Сферическое ГЗ 1:5.3 работоспособна?

[ДимСаныч]

С другой стороны чего ожидать от такого оборудования. Но это советчики виноваты, говорили, что пара пустяков. Человек, имеющий опыт и с таким прибором протестирует, а новичку сложно.

Это камни в мой огород что-ли?

[kryptonik]

Да все хороши. Ремонт автомобиля по телефону. 

[ДимСаныч]

Интересно, а что не так? Человек просит помощи, ему помогают. И вообще как вы себе по другому представляете помощь на расстоянии? Да, ремонт по телефону и все хороши коли помогают.
Про прибор: Прибор рабочий, простецкий, доступный. Испытан не однократно. При желании и количественную оценку параболы можно сделать. Может не нравится что он выглядит не привлекательно, или не подобающе точному прибору? Так ведь не внешность красит прибор.

[kryptonik]

Какой прибор, из 250-го ответа? Мне кажется, что советы создали у человека ложное представление о легкости контроля. Все-таки нужен более системный подход, классику что ли почитать.

[ДимСаныч]

Какой прибор, из 250-го ответа? Мне кажется, что советы создали у человека ложное представление о легкости контроля. Все-таки нужен более системный подход, классику что ли почитать.

Нет, я про свой прибор.
Ну вобще-то в контроле ничего сложного, просто надо ясно себе представлять что хочешь получить. А классику читать само собой надо. Обычно рассчитываешь на человека мало мальски подготовленного.

[Дрюша]

Асигматизм, нерегулярная асимметричная форма внефокалов, возможные дефекы воричного зеркала... Оно, конечно, - понятно. Но.

Судя по тем фоткам внефокалов, которые Вы приводили в начале темы, форма Вашего зеркала - достаточно далека от параболоида, то есть, имеет место быть - именно сферическая аберрация, которая доминирует и над астигматизмом, и над всеми остальными аберрациями. Если астигматизм или вообще, - любая асимметричная деформация внефокалов, - могли взяться откуда угодно: это может быть и пережатие зеркал, и разъюсировка, и тепловая неотстоянность, тепловые потоки воздуха (епловой клин), и кривизна на вторичке, и вообще какая-то совершенно хаотично-нерегулярная форма поверхностей обеих зеркал, и всё это сразу, вместе взятое... Но сферическая аберрация оттуда взяться практически не могла (по крайней мере, - в таком количестве, в каком она там есть). Если она есть, то она - просто присуща главному зеркалу, и никакими разгрузками - не лечится. Вторичное зеркало тут - тоже не при чём. Рекомендации расфокусировать "на 2-3 кольца" - здесь тоже не совсем уместны. Какие, на фиг, 2-3 кольца, когда как сферическая аберрация составляет много лямбд или многие десятки зтих самых "колец"?... Но вовсе не факт, что зеркало - сфера. Это надо конкретно проверять на теневике. Ведь до сих пор - даже не факт, что зеркало - именно сферическое. Пока что это - только предположения (но очень похожие на правду). А окончательный ответ на этот вопрос могут дать теневые испытания, то есть, на теневике. Тут надо чётко уяснить себе, что Вы конкретно хотите узнать, измерить и т.п., и для чего. Если бы Вы сами тёрли это зеркало, то цель - понятна: узнать истинный профиль отклонения зеркала о правильной целевой формы, в данном слочае - параболоида, чтобы, зная эти оклонения, ликвидировать их. Как именно ликвидировать - другой вопрос (методы - разные, например, - формовка или подрезка полировальника, изменение формы и длины штриха...). Но в данном случае у нас такой задачи - не стоИт. А стоИт - другая задача: просо понять ип формы зеркала и зарактер оклонений от идеальной формы.

