Непонятный астигматизм

[Smirnov Andrey]

              Привет, коллеги!
          Хочу обратиться за помощью! Может кто сталкивался с подобным явлением?
          Недавно на работе понадобилось днем отфокустровать неподвижно стоящий  телескоп MEADE 8"LX200 с телеэкстендером 3-х и камерой Wat-902H. Эквивалентное фокусное расстояние 6000 мм. Перед телескопом стоит поворотное зеркало диаметром 600 мм, толщина 80 мм. Приняли решение сфокусироваться по Полярной звезде, ее видно днем, и удобно, что она почти неподвижна. Угол между направлением на телескоп и ни звезду порядка 120 градусов. Получили фигню. Астигматические палки составили 0.3 мм по наибольшему размеру. Это примерно 1/20 экрана монитора.
          Я сначала грешил на прогиб зекала. Оно стоит в оправе без разгрузки. Посчитал в PLOPе прогиб. Максимальное значение в центре 0.000005 мм. Промоделировал ситуацию в ZEMAXе получилось, что аберрационное пятно раз в 25 меньше диска Эйри, т.е. прогиб не причем. Да и раньше мы эту операцию делали, только не днем, но такого эффекта не видели. Новое по сравнению со старой ситуацией было то, что вставили телеэкстендер и делали фокусировку днем.
          Стал грешить на него (телеэкстендер). Может в нем линза децентрирована, он новый, не провереный. Отснял вначале светящуюся точку диаметром 0.5 мм на расстоянии 200 м - изображение кругленькое маленькое, слегка испорченное приземной турбуленцией.
          Может остаточная кривизна зеркала? Промоделировал в ZEMAXе ситуацию с остаточной сферичностью N=1 на диаметре 130 (наибольший диаметр пробного стекла). Получил похожую ситуацию.Отснял в аналогичных условиях но только ночью Полярную. Она в жутком пересвете, но астигматизма нет и в помине. А на расстояние 18 секунд от Полярной есть звездочка 10.2m - так она просто -точка. Значит, зеркало не сферичное.
          Не могу теперь придумать механизма образования астигматизма. Остается кивать на "атмосферный" астигматизм, реализующийся в дневных условиях - на мой взгляд - экзотика. Может кто сталкивался с подобным явлением?

[Дмитрий Маколкин]

Труба с одной стороны солнцем не нагревалась?
Астигматизм вместе с трубой не вращался? Или повернуть трубу не представляется возможным?

[Smirnov Andrey]

Труба с одной стороны солнцем не нагревалась?
Астигматизм вместе с трубой не вращался? Или повернуть трубу не представляется возможным?

Труба не нагревалась, т.к. стояла под навесом, а повернуть трубу возможности нет.

[echech]

Однозначно - астигматизм из-за провисшего зеркала.
А результаты расчета в PLOP были скорее всего неверно интерпретированы - он ведь дает не величину прогиба, а отклонение от ближайшей сферы.
Что там за толщина плоскости?

[Smirnov Andrey]

Однозначно - астигматизм из-за провисшего зеркала.
А результаты расчета в PLOP были скорее всего неверно интерпретированы - он ведь дает не величину прогиба, а отклонение от ближайшей сферы.
Что там за толщина плоскости?

Не согласен! В ночных условиях при наблюдении через зеркало, т.е повторение ситуации днем, астигматизма нет.
А в PLOP, действительно плоскость не задается, но я задал радиус сферы 12 девяток, что вполне достаточно.

Кстати о PLOP. Кто нибудь знает программу, считающую прогибы от радиальных опор?

[Yuri P.]

Не согласен! В ночных условиях при наблюдении через зеркало, т.е повторение ситуации днем, астигматизма нет.
А в PLOP, действительно плоскость не задается, но я задал радиус сферы 12 девяток, что вполне достаточно.

Если зеркало сделано из ЛК5 (ЛК7), то при наблюдении днем вы можете иметь разницу температур меж передней и задней поверхностями зеркала (достаточно долей градуса), что придаст ему кривизну достаточную для объяснения вашего астигматизма. Ночью разница может быть не существенна...
Юрий

[echech]

А в PLOP, действительно плоскость не задается, но я задал радиус сферы 12 девяток, что вполне достаточно

Дело не в том задается или нет там плоскость. А в том, что расчитывается рельеф относительно ближайшей сферы. То есть если паша плоскость прогабается строго по сфере (чего уже достаточно для появления астигматизма в сильно наклонных пучках) то PLOP покажет вам плоский рельеф без никаких отклонений!
Еще раз - дайте толщину плоскости, я вам посчитаю ее провисание.
Например, при диаметре 600 и толщине 80 мм, пирекс провисает на 3 мкм, что дает астигматизм порядка 4-5 дл. волн.

[Yuri P.]

