Система Грегори /дополнение

[null]

уточните пожалуйста что значит "внимательно"?

Пользовательский интерфейс там несколько разбросан и провоцирует на некоторые ошибки, я бы сказал. Поэтому, например, имеет смысл одновременно уделять внимание пунктам System-> General, Fields, Wavelength. Еще и так: изменился хотя бы один из этих списков - значит, надо не забыть проверить-обновить Merit Function (это если занимаетесь оптимизацией, конечно).

p.s.
  ZEMAX почему-то размеры вторичек увеличивает по своему усмотрению... что есть очень странно... при задании размеров "принудительно" равными расчётным (расчитанным в других программах, проверял для Ньютона по "Калькулятору Ньютонов" для Грегори по формулам из Сикорук Л.Л. "Телескопы для любителей астрономии") спот-ы вроде как с виньетированием рисуются...

А что здесь странного? По умолчанию (automatic) Zemax пытается пропустить через схему все лучи. Вот и подбирает диаметры.

[aix357]

Пользовательский интерфейс там несколько разбросан и провоцирует на некоторые ошибки, я бы сказал. Поэтому, например, имеет смысл одновременно уделять внимание пунктам System-> General, Fields, Wavelength. Еще и так: изменился хотя бы один из этих списков - значит, надо не забыть проверить-обновить Merit Function (это если занимаетесь оптимизацией, конечно).

Оптимизацией пока что не занимался... Если до этого доберусь, то буду иметь ввиду! Спасибо.

Интерфейс конечно пугающий... Я по образованию программист - дико было видеть первое время программу эту... Но уже привык как-то!

А что здесь странного? По умолчанию (automatic) Zemax пытается пропустить через схему все лучи. Вот и подбирает диаметры.

Угу... В свойствах обоих зеркал (для схемы Грегори) устанавливаю Aperture->Aperture Type->Circular Aperture и Max Radius равный, например, 50, но при трассировке ZEMAX как-то игнорирует это значение и устанавливает Semi-Diameter немножко больше... Это нормально? Или может я что-то не включил/отключил где-то в настройках?

И при этом на спот-ах видно что крайние кольца неполные... Наверное виньетирование про трассировке?

[null]

Угу... В свойствах обоих зеркал (для схемы Грегори) устанавливаю Aperture->Aperture Type->Circular Aperture и Max Radius равный, например, 50, но при трассировке ZEMAX как-то игнорирует это значение и устанавливает Semi-Diameter немножко больше... Это нормально? Или может я что-то не включил/отключил где-то в настройках?

Он не игнорирует; лучи, идущие вне Max Radius, не дойдут до пятна. Поэтому Вы и виньетирование видите, a Zemax советует увеличить диаметр. Но если этот его совет не нужен, то: в таблице Lens Data Editor, в колонке Semi-Diameter, выберите требуемое поле. После клика мышью или нажатия Enter появится меню его свойств: Automatic, Fixed, ... Выберите Fixed и введите его значение.

И при этом на спот-ах видно что крайние кольца неполные... Наверное виньетирование про трассировке?

Убедитесь в этом явно: Analysis -> Illumination -> Vignetting Plot.

P.S. ATMOS - это очень удачный клон-экстракт Zemax, заточенный под проектирование объективов телескопов. У него интерфейс значительно компактнее; чувствуется, что программу писал непосредственно тот человек, что и расчеты на ней делает. Но у Zemax оптимизатор гораздо мощнее, конечно.

[aix357]

Он не игнорирует; лучи, идущие вне Max Radius, не дойдут до пятна. Поэтому Вы и виньетирование видите, a Zemax советует увеличить диаметр. Но если этот его совет не нужен, то: в таблице Lens Data Editor, в колонке Semi-Diameter, выберите требуемое поле. После клика мышью или нажатия Enter появится меню его свойств: Automatic, Fixed, ... Выберите Fixed и введите его значение.

Да, именно так и поступал!

Убедитесь в этом явно: Analysis -> Illumination -> Vignetting Plot.

