Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Светосильная астрофотокамера  (Прочитано 24736 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
МИР ВСЕМ!

В предлагаемой теме рассматривается астрономическая фотокамера (АФК), состоящая из
- светосильного (F/D меньше 2) зеркально-линзового объектива на основе линзы (зеркала) Манжена;
- фотоприемного устройства (ФПУ), регистрирующего изображения, даваемые оптикой. В качестве ФПУ в опытном образце АФК использован видео-глазок JMK производства КНР - как есть, без охлаждения, без увеличения длительности экспозиции и т.п.;
- монтировки МТ-1С, заимствованной от телескопа ТАЛ1М производства НПЗ.

Какие задачи призвана решить тема?
1. Передать любителю астрономии (ЛА) найденное для светосильного объектива схемное решение.
2. Поделиться с ЛА некоторыми нюансами оптической технологии.
Поскольку ЛА, приступая к изготовлению объектива АФК, становится любителем оптики,
а за моими плечами 33 года пути на этом поприще, то нам есть о чем поговорить.
3. Убедить специализированные предприятия, прежде всего НПЗ, не только в актуальности,
что само по себе очевидно, но в целесообразности и рентабильности серийного производства
АФК на основе предлагаемого решения.
И какое счастье было для всего любительского астромира, если бы в комплект поставки такой АФК было включено малогабаритное ФПУ типа Аудина или Пиксис, профессионально разработанное, с развитым программным обеспечением.
А ЛА за ценой не постоит!

Предлагаемая оптическая схема (ОС) новизной не обладает, т.к. общеизвестна (см. Г.Г. Слюсарев, 1975, с. 355, рис.IV.10). Более того, В.Ю. Теребиж даже не удостоил ее вниманием в своей книге "Современные оптические телескопы" (2005г).

Схема АФК разработана в феврале 2010 года, оптические детали изготовлены в апреле, сборка завершена в июле. Репортаж об АФК публикуется впервые.


« Последнее редактирование: 23 Июл 2010 [07:09:09] от ekvi »


Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #1 : 09 Июл 2010 [06:29:14] »
Валерий Юзефович Теребиж опубликовал результаты своей модернизации известной камеры Слефогта-Рихтера. В этой ОС Теребиж раздвинул линзы компенсатора и добавил предфокальную линзу. Это неприметное событие сопоставимо с появлением камеры Б. Шмидта. Своими исследованиями афокального 2х-линзового компенсатора В.Ю. Теребиж по сути поставил под сомнение целесообразность применения асферики в оптических системах, так как нашел ей альтернативу. 2х-линзовый компенсатор из стекол одного сорта с далеко разнесенными сферическими линзами работает не только не хуже «тонкого», но приобретает дополнительные свойства для коррекции аберраций высокого порядка в широком диапазоне спектра, так как получаемые ОС по своей природе апохроматичны. Благодаря широте области минимума функции качества эти системы допускают значительные вариации своих параметров.
С работами В.Ю. Теребижа можно познакомиться на сайте www.terebizh.ru.
« Последнее редактирование: 27 Июл 2010 [06:41:21] от ekvi »

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #2 : 09 Июл 2010 [06:33:06] »
Анализ возможностей камеры Теребижа показывает следующее:
- диаметр апертуры – более 1 м,
- плоское поле зрения до 12 градусов,
- широкий диапазон спектра,
- дифракционное качество изображения по всему полю,
- 4 сферических элемента и ни одной асферики,
- почти вдвое короче камеры Шмидта,
- используется стекло только одной марки,
- благодаря мягкости допусков доступна для изготовления любителем.
- возможно применение найденного решения в проекте гигантского телескопа.
« Последнее редактирование: 10 Июл 2010 [20:19:10] от ekvi »

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #3 : 09 Июл 2010 [06:40:14] »
С 2008 года система Теребижа стала «настольной». Отладка оптимизатора программы РОС производилась на этой ОС: афокальный 2ЛК с близко расположенными линзами, сферическое зеркало и предфокальная линза. Так родилась «новая» схема, в которой отрицательная линза 2ЛК совмещена с главным зеркалом в линзе Манжена.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #4 : 09 Июл 2010 [06:58:32] »
Полевые испытания АФК прошла успешно: изображение наземных и небесных объектов соответствуют расчетам. Качество изображения не пострадало ни от каких дилетантских издевательств ее создателя.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #5 : 09 Июл 2010 [08:29:37] »
Два снимка АФК через цветной видео-глазок JMK (КНР).
(кадр вырезан из "сырого" снимка: у Юпитера не протуберанцы, а турбулентное «пламя») Снимок сделан прямо из окна: в комнате +22, за окном +12.