Пока что тут может быть даже несколько гипотез и предположений:

а) Зеракло - сфера, и делалось как сфера (например, для системы Максутова, Волосова, с каким-то ещё компенсатором). Или просто потому что сфера - технологически проще для массового производства в Китае. Просто, производственную линию худо-бедно можно заточить на производство более-менее сносных сфер, чего не скажешь про параболы.
б) Зеркало - вообще никак не контролировалось, и любая асферика у него - что вышло - то вышло. Пытались или не пытались её хоть как-нибудь нанести, - не важно.
в) Хотели сделать параболу, но ошиблись раза в два. Это - довольно типичная ошибка, которая, порой, случается даже у профи, не говоря уже о любиелях. Например, если контролировать по зонам, то можно запросо перепутать схему прибора: то ли "звезда" (щель) перемещается вместе с "ножом" (нитью), то ли что-то стоит на месте, а что-то перемещается. Аналогично с нуль-тестами с использованием различных компенсаторов. Например, свет от "звезды" может проходить через компенсатор, и обратно - тоже через него... Или только в одну сторону через него. В этих случаях расчётная аберрация тоже отличается ровно в два раза. "Расчёная аберрация" - это не дефект, а то, что должно быть присуще целевому параболоиду при испытании из центра кривизны. То есть, вышло так, что они, например, "недопараболизовали" это зеркало примерно вдвое. Реальное зеркало - не сфера и не парабола, а ближе к какому-то промежуточному между ними эллипсоиду вращения.
г) Хотели сделать параболу фокусом 800 мм, а реальный фокус оказался 752.5 мм. Но расчётную продольную аберрацию брали как для фокуса 800. Отсюда - недостаточность асферики и соответствующая - сферическая аберрация. Но в разы меньше, чем у сферы.

Чобы понять, что же, всё-аки, имеет месо быть, надо попробовать обнаружить и конкрено измерить продольную аберрацию для нескольких радиальных аперурных зон этого зеркала.

Но в любом случае, сферическая аберрация, коль скоро она есть (а судя по внефокалам, она - неслабая), её можно и нужно - давить. Тем более, если есть такая реальная возможность. Для этого на теневике надо попытаться обнаружить, и конкретно измерить продольную сферическую аберрацию, причём, надо бы измерить её хотя бы для 5 радиальных апертурных "зон" на самом зеркале, например, радиусами около 0 (фактически даже от 0 до 0.15-0.2 R), 0.5 R, 0.71 R, 0.87 R и для самого края радиуса R=102мм.Это я к примеру. Этот ряд значений для относительных радиусов зон выбраны не просто так, а чтобы они были пропорциональны корню квадратному от номера зоны (считая его тоже от 0: зона №0 - "нулевая", то есть, нулевого радиуса (хотя, на самом деле, фактически до 0.1 - 0.2 R, где "продольная аберрация", по определению = 0, так как она отсчиывается именно от положения фокуса для минимальной зоны), и в случае достаточно плавной и регулярной формы зеркала расчётная продольная аберрация этих зон увеличивается с постоянным шагом: в данном случае на 1/4 от величины полной продольной аберрации, которая считается от нулевой (самой центральной) до самой периферийной зоны. Например, для идеального параболоида (коим данное зеркало НЕ является) полная расчётная продольная аберрация Вашем случае составляет 6.82 мм (это в случае, если "звезда" неподвижна, а подвижен - только "нож"). Тогда для зон 0.5, 0.71 и 0.87 R расчётные продольные аберрации должны составить примерно 1.71, 3.41 и 5.12 мм соответственно (ну, оно понятно, в центральной зоне она по определению принята за 0, а по краю - расчёные 6.82 мм). Если же теневик имеет такую схему, что "звезда" (щель) и "нож" перемещаются вместе, то соответствующие значения продольной аберрации (т.н. "аберрация нормалей") в этом случае составит 0.85, 1.71 и 2.56 и, наконей, 3.41 мм. Но, наверное, именно таких значений продольных аберраций  у Вашего зеркала не окажется, иначе оно было бы идеально-параболическим, и на внефокалах это было бы очевидно. Если же вообще никаких характерных радиальных зон даже не просматривается, или продольные  аберрации разных зон, даже не обязательно радиально-концентрических, укладываются в пределах 0.2-0.5 мм, то зеркало, по-видимому, изготавливалось как сферическое, хотя может иметь (и наверняка - имеет) какие-то нерегулярные отклонения от идеальной сферыю. Если же зоны с разными значениями продольной аберрации - явно просматриваются, и значения продольной аберрации зон возрастают хотя бы примерно линейно пропорционально номеру зоны, то значит, заркало - асферическое, но по какой-то причине - не соответствует желаемому параболоиду. Я понимаю, что сферическое зеркало - технологически проще в изкотовлении, особенно - в массовом производстве... Там обычно - вообще стараются избегать асферики. Но кому и зачем могло понадобиться делать асферическое зеркало, отличное от параболического - непонятно. Ну, это значит, скорее всего, - просто ошиблись, либо - просто даже не особенно-то и старались сделать какую-то асферику, но что вышло, - то вышло. Могли ошибиться и со схемой контроля, и с вычислением расчётной продольной аберрации... А может быть, - просто наладили линию, которая первоначально была настроена на получение чего-то вроде параболоидов, но без особого контроля. Просто, скажем, там предусмотрена полировка отформованным полировальником (например, "звездой" в течение 30 минут) и когда-то на каких-то образцах это давало форму поверхности что-то вроде параболоида... Но точность... Как бы сказать помягче... Если у них даже фокусное расстояние отличается от заявленного на 45 мм, то чего же следует ожидать в плане асферики? Ну, короче, о причинах этого можно гадать ещё долго, а я - просто допускаю, что зеркало - асферическое, но величина и характер асферики - не соответствует параболоиду. Тогда в любом случае можно условно выделить две компоненты, из которых складывается отклонение от сферы или целевого параболоида:
- Регулярное отклонение, которое соответствует некой идеальной сферической или асферической поверхности второго порядка (например, эллипсоиду врещения - не сферы, но и не параболоида) с некоторым характерным эксцентриситетом (вернее, - квадратом эксцентриситета, который определяет величину асферики, и он может быть даже отрицательным, когда как сам "эксцентриситет" при этом - мнимый, но, тем не менее, это - тоже вполне соответствует некоторой идеализированной поверхности - сплюснутому сфероиду). Ну, собственно, сфера - это тоже - частный случай такой поверхности, для которого значение эксцентриситета (и, соответственно, - квадрата эксцентриситета) просто равно 0. А для параболического зеркала эксцентриситет (и его квадрат) был бы равен 1.
- Нерегулярное отклонение - от ближайшей идеализированной поверхности второго порядка.