Хорошо попробую обязательно!

P.S. ATMOS - это очень удачный клон-экстракт Zemax, заточенный под проектирование объективов телескопов. У него интерфейс значительно компактнее; чувствуется, что программу писал непосредственно тот человек, что и расчеты на ней делает. Но у Zemax оптимизатор гораздо мощнее, конечно.

  а где бы раздобыть?

[null]

а где бы раздобыть?

Ответил в привате.

[aix357]

Ответил в привате.

Отписался тоже.

[Дрюша]

Возвращаясь от атмосов и земаксов ближе к сабжу. Но сначала о Теребидже с его "принципами".

А о чём тут вообще спор? Опять про "принципы" Теребиджа? Или про нужность/ненужность системы Марсена? Или всё же про систему Грегори (как заявлено в сабже)?

Что касается личности Теребиджа, то он, может быть, и уважаемый человек, но о системах его имени (как, скажем, Ньютона, Кассегрена, Грегори, Шмидта, Максутова, Волосова, Аргунова, Клевцова) я что-то не слыхал. Стремился ли он лично присвоить себе авторство на какие-то принципиальные схемы дизайнов рптических систем - я не знаю. Но согласно принципу презумпции невиновности следует считать, что нет. Хотя, допускаю, что он многое чего расчитал и написал много книжек, статей... Ну и что с того? Это не даёт никаких оснований возводить его личность в культ и поливать особой грязью - тоже. Ну, занимался человек своим делом в своей области. Кой-чего понял, написал какие-то там работы, которые кому-то, может быть, оказались нужны и полезны. А кому не нужны и бесполезны... Ну и ладно! Не сошёлся на них свет клином!

Что до его "принципов", то они имеют свою область применимости. Там они действительно рулят. Но область применимости этих "принципов", где учитывать их или хоть как-то на них голядываться - может быть целесообразно, она, эта область, очевидно, ограничена какими-то условиями. И практика любительского телескопостроения может выходить за пределы той области, в которой "принципы" Теребиджа действительно целесообразны. А он и не претендовал на рекомендации любителям.
1. Стремление возложить все "силовые" функции на зеркала неявно ведёт к увеличению количества зеркал в системе (то, что можно реализовать линзой либо зеркалом, согласно этому принципу по возможности реализуется зеркалом). Но тут неплохо бы учесть, что обычное зеркало с наружным алюминиевым покрытием, защищённым слоем кварца, отражает только 88% света. Это даже хуже чем линза с двумя непросветлёнными поверхностями (не в составе склейки). Другое дело, если использовать зеркала с улучшенным покрытием, отражающим 96-98% света... Да и то... Линзовую же оптику довольно давно и в обязательном порядке просветляют на довольно хорошем уровне. А зеркала с улучненным покрытием - это встречается реже и стоит дороже. Может быть тут дело в том, что линзовая оптика находит более широкое применение, покрывает больший потребительский спрос (на фото-технику и т.п., и даже для очков!), и спрос этот более масовый, платёжеспособный, и в связи с этим далеко продвинулись технологии в производстве линзовой оптики: тут и сорта стёкол (в т.ч. ED), и многослойные супер-покрытия... В технологии производства зеркал - воз и ныне там, возможно, вследствие отсутствия массового платёжеспособного спроса на технологию массового производства крупных зеркал с высокоотражающими (сверхстойкими и т.п.) покрытиями.
2. "Принципы" Теребиджа относятся к оптическим системам, которые предполагается реализовать целиком (до последней линзы и зеркальца) в условиях современного оптического производства. В любительской же практике, как правило, самостоятельно изготавливаются только зеркала, а линзы, если используются, то берутся из разных источников.
3. Вместе с тем, любителю доступны линзовые компоненты и оптические системы, которые производятся достаточно массово (фото-, видео-, микро- и проекционные объективы, в частности, от копиров, сканнеров; окуляры, призмы и т.п.), в том числе и АПО. Эти компоненты изготовлены в массовом производстве, достаточно дешевы (а иногда и практически бесплатны), но сам любитель никогда бы не взялся за изготовление чего-либо подобного. Даже изготовление чего-либо аналогичного на заказ на оптическом производстве (у оптика-профессионала) было бы непомерно дорого. Индивидуальный заказ не идёт ни в какое сравнение с серийным изделием. Но поскольку это уже есть, и есть возможность купить, то имеет смысл исходить из этой возможности. В частности, именно такая ситуация выходит с малоапертурным апохроматическим объективом.