Оценка возможностей АФК для планетных съемок.
Планета  Угловой                  Линейнай размер    Число пикселей      Число элементов
                размер,                   на матрице,             на размере             в изображении
                сек. дуги                  мм           
Марс       15                            0.017                        3                              7
Юпитер  45                            0.05                         10                            80
Луна       1800                        2                              400                          126000
Примечание. Фокусное расстояние АФК – 228 мм, размер пикселя принят равным 5 мкм.

Как видно из приведенной таблицы, только Луна может дать полноценное представление о себе. Даже изображение Юпитера содержит информацию, которую несет образ символа в кодировке 8х10, т.е. отражает общие очертания – форму. И хотя PhotoShop после вычитания темнового кадра и представил в изображении Юпитера какие-то 3 волны, но скорее всего, это – ложные структуры, вроде муара. Это и понятно: назначение АФК – съемка галактик, угловые размеры которых соизмеримы с Луной.

И еще один плюс АФК. Несмотря на большой относительный фокус (1.7), фокусировка по изображению на экране монитора фокусатором ФПУ  при шаге резьбы 0.8 мм – производится легко.
Это поощряет следующую АФК сделать еще светосильней.
« Последнее редактирование: 23 Июл 2010 [08:07:47] от ekvi »

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #6 : 09 Июл 2010 [08:34:12] »
Полностью репортаж можно посмотреть в этих приложениях:

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #7 : 09 Июл 2010 [09:02:06] »
А также в этом:

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #8 : 09 Июл 2010 [09:03:29] »
... и в этом:

Оффлайн ДимСаныч

  • *****
  • Сообщений: 10 645
  • Благодарностей: 130
  • Продолжаем с малого
    • Сообщения от ДимСаныч
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #9 : 09 Июл 2010 [13:22:04] »
Спасибо за интересную тему!
Сломался компас посредине пути.
Кого-то винить уже поздно.
Но мы продолжаем до цели идти!
По солнцу идём и по звёздам.
                              Дмитрий Зимин.  

Оффлайн Алексей Юдин

  • *****
  • Сообщений: 28 793
  • Благодарностей: 1122
  • Так-с, где тут у Вас Кровавое Мясное Бодалово?
    • Сообщения от Алексей Юдин
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #10 : 09 Июл 2010 [18:55:54] »
В 2006 г. Валерий Юзефович Теребиж опубликовал результаты своей модернизации известной камеры Слефогта-Рихтера. В этой ОС Теребиж раздвинул линзы компенсатора и добавил предфокальную линзу. Это неприметное событие сопоставимо с появлением камеры Б. Шмидта в 1930 году.
:D Вы наверное забыли, что по этой схеме, например, сделана камера спектрографа телескопа им. Кека (1993 г.) http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?uri=ao-32-31-6270 и ряд других конструкций 2-й половины XXв.
Цитата
Своими исследованиями афокального 2х-линзового компенсатора В.Ю. Теребиж по сути по-ставил под сомнение целесообразность применения асферики в оптических системах, так как нашел ей альтернативу. 2х-линзовый компенсатор из стекол одного сорта с далеко разнесен-ными сферическими линзами работает не только не хуже «тонкого», но приобретает дополни-тельные свойства для коррекции аберраций высокого порядка в широком диапазоне спектра.
В общем, тот же Слюсарев в книге "Современный телескоп" вполне чётко обозначил предел, до которого интересны системы с полноапертурными линзовыми корректорами - это 70-80 см...
Проект, в котором в настоящее время участвует В.Ю. Теребиж, (http://www.amostech.com/ssw/presentations/Session1/S1-3Tarasenko.pdf) вписывается в эти рамки удивительно ровно (75 см диаметром)!