Еще раз - дайте толщину плоскости, я вам посчитаю ее провисание.
Например, при диаметре 600 и толщине 80 мм, пирекс провисает на 3 мкм, что дает астигматизм порядка 4-5 дл. волн.

- если это прогиб (не тот конечно,  что у Михалкова и Церетели  ),
то куда он девается ночью
Юрий

[echech]

то куда он девается ночью

Трудно сказать. Я там свечку не держал.

[Smirnov Andrey]

Еще раз - дайте толщину плоскости, я вам посчитаю ее провисание.
Например, при диаметре 600 и толщине 80 мм, пирекс провисает на 3 мкм, что дает астигматизм порядка 4-5 дл. волн.

        Извините, не понимаю, что такое толщина плоскости, если подразумевается габариты зеркала, то отвечаю: зеркало имеет диаметр 640 мм при толщине 80 мм, отражение идет от передней алюминированой поверхности. Зеркало установлено в кольцевую оправу, внизу опирается на цилиндрическую поверхность, задней стороной опирается на три пятака своим краем. Пятаки расположены под углом 120 градусов, причем, один из них - внизу. Материал зеркала К8.
        Еще о геометрии. Азимут на телескоп - примерно 250 градусов, угол места телескопа около 0 гра, высота Полярной 54 град 50 мин. Проекция апертуры телескопа на зеркале касается его центра и расположена правее его.

[echech]

Извините, не понимаю, что такое толщина плоскости

Толщина зеркала.

внизу опирается на цилиндрическую поверхность

Что за цилиндрическая поверхность? Внутренняя пов. оправы?

задней стороной опирается на три пятака своим краем. Пятаки расположены под углом 120 градусов, причем, один из них - внизу

"Пятаки" на каком расстоянии от центра?

[Smirnov Andrey]

Извините, не понимаю, что такое толщина плоскости

Толщина зеркала.

Уже указал!

внизу опирается на цилиндрическую поверхность

Что за цилиндрическая поверхность? Внутренняя пов. оправы?[/quote]

Да, внутренняя поверхность оправы. Внизу есть пробковая прокладка толщиной миллиметра 2.

задней стороной опирается на три пятака своим краем. Пятаки расположены под углом 120 градусов, причем, один из них - внизу

"Пятаки" на каком расстоянии от центра?
[/quote]

Пятаки повторяют форму оправы, т.е. имеют форму дуг, длиной 40 мм. Оправа имеет внутренний диаметр 600 мм. Т.е. зеркало лежит в стакане диаметром 640+3 мм, у которого дно вырезано на диаметр 600 мм. Пятаки имеют пробковый слой толщиной 2 мм.

[Smirnov Andrey]

Если зеркало сделано из ЛК5 (ЛК7), то при наблюдении днем вы можете иметь разницу температур меж передней и задней поверхностями зеркала (достаточно долей градуса), что придаст ему кривизну достаточную для объяснения вашего астигматизма. Ночью разница может быть не существенна...
Юрий

Зеркало сделано из К8, как я уже отмечал выше. А мысль о разнице температур интересная, ведь зеркало освещено Солнцем, да еще с одной стороны (см. геометрию на два поста выше). А как это просчитать?

[echech]

Теперь с геометрией более менее понятно.

Стрелка прогиба в горизонтальном положении зеркала составляет 0.35 мкм.
Пятно апертурного пучка диаметром 200 мм получается эллипсом 400х200мм.
Стрелка вдоль длинной оси 0.444*0.35 = 0.155 мкм, стрелка вдоль короткой 0.35/9 = 0.04 мкм, разница 0.115 мкм, то есть астигматизм 0.230 мкм или в длинах волн 0.230/0.546 -- 0.42 дл. волны.

В общем-то терпимо, тем более, что зеркало было не строго горизонтальным и деформация на самом деле меньше.

Стало быть весовые деформации тут непричем. Скорее дело за температурными градиентами

[Smirnov Andrey]

    Спасибо! А где сказано, что в PLOPе отклонения даются от ближайшей сферы? Вроде в мануале я этого не встречал. Надо будет почитать повнимательнее.

[Yuri P.]

Зеркало сделано из К8, как я уже отмечал выше. А мысль о разнице температур интересная, ведь зеркало освещено Солнцем, да еще с одной стороны (см. геометрию на два поста выше). А как это просчитать?

Формула простая - стрелка кривизны приобретаемая плоским зеркалом при разнице Т меж лицевой и задней поверхностью dt
х= D x D x CTE x dt / 8 d.
d - толщина
(D.D. Максутов "Изготовление и исследование астрономической оптики", стр.64

Для К8 , при dt =0.2 градуса, стрелка кривизны около 1мк!!!
Плоскости лучше делать из Кварца или Ситалла.
Юрий

[Smirnov Andrey]

Спасибо за подсказки!