Моделируем оптику

[INPan]

Уважаемые АТМейкеры!
Решил создать новую тему, в которой будем моделировать и обсуждать поведение различной астрооптики: зеркал, окуляров, линз Барлоу.
Надеюсь в ней примут участие наши опытные Маги и Шаманы стеклотёрных наук, повелители Атмоса, Земакса, Абера, Линзика и прочей изотерики.

[INPan]

Итак начнём.
Вот парабола 12" F/6 с коническим коэффициентом -1.4 Продольная аберрация примерно 0.65мм. Согласно Учению - это допустимая аберрация для такой системы.

[INPan]

А вот как будет выглядеть звезда в такое зеркало.

[INPan]

Картинка не радует
В связи с этим вопрос:
И что это за допуск такой, при котором такая жуткая сферичка?!
Какой должен быть коэффициент конического сечения для зеркала с L/6 и L/8?

[INPan]

А вот и сам проект в Линзике

[Astel-150]

Итак начнём.
Вот парабола 12" F/6 с коническим коэффициентом -1.4 Продольная аберрация примерно 0.65мм. Согласно Учению - это допустимая аберрация для такой системы.

Вы меня извените, но это не парабола (если под цифрой 1,4 подразумевается квадрат эксцентриситета), это гипербола!

[Astrocaster]

Квадрат эксцентриситета параболы: 1
Сферы: 0
Эллипс: между 0 и 1
Гипербола: более 1

Вроде не напутал ничего

[Star Trek]

Квадрат эксцентриситета параболы: 1
Сферы: 0
Эллипс: между 0 и 1
Гипербола: более 1

Вроде не напутал ничего

Да. И если e2<0 это сплюснутый сфероид. -1.4 это он и есть.

[Astel-150]

В оптических программах этот коэфициент задается со знаком "-", так что -1 это парабола а 1 это спл. сфероид.

[Astrocaster]

Да, сфероид я забыл 

Раз уж появилась такая тема, чтобы не открывать новую.

В рамках этой темы хотел спросить про ахроматики.
Может я конечно не так корректно все считал в Земаксе, но как понять насколько же хренов хроматизм в этих телескопах.

200/2400 кружок рассеяния 36мкм - смотрел, хроматизм был слабо заметен (ИМХО)
254/1800 кружок рассеяния 44мкм
254/1375 кружок рассеяния 80мкм

Считал ТАЛ 125R

125/1125 кружок рассеяния 24мкм (по памяти) - со слов, хорошо исправленный ахромат.

У всех рефракторов что я моделировал ошибка в OPD была под длину волны, вместо всяких там кусков лямбд

Как можно все таки оценить уровень хроматизма в больших рефракторах? 254F1800 например 
Он получается в 1,5 раза больше чем то что я видел в бывший 200F12, на мой взгляд для дипов это еще приемлемая величина.

Может быть у кого нибудь есть смоделированные споты для разных рефракторов? Или же подскажите в чем их можно смоделировать?

P.S. Да, хотел еще отметить что тут я конечно еще учитывал что чем меньше фокус тем меньше диск эри, соответственно сильнее вылезают ореолы по-сравнению с аналогом с бОльшим фокусом.

[INPan]

Вы меня извените, но это не парабола (если под цифрой 1,4 подразумевается квадрат эксцентриситета), это гипербола!

Я понимаю, что это не парабола, я о другом хочу сказать.
Я специально испортил параболу чтобы получить продольную аберрацию 0,64мм. То есть такую, которая равна L/(1-cos(h/r))
где L - длина волны, r - радиус кривизны зеркала, h - половина диаметра зеркала.
Это из книги Наумова. То есть считается, что для зеркала с указанными мной параметрами это допустимое отклонение от параболы. Но там же не звезда, там яркий диск огромных размеров!

[INPan]

Раз уж появилась такая тема, чтобы не открывать новую.
...
В рамках этой темы хотел спросить про ахроматики...

Павел, а как же моделировать ахроматы, нужно ведь знать радиусы кривизны, коэффициенты преломления стёкол? Откуда эти данные? Ведь ни одна фирма не заинтересована раскрывать эти параметры. Это ж типа коммерческая тайна. А если указать неправильные параметры, то результат будет непредсказуем.

[cosmonaut]

Так вроде в линзике есть коэффициенты преломления стекол и вроде бы есть возможность добаления

[Грехов Михаил]

Уважаемые АТМейкеры!
Решил создать новую тему, в которой будем моделировать и обсуждать поведение различной астрооптики: зеркал, окуляров, линз Барлоу.
Надеюсь в ней примут участие наши опытные Маги и Шаманы стеклотёрных наук, повелители Атмоса, Земакса, Абера, Линзика и прочей изотерики.

Целевое направление данной темы не вполне понятно.  Как понять "Поведение оптики"? Понимаю, что она может себя как-то вести при изменении температуры, или разной направленности разгрузки, разьюстировки... но тема началась в сторону "как будет показывать оптика с косяками при изготовлении".