Короче, даже если такой регулярности - нет, то всегда можно подобрать некую ближайшую "идеализированную" регулярнуб поверхность 2-го порядка, и тогда можно скромно надеяться, что нерегулярные отклонения от неё (которые, увы, - уже нашими средствами не лечатся) будут хотя бы на порядок меньше, чем полные отклонения. То есть, иными словами, из той реальной формы, которая есть, можно выделить "регулярную" и "нерегулярную" часть, и с "регулярной" частью (грубо говоря, - членом второго порядка в разложении по степеням) можно поработать.

Положим, какие-то радиальные зоны - просматриваются, и даже какая-то зависимость продольной аберрации зон - есть, хотя строгой такой пропорциональности - нет, то можно нарисовать некий график (диаграмму) этой зависимости, или просто отложить на этой диаграмме соответствующие "точки" (радиус зоны - продольная аберрация на ней), и построить некую ближайшую параболу, которая на графике проходит ближе всего от всех точек. Аппроксимировать лучше всего методом наименьших квадратов, хотя тут можно и на глазок, по лекалу. Эта парабола на графике (которую не следует путать с формой поверхности самого зеркала, а просто - построенная как приблизительный график зависимости аберрации зоны от её радиуса) соответствует некоторой "идеальной" - ближайщей поверхности второго порядка (скорее всего - эллипсоида вращения), которому соответствует реальная форма поверхности зеркала, а разброс реальных "точек" (как результатов измерений) на диаграмме, то есть их отступления от "идеализированного" графика в виде параболы, - это есть нерегулярные отклонения и ошибки высших порядков. Последнее - практически неизлечимо. По крайне мере, - такими, вот, линзовыми компенсаторами. Если бы Вы занимались сами полировкой и фигуризацией этого зеркала, то, конечно, Вас в первую очередь интересовали бы отклонения от целевой (параболической) формы поверхности. Но тут - другая задача: выявить "регулярную" (второго порядка) часть, дабы попытаться скомпенсировать её линзовым корректором.

