Суперпокрытия для зеркал

[Дрюша]

Последнее время на сайтай астрономических интернет-магазинов я встречал утверждения, что нынче вся зеркальная оптика НПЗ (кроме "Алькоров") выпускается с суперпокрытием, коэффициент отражения которого доходит до 95%. Для сравнения, алюминий с кварцевой защитой обычно оценивается в 88%, то есть, потери в два с половиной раза больше (а на двух зеркалах - в 6 раз).

Что в принципе так можно сделать - я не сомневаюсь. Даже с алюминием. Защитный слой нужной толщины (зависит от материала) - и ничего лишнего. На "плавленном кварце" тоже свет клином не сошёлся. Есть ещё фтористый магний, фтористый литий и т.п. Можно даже многослойное покрытие прикинуть. Такая "защита" может не уменьшать, а увеличивать отражение и уменьшать рассеяние. А заодно и защищать лучше. К тому же, 95% - это не 99.9% (как это анонсируется для многослойных диэлектриков). Это более реально.

По стоимости. Понятно, что штучное и единочное нанесение таких покрытий обойдётся слишком дорого. Но если технологическая линия налажена и идёт серия? Неужели технология стоит на месте? К тому же, я полагаю, такие покрытия должны (по идее) иметь себестоимость где-то на уровне "обычного" 2-3-слойного просветления для линзовой оптики, каковую без такового последнее время уже и не делают. Последнее время уже и не сыщешь, скажем, приличный фотообъектив без маркировки "МС" (Multi-Coated).

Так вот, конкретный вопрос. Реально ли сегодня где-нибудь нанести такое супер-покрытие (хотя бы с коэффициентом 95-96% и повышенной стойкостью - хотя бы до конца жизни при условии бережного обращения по части протирки, но роса, пыль, естественный сероводород, хлор и всё такое, от чего никуда не деться, оно будет, как и всегда). Согласен на серебро вместо алюминия, но помню, Санкович с Чекалиным отговаривали меня от серебра (типа, что стойкость ниже). Но если с супер-защитой? Платёжеспособность на уровне 200-250 уёв за комплект (главное 250-270 мм и две диагоналки). Если меня хорошо убедят, что это и на самом деле супер-пупер, и к тому же на века, то могу соблазниться и за 300 (хотя, доллар падает быстрее рубля, так что, в скором времени, возможно, и 500 будет нормальной ценой, это на сегодняшний день). Я, конечно, понимаю, что в единичном случае со мной никто не будет возиться даже за такие деньги... Но вдруг можно пристроиться к какой-нибудь серийной партии? Или стоит подождать годик-другой, пока супер-пупер не станет стандартом? Как сейчас в смысле тенденции в области этих технологий? Реально ли вообще на что-то расчитывать кроме стандартного покрытия с 88% коэффициентом отражения?

[PowerPack]

Понимаю, что поднимаю старую тему, но все-таки. По результам чтения Старлаба нашел вот такую фирму: http://www.tydex.ru/ . Они делают оптику и наносят различные покрытия (металлические, диэлектрические, просветляющие) http://www.tydex.ru:80/ru/materials/coatings/mccoatings/ . Сейчас я с ними переписываюсь, они без проблем берутся делать комплекты оптики. Вот выдержка из переписки (я им задал вопрос на счет возможности доводки зеркала от обычного Sky Watcher до качества Л/6-Л/8:

В принципе, мы стараемся избегать работ из материала Заказчика, поскольку при работе с оптикой всегда существует шанс повреждения заготовки или невозможности выполнения взятых на себя обязательств ввиду низкого качества материала. Причем заготовка может быть повреждена не только из-за неправильных действий оптика, она может треснуть из-за локальных внутренних напряжений, может вскрыться пузырь и т.д. Когда материал наш, мы имеем возможность "согласовать" возможные проблемы с поставщиком стекла, когда речь идет о материале Заказчика, то в этом случае достаточно трудно доказывать человеку, что он привез нам стекло которое треснуло "само". Но это скорее форсм-мажорная ситуация. Вероятность её возникновения КРАЙНЕ низка.
Тем не менее, мы готовы выполнять такие работы, но мы должны помнить и о такой возможности.