Но интересные практически светосильные широкопольные системы вовсе не ограничиваются столь скромными апертурами...
Посчитать можно и сильно больше, вопрос насколько нужно заморачиваться варкой такого большого оптического стекла. Ведь "мастеру (тем более – современному, в распоряжении которого имеются станки с компьютерным управлением) не важно, сколь сложным аналитическим выражением представлена форма оптической поверхности. Нужно только задать профиль этой поверхности и рассчитать нуль-корректор, а трудность изготовления поверхности определяется факторами, общими в оптическом производстве, и прежде всего – ее светосилой." (В.Ю. Теребиж, "Современные оптические телескопы")!  ;)

Оптическая схема светосильной астрофотокамеры (АФК) основана на линзе (зеркале) Манжена.

Новизной она не обладает, т.к. общеизвестна (Г.Г.Слюсарев,1975,с. 355,рис.IV.10).
Более того, В.Ю.Теребиж даже не удостоил ее вниманием в своей книге "Современные оптические телескопы" (2005г).
На это, очевидно, есть особые причины! В работе http://terebizh.ru/V.Yu.T/publications%5C2007_03r.pdf обсуждаемая система, обозначенная там "WF-03", помечена как "новая рассчитанная в 2004 г.", что по-видимому и обусловливает её неупоминание в книге - возможно, надежда автора на новизну решения заставила придержать, "засекретить" конструктив до практической реализации. Впрочем, система действительно не нова, да и в том же 2006-м году, летом которого читался доклад, на "Астрофесте" НПЗ показал макет такой системы, навеянный их давней историей выпуска прицелов на основе этого семейства. Так что неупоминание не означает неважность, скорее наоборот!
 
Что касается практического применения, то в прямофокусном и ньютоновском вариантах такие системы производятся серийно, например Анатолием Санковичем в России и Геннадием Борисовым в Украине. Малых вариантов, как правило кассегреновских, просто несметное количество по всему миру!
Цитата
С этой системой я Общаюсь с 1991г, изготовил телескоп с F/D = 8 и ф260 мм (2000г).
Схема АФК разработана в феврале 2010 года, оптические детали изготовлены в апреле, сборка завершена в июле. Репортаж об АФК публикуется впервые.

В общем, замечательно, что Вы занимаетесь расчётами оптики и, как и многие другие новички, живущие в отрыве от индустрии и научных школ "открыли" для себя описываемые семейства систем путём численной оптимизации. Но при всей приятности и полезности таких развлечений, поставьте что-ли LensView хотя-бы, а то при углублении в тему "изобретать велосипеды" становится всё более и более трудозатратно!

Оффлайн Дмитрий Иванов

  • *****
  • Сообщений: 3 382
  • Благодарностей: 54
    • Сообщения от Дмитрий Иванов
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #11 : 09 Июл 2010 [19:35:22] »
Посмотреть бы ещё на картинку с приличным разрешением. А то на лапоть 40х40 и 7" на пксел... Диф.качество и в очёк. :)

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #12 : 10 Июл 2010 [04:02:13] »
А.Юдину.
Спасибо за обширную информацию: она будет более полезна для последующих ЛА.

Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #13 : 10 Июл 2010 [04:31:39] »
Д.Иванову.
Я и сам горю желанием взглянуть на небо распахнутыми глазами, да погоды нет.
И как на притчу, и Луна, по которой только и можно провести косвенную аттестацию на дифр.разрешение, сейчас в 0-фазе и заглядывает в мое окно только утром, когда уже светло.
Полноценную же аттестацию можно сделать только на опт.скамье.
Вывод о "соответствии расчету" сделан интегрально - по результатам наблюдения с разными ФПУ.
Задача репортажа не в том, чтобы "набить цену" и "столкнуть" АФК или ее ОС, а в том, чтобы привлечь внимание ЛА к этому изящному и надежному решению проблемы создания светосильного объектива.

Оффлайн ДимСаныч

  • *****
  • Сообщений: 10 645
  • Благодарностей: 130
  • Продолжаем с малого
    • Сообщения от ДимСаныч
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #14 : 10 Июл 2010 [08:57:56] »
Я не оптик, не профессионал, но отсутствие асферики, мне кажется, существенный аргумент не только для любителя. Пока вижу две проблемы: оптическое стекло (для любителя) и вес инструмента. Но ведь и менисковые системы имеют те-же проблемы. Мне эти решения нравятся.
ekvi, а как бы поюзать Вашу программку?
Сломался компас посредине пути.
Кого-то винить уже поздно.
Но мы продолжаем до цели идти!
По солнцу идём и по звёздам.
                              Дмитрий Зимин.  

