньше фокуса. Но уже сейчас существует объектив, для которого это условие не выполнено. Возможно,- это предмет следующей заявки НПЗ: ...Объектив, отличающийся уменьшенной длинной, что достигается путем выполнения второго компонента отрицательным... и т. д. Патенты - дело тонкое... 

[sey]

Патенты это конечно не плохо. А вот тут http://www.starlab.ru/showthread.php?p=273886#post273886 суровые реали.

[md]

Глаз-очень несовершенный в оптическом плане прибор,но характеристики сетчатки и переработка информации  позволяют получить хорошее визуальное впечатление даже при больших хроматических абберациях. Качество изображения в синефиолетовом и темнокрасном диапазоне может быть плохим,но общее цветное изображение от этого не страдает никак. Не случайно даже в цифровых системах телевидения высокой четкости цветовой сигнал имеет вдвое меньшее разрешение чем яркостный.

Самое важное что предлагаемые системы позволяют получить апохроматическую коррекцию с обычными стеклами,что постулируется как невозможное в учебниках по оптике.


Интересен практический вопрос-насколько сложно изготовить такой рефрактор с диаметром 200-300 мм?

[Незнайка]

Патенты это конечно не плохо. А вот тут http://www.starlab.ru/showthread.php?p=273886#post273886 суровые реали.

"Суровые реалии" касаются, в основном, железа и к данному патенту отношения не имеют, хотя, конечно, испортить впечатление об инструменте может и железо.

[Дядя Лёша]

"Суровые реалии" касаются, в основном, железа и к данному патенту отношения не имеют, хотя, конечно, испортить впечатление об инструменте может и железо.

Думаю, уважаемый Незнайка, что патентные изыски не имеют никакого отношения к обсуждаемой теме и будут рассматриваться как оффтоп. А вот "суровые реалии", как раз являются основой данной темы.