У Вас именно такой случай. То, что у Вас есть зеркало, а не блок стекла это принципиально ничего не меняет. Это несколько снижает время на подготовку заготовки. Хотя, если ближайший радиус нашего стандартного инструмента будет отличаться хоть на несколько миллиметров, то нам придется всё равно полностью перешлифовывать всю рабочую поверхность.

Чтобы дать Вам подтверждение мне необходимо знать геометрические размеры зеркала. С одной стороны мне надо получить подтверждение, что у нас есть подходящий инструмент и нам не надо будет его вытачивать специально для Вас. С другой стороны, чтобы гарантировать точность поверхности, требуется чтобы заготовка имеала определенное сотношение D/T. Слишком тонкое зеркало будет просто "вести" под собственным весом, "крутить" внутренними напряжениями, оно будет больше зависеть от перепадов температур. С этим связан вопрос и о материале стекла. Возможно Вы знаете, что проффесиональные астрозеркала производятся из ситалла СО-115М, ZERODUR или их аналогов (точность до L/16-L/20).

Хорошие любительские зеркала производятся из ЛК5 или PYREX (точность до L/8-L/10). Остальное может быть произведено из чего угодно. Хоть из обычного боросиликатного стекла, хоть из стекол неизвестных марок, используеиых для иллюминаторов морских судов. О каких точностях тут идет речь можно только догадываться... Принципиальное отличие всех этих материалов друг от друга это коэффициент температурного расширения и внутренняя однородность. Все это в конечном счете сказывается на цене. Если стекло К8 можно было купить рублей за 200/кг, то стоимость ZERODUR уже приближается к EUR200/кг.
Наши китайские друзья не отличаются чистоплотностью в вопросе заботы о отребителе, поэтому они используют "что подешевле". В результате не
исключено, что в ващшем телескопе стоит зеркало, которое изготовлено из стекла, которое физически не может "держать" точность L/8. Его просто поведет при перепаде температур. В таких случаях оптики говорят "ломает цвет". Когда красивая интерференционная картина, после нагрева/охлаждения зеркала скручивается в ТАКОЕ, что программы обработки интерферограмм затыкаются.

Тип материала влияет и на стоимость производства. Я знаю сколько времени у наших оптиков уйдет на полировку зеркала из ситалла, но для меня крайне затруднительно посчитать сколько времени уйдет у них на доводку зеркала из неизвестного материала. При полировке стекло нагревается. Чтобы его проконтролировать, ему надо дать время "отрелаксировать" (ведь мы говорим о правильном техпроцессе и зеркалах с достаточно высокой точностью). Для ситалла этот промежуток составляет минуты, для боросиликатносго стекла - часы! Таким образом, может получиться ситуация, когда оптик будет вынужден на работу с
Вашим зеркалом потратить больше времени и усилий, чем на полировку профессионального зеркала из ситалла с в два раза более высокой точностью. Мы не можем себе позволить брать такой неопределенный заказ...

РЕЗЮМЕ:
Мы готовы рассмотреть возможность доводки Вашего зеркала до нужной Вам точности, но мы должны знать с чем мы имеем дело. Подписаться на выполнение заказа неизвестно из чего мы не готовы, поскольку в этом случае существует вероятность, что такое зеркало из Вашего стекла вообще не может быть изготовлено. Вариант сделать что-нибудь "получше" и сказать, что это то, что Вы хотели, нами не рассматривается.