Кстати, насчёт идеи светосильного астрографа на базе системы Марсена + малоапертурный АПО. У меня тут появилась такая идея (чисто на любителя).

1. Берём за основу систему Марсена + субапертурный АПО. Чудес она не делает, но претендует на аналог столь же светосильного полноапертурного АПО, соответственно, большего диаметра и фокуса (аналогичный полноапертурный апохромат стоил бы много-много дороже). Но эта система не слишком оптимальна из-за несовмещения выходного/входного зрачка, и как следствие, сильного виньетирования. Поле зрения у неё узковато.

2. Модифицируем её: берём теперь уже не Марсен, а Кассегрен (вернее, Ричи-Кретьен) с несколько увеличенным выносом фокуса, и ставим там всё тот же субапертурный АПО в качестве редьюсера фокуса в сходящемся пучке. Причём, этот АПОшник можно ставить даже где-то внутри, между главным и вторичным зеркалом, лишь бы он не заслонял собой ничего. Ну, до какой-то степени мы можем его "утопить" в центральное отверстие ГЗ...

3. Но в этом случае у нас этот АПО, расчитанный на фокусировку параллельного пучка, работает в нештатных условиях: в сходящемся пучке. Хотя он не расчитывался как редьюсер фокуса. Тогда у него вылезает сферическая аберрация, кома и чёр-те что ещё. Но хроматизм по-прежнему пренебрежимо мал (я так полагаю, пускай оптики-профи меня поправят, если не так).

4. Но тогда мы переоптимизируем всю систему: "шевелим" эксцентриситетами зеркал, в результате чего сам этот самый Кассегрен или Ричи-Кретьен (бывший Марсен) сам по себе приобретает некоторую сферическую аберрацию и кому (даже не знаю, какого знака), которые компенсируются аналогичными аберрациями субапертурного АПОшника, работающего в нештатных условиях (в сходящемся пучке).

5. В результате получается целостная система вида "Кассегрен с редьюсером", в которой в целом исправлены сферическая аберрация и кома, хроматизм также исчезающе мал (ведь линзовая подсистема - апохромат!). Наш "редьюсер", сделанный из апохроматического объектива, работает с более узким пучком (меньше его диаметра), что даёт некоторый запас на невиньетированное поле зрения. Вместе с тем, светосила получается ещё более высокая, чем даже была у этого АПО в штатном режиме.

Конечно, для профессионального оптического производства это - изврат, там было бы проще посчитать и сделать специализированный редьюсер, да ещё с функциями корректора поля. Но для любителя, у которого уже есть в наличии недорогой (мотому что массово выпускаемый) субапертурный АПО, возможно, это - выход. Пусть, не так оптимально, но лучше чем ничего. Чтобы ответить более точно, надо бы прикинуть, а какой там выходит астигматизм, кривизна поля и т.п., а так же какое поле выходит невиньетированное, какое - не засвеченное, какое там получается ЦЭ... Я вполне допускаю, что из-за астигматизма и кривизны поля такая система совершенно не рабочая, т.к. не обеспечивает никаких разумных пребований даже на формате кадра цифровой фотокамеры. Или есть другие решения, которые позволяют достичь того же, но меньшей кровью.

[serega2007]

                        Андрей ! Я ВАС очень уважаю и не могу сказать круче , чем " Спуститесь на Землю Сэр " .                    Серега .

[krussh]

ТО Дрюша:
Теребиж.

"Д" не надо.
И Вы правы в том, что его (в музыке тоже немного нот:) системы нереализуемы любителями.