Оффлайн Алексей Юдин

  • *****
  • Сообщений: 28 793
  • Благодарностей: 1122
  • Так-с, где тут у Вас Кровавое Мясное Бодалово?
    • Сообщения от Алексей Юдин
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #15 : 10 Июл 2010 [09:00:35] »
Понимаете, ekvi, при всех аберационых и габаритных преимуществах Гамильтона, Ваш проект для ЛА не является интересным для повторения примером! Причина очень проста - он не любительский в широком смысле этого слова! Почему? Да очень просто, есть две простые фразы:
Цитата
Аттестация R4 на ИЗС-7 дает величину 435.5 мм.
и
Цитата
Пробных стекол нет, приходится шлифовать под индикатор и полировать «вслепую».
В первом случае использован профессиональный измерительный прибор, а вторая фраза вообще подразумевает, что у изготавливающего есть большой опыт полировки сфер... Поэтому к подавляющему большинству любителей даже вот по этим простым соображениям описанный технологический цикл неприменим...

Любителю лучше делать Рихтер-Слефогт, вот там дейстительно можно, с одной стороны, обойтись теневиком и рулеткой, а в то же время вести полноценный интерференционный контроль выпуклых поверхностей по вогнутым.
Например, вот так, хотя завязку поверхностей можно выполнить и иначе...

System/Prescription Data

File : C:\sr250-1.7.zmx
Title: Lens has no title.
Date : SAT JUL 10 2010


LENS NOTES:

Notes...
 
 
GENERAL LENS DATA:

Surfaces                :               12
Stop                    :                1
System Aperture         : Entrance Pupil Diameter = 250.38
Glass Catalogs          : LZOS
Ray Aiming              : Paraxial Reference, Cache On
 X Pupil shift          :               0
 Y Pupil shift          :               0
 Z Pupil shift          :               0
Apodization             : Uniform, factor =   0.00000E+000
Temperature (C)         :    2.00000E+001
Pressure (ATM)          :    1.00000E+000
Effective Focal Length  :             425 (in air at system temperature and pressure)
Effective Focal Length  :             425 (in image space)
Back Focal Length       :       0.9500865
Total Track             :        547.4174
Image Space F/#         :         1.69742
Paraxial Working F/#    :         1.69742
Working F/#             :         1.69778
Image Space NA          :        0.282561
Object Space NA         :     1.2519e-008
Stop Radius             :          125.19
Paraxial Image Height   :        25.99412
Paraxial Magnification  :               0
Entrance Pupil Diameter :          250.38
Entrance Pupil Position :               0
Exit Pupil Diameter     :        119.8712
Exit Pupil Position     :       -203.5218
Field Type              : Angle in degrees
Maximum Radial Field    :             3.5
Primary Wavelength      :            0.55 µm
Lens Units              :   Millimeters
Angular Magnification   :        2.088741

Fields          : 5
Field Type: Angle in degrees
#        X-Value        Y-Value         Weight
 1       0.000000       0.000000       1.000000
 2       0.000000       1.000000       1.000000
 3       0.000000       2.000000       1.000000
 4       0.000000       3.000000       1.000000
 5       0.000000       3.500000       1.000000

Vignetting Factors
#       VDX       VDY       VCX       VCY       VAN
1  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000
2  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000
3  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000
4  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000
5  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000

Wavelengths     : 4
Units: µm
#          Value         Weight
 1       0.440000       1.000000
 2       0.550000       1.000000
 3       0.660000       1.000000
 4       0.880000       1.000000

SURFACE DATA SUMMARY:

Surf     Type              Comment         Radius      Thickness                Glass      Diameter          Conic
 OBJ STANDARD                            Infinity       Infinity                                  0              0
 STO STANDARD                            857.6988             30                LZ_K8           260              0
   2 STANDARD                           -1007.427       85.43325                                260              0
   3 STANDARD                           -599.6928             15                LZ_K8           260              0
   4 STANDARD                            1007.427       416.9841                                260              0
   5 STANDARD                           -857.6988      -416.9841               MIRROR           280              0
   6 STANDARD                           -137.4379            -10                LZ_K8            80              0
   7 STANDARD                            Infinity      -16.01536                                 80              0
   8 STANDARD                            Infinity             -4                LZ_K8            60              0
   9 STANDARD                            Infinity             -5                                 60              0
  10 STANDARD                            Infinity           -0.7                LZ_K8            56              0
  11 STANDARD                            Infinity             -1                                 56              0
 IMA STANDARD                            Infinity                                           52.2982              0