По сути дела есть готовые решения.... И собственно там уже всё исследовано. А допустим многие окуляры не удастся смоделировать, из-за того, что нет информации о них.

Другое дело.... было бы полезно смоделировать свойства тех или инных оптических систем. В своё время у Дмитрия Маколкина был сайт, посвящённый различной оптике...Очень полезный сайт... особенно для человека который хочет разобраться в оптике телескопов. какие преимущества, особенности.... где всё объяснялось на пальцах. К сожалению вместо развития этот сайт умер. 

[Astrocaster]

Игорь, я думаю что тут фокусов не будет и зная какие стекла там сидят, можно смоделировать объектив. Любая программа выдаст оптимальные параметры линз. А я сомневаюсь что производители будут специально их отклонять, потому что эти отклонения ухудшат картинку.

[INPan]

Целевое направление данной темы не вполне понятно.  Как понять "Поведение оптики"? Понимаю, что она может себя как-то вести при изменении температуры, или разной направленности разгрузки, разьюстировки... но тема началась в сторону "как будет показывать оптика с косяками при изготовлении".

И эта сторона тоже не безинтересна. Сейчас много китайской оптики, а особенно зеркал с косяками. Но любая другая альтернатива или недоступна или не совместима с нашими возможностями.

По сути дела есть готовые решения.... И собственно там уже всё исследовано. А допустим многие окуляры не удастся смоделировать, из-за того, что нет информации о них.

Да, с окулярами и ахроматами и вообще с преломляющей оптикой проблемы. Но всё же есть параметры некоторых окуляров. Как они работают на практике мы знаем, но хочется посмотреть, как например будет работать например Плёссл в окулярной прекции.

[INPan]

Игорь, я думаю что тут фокусов не будет и зная какие стекла там сидят, можно смоделировать объектив. Любая программа выдаст оптимальные параметры линз. А я сомневаюсь что производители будут специально их отклонять, потому что эти отклонения ухудшат картинку.

Согласен. А как же радиусы кривизны? Их ведь не всегда можно измерить. Ну например если это склейка.

[Грехов Михаил]

Как они работают на практике мы знаем, но хочется посмотреть, как например будет работать например Плёссл в окулярной прекции.

Ну окулярная проекция фактически только полезна для наблюдения Солнца на экране. Рассматривать пятна не шибко детально. В других сферах она не используется. Изображение Солнца и Луны... планет получаются другими методами.   

[SAY]

В рамках этой темы хотел спросить про ахроматики.
Может я конечно не так корректно все считал в Земаксе, но как понять насколько же хренов хроматизм в этих телескопах.
200/2400 кружок рассеяния 36мкм - смотрел, хроматизм был слабо заметен (ИМХО)
254/1800 кружок рассеяния 44мкм
254/1375 кружок рассеяния 80мкм

Считал ТАЛ 125R

125/1125 кружок рассеяния 24мкм (по памяти) - со слов, хорошо исправленный ахромат.

У всех рефракторов что я моделировал ошибка в OPD была под длину волны, вместо всяких там кусков лямбд

Как можно все таки оценить уровень хроматизма в больших рефракторах? 254F1800 например 
Он получается в 1,5 раза больше чем то что я видел в бывший 200F12, на мой взгляд для дипов это еще приемлемая величина.

Может быть у кого нибудь есть смоделированные споты для разных рефракторов? Или же подскажите в чем их можно смоделировать?

Ахромат по 3-м волнам считается с учётом коэффициентов чувствительности глаза. Наибольшая чувствительность (К=1) у длины 0,555. Этот или иной - референс луч (терминология программы ОСЛО), по которому программа оптимизирует минимум сферической. Для 0.486 и 0,656 я беру К соответственно 0,18 и 0,08 согласно кривой чувствительности глаза.
Когда посчитали - перефокусируйтесь так, чтобы на оси Штрель был около 1,0 (зелёный кружок на споте превратится в точку).
Далее задайте 25 волн, например от 0,45 до 0,69 через 0,01 (с учётом коэффициентов по каждой волне), потом подфокусируйтесь по максимуму Штреля на оси и смотрите результаты в полихроме.
Споты ахроматов в полихроме на виртуальной картинке программы ни о чём не говорят. Смотрите геометрический RMS радиус пятна на графике, OPD и Штрель.

[Astrocaster]

Большое спасибо за совет, сегодня попробую так же сделать в Земаксе.

P.S. Игорь, а то что касается моделирования ахроматов, радиусы кривизны тут не при чем, они будут практически равны при оптимизации в разных программах.
С окулярами сложнее, там нет данных ни по стеклу, ни по промежуткам, а отсюда вычислить радиусы линз уже тяжелее, даже вычислив промежутки, вычислить марку стекла практически очень сложно.

А тут все на лицо Крон + Флинт и расстояние между линзами, вот и все параметры. Программа сама выдаст все нужные результаты.