Нулю:
А что Вам такого плохого сделал Теребиж??? Вы его ненавидите очень уж люто.
Кстати, насчет "концентратора" и "увеличения светосилы системы" Вы все же не правы.

[Алексей Юдин]

Алексей, 

Нет вопросов,  получите те же результаты с теми же минимально возможными асфериками и предложие их взамен систем американцев, которые и линзы по полтора метра содержат с жуткими асфериками,  как и еще более жуткие зеркала.

Для получения результатов Теребижа одного умения тыкать на клавиши в Зимаксе совершенно недостаточно.

Валерий, та система, что предложена американцами, если верить Теребижу, имеет асферику на третичном зеркале аж в 2.5 раза меньше (см. таблицу 2 в http://www.terebizh.ru/V.Yu.T/papers/2007_02r.pdf) при почти таких же остальных зеркалах. Поэтому как-то не заметно, чтобы система Теребиж-polysag пыталась соревноваться с ней в технологичности, напротив - простота лишь в количестве аппроксимационных членов. Но стеклу и полировальнику эти члены совершенно по барабану, в отличие от величины отступления асферики от ближайшей сферы! Так что с зеркалами в том дизайне всё в порядке. По крайней мере, получше чем в предложенном Теребижом варианте!

В итоге, правда, асферики в LSST оказываются ещё меньше, так как линзовый корректор делает своё дело...

Ну а насчёт результатов, для получения которых недостаточно одного умения тыкать на клавиши в Зимаксе, то я нисколько не сомневаюсь, что таковые у столь великого деятеля науки, как В.Ю. Теребиж несомненно есть. Вопрос лишь в том, где же они - почему не публикуются? Быть может, они секретны в военном или коммерческом плане? Пока что выложенные на вышеуказанном сайте дизайны не просто известны очень давно, но и активно исследуются множеством любителей-самоучек безо всяких проблем. У меня был как-то интересный случай. Довелось как-то присутствовать в одном известном институте в кругу также достаточно известных людей на обсуждении перспективных широкопольных систем. И за день до этого довелось обсудить возможные "открытия". Сошлись на мнении, что будет предложен либо Гамильтон, либо что-то с ломовыми асфериками. Результат превзошёл все ожидания - были предложены обе схемы!  И это не единичный случай. Причём я как-то беседовал с ещё одним любителем расчётов - так он прямо заявил - ну да, вот, насчитал я систему тут "методом тыка". И показал широкопольную светосильную многозеркалку с асфериками. (И добавил, что всё равно её никто у нас делать не будет...) Было это года 2 назад.

А по поводу системы Грегори - так её важное преимущество в том, что кривизна поля имеет противоположный характер, что очень благоприятно для использования редукторов фокуса! Она в этом плане гораздо интереснее Кассегрена!

[serega2007]

А по поводу системы Грегори - так её важное преимущество в том, что кривизна поля имеет противоположный характер, что очень благоприятно для использования редукторов фокуса! Она в этом плане гораздо интереснее Кассегрена!
                 Алексей ! Дороговато это преимущество стоить будет . Уж лучше еще линзочку добавить . И еще : Мне кажется , что астигматизм в Грегори фантастический . Но это только кажется . А что ВЫ скажете по этому вопросу ?                                   Серега .

[Дрюша]

А по поводу системы Грегори - так её важное преимущество в том, что кривизна поля имеет противоположный характер, что очень благоприятно для использования редукторов фокуса! Она в этом плане гораздо интереснее Кассегрена!

Помятуя о том, что кривизна поля ходит рука об руку с полвым астигматизмом, наворачивается мысль, а вдруг... Ну, короче, интересно, а как ведёт себя астигматизм у Грегори? По сравнению с Кассегреном (Р-К)? Ну, в смысле, какой фокус длиннее, сагиттальный или меридиональный? А вдруг...?

И ещё. Вопрос знатокам - теоретикам.