Оффлайн Fidel

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 19 731
  • Благодарностей: 569
  • http://fidgor.narod.ru
    • Skype - FidelGorbunov
    • Сообщения от Fidel
    • Домашняя страничка любителя телескопостроения
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #16 : 10 Июл 2010 [09:32:00] »
Всё, как всегда! - появился Юдин и... как бы это помягче?... убил лебедя  ;D


Оффлайн ekviАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 6 258
  • Благодарностей: 343
    • Сообщения от ekvi
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #17 : 10 Июл 2010 [11:50:14] »
 А.Юдину.
1. Мнение о том, что ЛА - это первоклассник Петя или крестьянский сын в глухой деревне - ошибочно.
2. Система с зеркалом Манжена проста не только по конструкции, но, как показал опыт ее изготовления, сборки и первые снимки, изумительно благосклонна к ЛА.
3. Я давно вынашиваю крамольную мысль сделать АФК из витринного стекла: коррекционная пластина в самой большой камере Шмидта из такого стекла - и это не помешало миру увидеть через нее все Небо.

« Последнее редактирование: 17 Июл 2010 [04:13:50] от ekvi »

Оффлайн Алексей Юдин

  • *****
  • Сообщений: 28 793
  • Благодарностей: 1122
  • Так-с, где тут у Вас Кровавое Мясное Бодалово?
    • Сообщения от Алексей Юдин
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #18 : 10 Июл 2010 [13:36:33] »
А.Юдину.
1. Мнение о том, что ЛА - это первоклассник Петя или крестьянский сын в глухой деревне - ошибочно.
Сколько стоит ИЗС-7? Сколько стоит TriOptics Spherotronic и аналогичные приборы?
Тут нечего лукавить и прикидываться!
Цитата
2. Система с зеркалом Манжена проста не только по конструкции, но, как показал опыт ее изготовления, сборки и первые снимки, изумительно благосклонна к ЛА.
Пока опыт в Вашем случае ничего, увы, не показал... Ждем измерений полихроматической концентрации энергии во всем диапазоне, доступном кремниевым ПЗС, причем для различных зон поля зрения.
Цитата

3. Я давно вынашиваю крамольную мысль сделать АФК из витринного стекла: КПШ в самой большой камере Шмидта из такого стекла - и это не помешало миру увидеть через нее все Небо.
Ага, вероятно именно из этих соображений для первой камеры было выбрано офигенно "витринное" стекло ТК14!  :D :D :D

З.Ы. Вообще насчет Паломарского Шмидта это давно уже не так - уже для перехода к мелкозернистым панхроматическим эмульсиям пластинка была ахроматизирована и сделана из отнюдь не самых простых оптических стекол. Не говоря уже о его нынешней работе на ПЗС, которая без этого была бы просто неэффективна! Как-то Вы действительно в отрыве от современных реалий пребываете...

Оффлайн krussh

  • *****
  • Сообщений: 2 460
  • Благодарностей: 112
  • http://www.soulfulbits.com/
    • Сообщения от krussh
Re: Светосильная астрофотокамера
« Ответ #19 : 10 Июл 2010 [16:12:25] »
Слефогт-Рихтер при близких параметрах гораздо более технологичен для любителя. Пары выпукло-вогнутое и простой теневик. Кроме того большие допуски.
Из опыта работы с Гамильтонообразными телескопами - весьма критичны к температурным перепадам. Здесь, на Урале не редки изменения на 15 градусов за 3...4 часа после захода Солнца. Не работа, а постоянная фокусировка. С.-Р. намного стабильнее.
А вообще впечатляет!!!! Не думал, что кто-то еще в Ектб стекло трет))) да еще и на таком уровне. Корни не с УОМЗа???


То ekvi: Приезжайте в Коуровку - можем ссудить камеру с большим полем и монтировку для опытов. Или свяжитесь с ребятами из темы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,24233.1060.html они помогут протестить на большой камере в городе.