Но можно подобрать такой линзовый компенсатор, который сведёт практически в 0 ту "регулярную" часть сферической аберрации, которая характерна для "идеальной" ближайшей поверхности второго порядка (не обязательно именно сферы, а может быть эллипсоида, или даже - сплюснутого сфероида, у которого квадрат эксцентриситета - отрицательный, а сам эксцентриситет - мнимый). То есть, не только для сферического зеркала, но и любого "недопараболического", которое оказалось таковым по любой из вышеозначенных причин. Я полагаю, что если такой компенсатор улучшит ситуацию хотя бы в несколько раз (ну, даже раз в 10), то это будет значительный успех, и оно того стОит. Хотя, конечно, слишком сильно распускать губы на истинно-дифракционное качество такого инструмента - особо не стОит. Чудес - не бывает. Но может быть, тогда даже удастся увидеть и дифракцию, - пусть не в таком контрасте, как у рефракторов-апохроматов, но всё же. И разрешалку по двойным звёздам можно довести практически до теоретического предела.

Есть ещё вот какой момент. Положим, компенсатор на линзах - расчитан, линзы - куплены, и он - собран. Надо полагать, это будет оформлено как отдельный прибамбас, где все линзы размещаются в одном корпусе (оправе), и расстояния меду ними (а там - 3 зазора) - выдержаны как было расчитано. И всё это - вставляется, положим, в трубку фокусёра. Можно вставить, а можно - убрать. Но единым блоком линз в оправе.

И вот, я задался вопросом: а что будет, если, положим, не слишком точно выдержать рабочий отрезок, а подвигать компенсатор туда-сюда на несколько мм? Зазоры между линзами корректора, положим, - остаются те же самые, но зазор между зеркалом и первой линзой корректора - оптимизируется за счёт хода фокусёра. Меняем рабочий отрезок (расстояние от самой последней задней линзы корректора и фокальной плоскостью). Итак,

- Рабочий отрезок +5 мм (отодвигаем корректор дальше от фокуса, заглубляя его в фокусёр на 5 мм глубже, чем надо). Остатки комы исчезают полностью. Зато появляется сферическая аберрация, как потом выяснилось, - 5-го порядка. В целом, ситуация по краю даже стала чуть получше, но в центре появился выход за пределы диска Эйри в виде слабого очень туманного ореола. Но в целом, качество изображения - приемлемое. Может быть, оно даже понравится больше, чем в "оптимизированном" положении компенсатора - за счёт некоторого улучшения ситуации по краю поля. Туманный ореол в центре - очень незначительный.

- Рабочий отрезок -5 мм (пододвигаем корректор ближе к фокусу, вытаскивая его из трубки фокусёра на 5 мм). Исчезли последние остатки сферической аберрации. В центре стало даже лучше, чем в "оптимальном" положении. Доминирует совсем ничтожный остаточный хроматизм положения. Но на краю поля начинает вырисовываться заметная кома, которая, впрочем, - всё равно много меньше по величине, чем у аналогичного "голого" параболического зеркала без всяких компенсаторов. В этом положении компенсатор бескомпромиссно заточен на центр поля зрения. Возможно, это положение дпже понтавится больше, чем "оптимальное".

- Рабочий отрезок +10 мм. Качество изображения - уже заметно хуже и в центре, и по краю. Доминирует сферическая аберрация 5-го порядка. Центральное "ядрышко" спота на пределе ещё вписывается в диск Эйри, а слабый туманный ореол распространяется значительно дальше. Примерно такая же ситуация наблюдается у сферического зеркала, которое считается "допустимым" по критерию Релея. Начинает также вырисовываться кома обратного знака. Но, я полагаю, неопытный глаз может даже и не заметить ухужшения качества изображения. Хотя, опытный - уже заметит наверняка.

- Рабочий отрезок -10 мм. Появляется и начинает доминировать обычная сферическая аберрация (3-го порядка). её величина - где-то примерно четверть лямбды (спот на пределе вписывается в диск Эйри). Появляется также заметная кома. То есть, компенсатор - не дотягивает до того чтобы справляться со своими обязанностями. Доминирующие аберрации имеют ту же природу и знак, которые присущи сферическому зеркалу, но в данном случае раз в 10 меньше. По своей величине они даже ещё худо-бедно вписываются в критерий Релея. Можно сказать, что в этом положении компенсатор работает на 90%. как по коме, так и по сферической аберрации.