 Предположим, у меня есть объектив. Фотографический. Гелиос (44, 81, 103), Индустар (50, 61, 96, 23, 100), Волна/Зенитар, Пентакон, Панколор... Ну, короче, по всей видимости это апланат, анастигмат, и хроматизм скорректирован на уровне ахромата... Фокусное расстояние у них около полтинника (если надо точно, можно привести простой операцией масштабирования). В этом они примерно одинаковы. На полной дырке у них по паспорту разрешалка варьируется от 40/22 до 50/30, но на дырке 1/8 вблизи центра поля почти у всех этих систем можно ожидать дифракционного качества (там и дифракционное пятно больше, а аберрации - меньше). Положим, у меня даже есть точная схема (дизайн) одного из объективов (скажем, Гелиоса-44) под Земакс. То есть, какие там стёкла, радиусы, толщины...

Предположим, я взял эту расчётную схему (именно под Гелиос) и стал считать, как он будет работать в такой-то системе (например, для окулярной проекции или в качестве редьюсера) в сочетании с каими-то другими зеркалами и линзами. Положим, я как-то оптимизировал в модели, нашёл необходимые расстояния и т.п. Тот факт, что объектив работает в немножко нештатном режиме, компенсируется специальной оптимизацией всей системы, и тем самым исправляются по крайней мере сфеическая аберрация и кома.

Но, положим, реальный объектив у меня - другой. Скажем, Зенитар, Волна или Вега, который, по идее, лучше чем Гелиос-44, и лучше просветлён (у него маркировка МС, а у старого Гелиоса её нет). Ну, короче, по всем статьям - лучше Гелиоса, и он у меня есть, и я хотел бы использовать именно его. Но расчётной схемы на этот объектив у меня нет. Я только знаю, что он такой же штатник как и Гелиос-44, и условия работы мримерно такие же (я бы мог бы даже в своих расчётах взять масштабированную модель Гелиоса-44, т.к. у Гелиоса-44 фокусное растояние 58 мм, а у обычных штатников типа Зенитара - 50, но модель Гелиоса легко привести к фокусу 50 мм).

Так вот, вопрос. Насколько адекватны будут мои расчётные результаты (в т.ч. оптимизации), полученные применительно к модели "Гелиоса" (при расчётах и оптимизации), если я заменю Гелиос-44 на Зенитар-М (или Индустар-61 или Волну-9)? То есть, могу ли я тупо заменить один объектив другим, или мне надо будет переоптимизировать систему под другой объектив (расчётной схемы которого у меня нет)?

[null]

А что Вам такого плохого сделал Теребиж??? Вы его ненавидите очень уж люто.

Вам показалось Повторюсь: я высказывался против его спорных обобщений, не более того.

Кстати, насчет "концентратора" и "увеличения светосилы системы" Вы все же не правы.

Так расскажите о своем видении этого вопроса.

[signing_kettle]

Помятуя о том, что кривизна поля ходит рука об руку с полвым астигматизмом, наворачивается мысль, а вдруг... Ну, короче, интересно, а как ведёт себя астигматизм у Грегори? По сравнению с Кассегреном (Р-К)?

Грегори является по сути зеркальным отражением Кассегрена. При равных по кривизне главных зеркалах и относительных отверстиях эти два объектива как в классическом (парабола на главном зеркале) так и апланатичном исполнении имеют примерно одинаковые аберрации (за исключением кривизны, которая положительна у Грегори и отрицательна у Касегрена), в том числе и астигматизм. При этом Грегори (в центрированном исполнении) имеет много большее экранирование и длину.

[Дрюша]

Грегори является по сути зеркальным отражением Кассегрена.

Чё-то не понял.То есть, если я возьму Кассегрен и посмотрю еа его отражение в зеркале, то увижу там Грегори? Волшебное зеркало, однако... Я, конечно, понимаю, что у Грегори тоже есть астигматизм. Положим, он даже такой же по абсолютной величине, как и у Касегрена или Р-К. Вопрос только в том, какого знака. Скажем, у обычного Р-К астигматизм выражается в том, что меридиональный фокус выходит чуть-чуть короче сагиттального, и находится ближе.