[Star Trek]

Понимаю, что поднимаю старую тему, но все-таки. По результам чтения Старлаба нашел вот такую фирму: http://www.tydex.ru/ . Они делают оптику и наносят различные покрытия http://www.tydex.ru:80/ru/materials/coatings/mccoatings/ . Сейчас я с ними переписываюсь, они без проблем берутся делать комплекты оптики. Вот выдержка из переписки (я им задал вопрос на счет возможности доводки зеркала от обычного Sky Watcher до качества Л/6-Л8:

Возможно Вы знаете, что проффесиональные астрозеркала производятся из
ситалла СО-115М, ZERODUR или их аналогов (точность до L/16-L/20).
Хорошие любительские зеркала производятся из ЛК5 или PYREX (точность
до L/8-L/10).

А какую точность они имеют ввиду, поверхность или волновой фронт?
Скорее всего первое...

[PowerPack]

Я так понимаю, они имеют ввиду точность, которую позволяет добиться само стекло. Конкретную информацию можно получить написав вопрос через сайт. Они отвечают быстро и подробно.

[Pilgrim]

Так вот, конкретный вопрос. Реально ли сегодня где-нибудь нанести такое супер-покрытие (хотя бы с коэффициентом 95-96% и повышенной стойкостью

Мне на НПЗ так покрыли ГЗ для Ньютона 180/4.
Стучитесь в личку Льву или Анатолию, договаривайтесь.

[Валерий]

А какую точность они имеют ввиду, поверхность или волновой фронт?
Скорее всего первое...
[/quote]

  Я имел ввиду несомненно именно поверхность, поскольку точность L/20 ptv WF @ 633нм может быть только теоретической. Можно с этим утверждением поспорить (это моё личное мнение), но все ЛУЧШИЕ контрольные зеркала, которые работают и у Цайса, и на ЛОМО, и у Цайги имеют сертификационную точность до L/10...L/12 ptv WF @ 633нм (а иногда и хуже). Утверждается, что есть методы оценки более высоких точностей, но мы работаем с методами прямого контроля, которые имеют гарантированную воспроизводимость результатов контрольных измерений. На это есть ГОСТы и ТУ. По ним точность измерения не может превышать точность инструмента. Таким образом, если кто-то утверждает, что он производит зеркала с точность L/20 ptv WF я прежде всего хотел бы ознакомиться с параметрами его контрольной оптики.

Обращаю Ваше внимание, что речь идет именно о функции деформации волнового фронта. Значение среднеквадратичной деформации волнового фронта может объективно достигать и L/60...L/80. Некоторые производители указывают в своих сертификатах и L/100, не приводя уточнений    но это стоит оставить на их совести.

[Валерий]

Относительно «Суперпокрытий»… Если ориентироваться на Тидекс, то оптимальный вариант, который мы можем предложить это именно серебро с защитой. Его спектр приведен на http://www.tydex.ru/ru/materials/coatings/mccoatings/ Диэлектрики мы пылим, но у нас в основном идут HR покрытия на лазерные длины волн. В данном случае необходимо широкополосное покрытие. Такого покрытия мы предложить не можем.

[Mihail Sedyh]

Валерий, а серебрянные покрытия "защищенные" и "усиленные" - это взаимоисключающие понятия (т.е. усиленное в видимом диапазоне менее устойчиво к атмосферным воздействиям, чем защищенное)? И тоже для алюминиевых покрытий?

[Валерий]

В принципе нет. Не взаимоисключающие. Если не вдаваться в детали, то серебро защищается не классическим кварцем, а диэлектриком. При этом, компоненты защиты можно варьировать, изменяя отражение в той или иной области спектра. Таким образом, защита всё-равно будет, хотя и не такая стойкая как кварц… В Вашем случае был бы идеален вариант серебра, защищенного специальным алмазоподобным покрытием, но мы такие покрытия не наносим. Возможно, их могут делать в Штатах или в Европе. У меня такой информации нет.

[PowerPack]

Вот и первоисточник пожаловал. Валерий, спасибо за информацию и подробные ответы.