В общем и в целом, можно сказать, что такой компенсатор можно двигать туда-сюда на 5-7 мм в каждую сторону (размах между крайними положениями 10-15 мм) без особо заметного вреда для качества изображения, далее (в 10 и более мм от оптимального положения в каждую сторону) картинка портится - вполне уже заметно. Но это, всё равно, - не сравнить с ситуацией при отсутствии компентатора. Но тут самое важное, что "степенью компенсации" аберраций - можно "шевелить", причём, - только за счёт продольных подвижек компенсатора. Величины подвижек - вполне себе вменяемые, они измеряются миллиметрами и даже сантиметрами. Никаких там особо жёстких требований к субмикронным точностям - нету.

Если вдруг окажется, что зеркало - не совсем сфера, а, скорее, какая-то "недопарабола" (например, ближе к какому-то эллипсоиду вращения), причём, параметры которой достаточно точно определить даже не удалось, - то не беда. Можно сделать линзовый компенсатор плюс-минус туда-сюда как получится (ну, скажем, с точностью до 10-15%, как можно будет подручными средствами определить реальные параметры ГЗ, в частности, - квадрат эксцентриситета или "асферичность", и расчитать компенсатор под него), и тогда, двигая этот компенсатор взад-вперёд, и контролируя качество изображения по внефокальным изображениям какой-нибудь достаточно яркой звезды (например, Полярной), можно будет подобрать для него такое продольное положение, при котором он работает наилучшим образом... Или подправлять это положение в зависимости от того, чего в данный момент больше хочется: степень компенсации аберраций на оси, или по полю.

Кстати, я полагаю, эти мои изыскания могли бы заинтересовать владельцев "Мицаров" (ТАЛ-1) и "Альтаиров" (ТАЛ-2) со сферическими зеркалами, которые считаются якобы "допустимыми" ввиду того относительного фокуса, который они имеют. Однако же, сферическая аберрация на уровне 1/4 лямбды, которая у них там есть, - вполне себе заметна, и даже конкретно - мешает. Если к ним применить подобные компенсаторы, то
- во-первых, у очковых линз будет задействована только самая центральная зона диаметром не более 15-16 мм. Есть основания надеяться, что отклонения от сферы на этих участках - пренебрежимо малы.
- во-вторых, требования к точностям позиционирования - намного мягче, чем для рассматриваемого варианта 200:800 (и даже 204:752.5 или примерно 1:3.7)

Есть также маза наладить серийный (хотя бы - мелкосерийный) выпуск таких, вот, компенсаторов, дабы осчастливить владельцев старых ТАЛов ("Мицаров" и "Альтаиров", а так же ряда дешёвых китайских рефлекторов) со сферическими зеркалами.

[Дрюша]

Пока - предварительно.
Для примера я взял модель зеркала с асферикой "половина параболы". То есть, на самом деле, - эллипсоида, квадрат эксцентриситета у которого 0.5 (сам эксцентрисите при этом 0.71, но ZeMax имеет его как параметр Conic = -e^2, который в данном случае = -0.5)

Оказывается, - да. Компенсатор можно собрать из тех же стёкол. Только расстояния и зазоры - чуть другие.

Если межлинзовые зазоры не трогать, а взять просто собранный компенсатор "под сферу", и пододвинуть его ближе к фокусу (дальше от ГЗ), о на оси - худо-бедно, чего-то даже можно вытянуть, а, вот, по краю поля - беда: вылезает кома (величиной примерно в половину от той, что даёт голая парабола). Чтобы убрать кому, - придётся шевелить зазорами. Но вообще, при аком раскладе (т.е. главное зеркало - хоть и асферично, но недопапаболично) оптимальными для компенсатора будут линзы - с другой диоптрикой. С ними можно и поле побольше вытянуть, и более удобно их расположить...

Это я всё к тому, что прежде чем бежать в аптеку за линзами для компенсатора, неплохо бы провериь зеркало на теневике, и точно знать, что оно из себя являет. Ну, и прикинуть на Зяме, как там, да что. А компенсатор - нивапрос. Его можно сделать под любую сферику и асферику. Даже под сплюснуый сфероид.