[signing_kettle]

То есть, если я возьму Кассегрен и посмотрю еа его отражение в зеркале, то увижу там Грегори? Волшебное зеркало, однако...

В языке иногда употребляют образные выражения... "Зеркальное" в том смысле что свойства изображения практически те-же за исключением того, что кривизна другого знака.

...есть астигматизм... Вопрос только в том, какого знака

Такого-же.

[krussh]

А что Вам такого плохого сделал Теребиж??? Вы его ненавидите очень уж люто.

Вам показалось Повторюсь: я высказывался против его спорных обобщений, не более того.

Кстати, насчет "концентратора" и "увеличения светосилы системы" Вы все же не правы.

Так расскажите о своем видении этого вопроса.

Относительно спорных обобщений:
Использовать в качестве "силового элемента" линзу в 2-....100 метровом телескопе не разумно. С этим спорить никто не будет.
Это, кстати, обобщение Максутова.

О "концентраторе":
Плотность потока излучения увеличивается афокальной системой. Через единичную площадку выходного зрачка системы проходит поток в Х раз больший (х-увеличение). В этом смысле система является концентратором.

Светосила системы из афокальной насадки и "малого" объектива при этом не может превышать светосилу "малого" объектива.

[null]

А что Вам такого плохого сделал Теребиж??? Вы его ненавидите очень уж люто.

Вам показалось Повторюсь: я высказывался против его спорных обобщений, не более того.

Кстати, насчет "концентратора" и "увеличения светосилы системы" Вы все же не правы.

Так расскажите о своем видении этого вопроса.

Относительно спорных обобщений:
Использовать в качестве "силового элемента" линзу в 2-....100 метровом телескопе не разумно. С этим спорить никто не будет.
Это, кстати, обобщение Максутова.

О "концентраторе":
Плотность потока излучения увеличивается афокальной системой. Через единичную площадку выходного зрачка системы проходит поток в Х раз больший (х-увеличение). В этом смысле система является концентратором.

Светосила системы из афокальной насадки и "малого" объектива при этом не может превышать светосилу "малого" объектива.

Долго думали, однако Но проблемы остались-таки.

1) "Силовой принцип" Теребижа был впервые им высказан при описании редуктора фокуса для длиннофокусного РК; силовым элементом предлагалось сделать небольшое зеркало редуктора

2) По поводу концентратора-компрессора. Это вообще какой-то "тривиальный тривиал". Провозглашение громких слов для конструкции, обладающей увеличением и практически не увеличивающей светосилу своего компаньона - как-то странно как минимум. Способностью "концентрировать энергию" обладает и одиночная линза, но мы же не это обсуждаем 

3) "Светосила системы из афокальной насадки и малого объектива" МОЖЕТ превышать светосилу "малого" объектива - но если афокальная насадка сделана специальным образом: например, в ней не параболические зеркала, a конусные или близкие к ним.

[serega2007]

                krussh !    Да вроде никто не спорит . А вот :   Плотность потока излучения увеличивается афокальной системой. Через единичную площадку выходного зрачка системы проходит поток в Х раз больший (х-увеличение). В этом смысле система является концентратором.  - неправда , а я предупреждал .   Поток то от в Х раз большей площади поступает .  Подставив об,ектив ВЫ не получите на приемнике изображения большей плотности квантов  . А с учетом потерь , так и еще меньше .                                     Серега .

[krussh]

                krussh !    Да вроде никто не спорит . А вот :   Плотность потока излучения увеличивается афокальной системой. Через единичную площадку выходного зрачка системы проходит поток в Х раз больший (х-увеличение). В этом смысле система является концентратором.  - неправда , а я предупреждал .   Поток то от в Х раз большей площади поступает .  Подставив об,ектив ВЫ не получите на приемнике изображения большей плотности квантов  . А с учетом потерь , так и еще меньше .                                     Серега .

1) Афокальная система концентратором все же является. Плотность потока в выходном зрачке больше чем во входном.
2) В системе с объективом стоящим за афокальной системой освещенность приемника может быть только меньше за счет потерь.