[Забелин Илья]

 Вопрос к Валерию.
 Покрытие из кварца пористое. Как долго продержится серебро под таким покрытием?

  С уважением Илья

[Дмитрий Маколкин]

Вопрос к Валерию.
 Покрытие из кварца пористое. Как долго продержится серебро под таким покрытием?

  С уважением Илья

Илья,

Ионное ассистирование поможет существенно уменьшить пористость. Речь идёт об обработке ионным пучком с энергией ионов порядка десятков электрон-вольт и достаточной плотности. Ионы бомбардируют поверхность растущей плёнки, уплотняют её и количество пор при этом резко снижается.

[Astel-150]

Вопрос к Валерию.
 Покрытие из кварца пористое. Как долго продержится серебро под таким покрытием?

  С уважением Илья

Илья,

Ионное ассистирование поможет существенно уменьшить пористость. Речь идёт об обработке ионным пучком с энергией ионов порядка десятков электрон-вольт и достаточной плотности. Ионы бомбардируют поверхность растущей плёнки, уплотняют её и количество пор при этом резко снижается.

А интересно, как технически это осуществляется? (я имею в виду обработка ионами во время напыления кварца)

[Дмитрий Маколкин]

Вопрос к Валерию.
 Покрытие из кварца пористое. Как долго продержится серебро под таким покрытием?

  С уважением Илья

Илья,

Ионное ассистирование поможет существенно уменьшить пористость. Речь идёт об обработке ионным пучком с энергией ионов порядка десятков электрон-вольт и достаточной плотности. Ионы бомбардируют поверхность растущей плёнки, уплотняют её и количество пор при этом резко снижается.

А интересно, как технически это осуществляется? (я имею в виду обработка ионами во время напыления кварца)

В вакуумную камеру помещается соответствующий источник ионов. Пучок ионов направлен на покрываемую деталь. Нанесение покрытия и обработка пучком ионов производится одновременно. Также пучок ионов можно использовать и для предварительной очистки покрываемой поверхности от адсорбированных загрязнений - воды, масла.

Пример источника: http://www.dentonvacuum.com/equipment/CC105/CC105.html

[Astel-150]

А как эти два процесса согласуются, ведь для нанесения например кварца нужен высокий вакуум, а для появления ионов нужна какая либо атмосфера (аргон или еще что либо) с давлением на пару порядков выше, чем допустимо нанесение покрытий методом термического или ЭЛ испарения?

[Дмитрий Маколкин]

А как эти два процесса согласуются, ведь для нанесения например кварца нужен высокий вакуум, а для появления ионов нужна какая либо атмосфера (аргон или еще что либо) с давлением на пару порядков выше, чем допустимо нанесение покрытий методом термического или ЭЛ испарения?

Во-первых, разряд происходит локально, внутри источника, а не в объёме камеры. Во-вторых, там присутствует сильное магнитное поле, которое существенно снижает давление, при котором возможно зажигание разряда.
Газ подаётся в зону разряда, образующиеся ионы вытягиваются из этой зоны ускоряющим их электрическим полем, а чтобы сделать пучок электронейтральным используют катод, добавляющий в пучок электроны. Фактически мы имеем на выходе электронейтральную плазму, с определенной энергий направленного движения ионов.

[Astel-150]

А где можно посмотреть на устройство этого источника?

[Дмитрий Маколкин]

А где можно посмотреть на устройство этого источника?

Вообще говоря, есть масса статей, в основном - англоязычных. Попробуйте поискать в иностранных источниках. Ключевые слова - IAD, ion source, Ion Assisted Deposition.

[Astel-150]

Спасибо! Хоть с английским слабовато, но попробую...

[Дмитрий Маколкин]

Спасибо! Хоть с английским слабовато, но попробую...

Приличный онлайновый переводчик - тут: http://babelfish.yahoo.com/
Я с ним немецкие форумы читал, вполне понятно переводит.