Юстировка рефрактора

[ekvi]

Про боковые винты, в том числе.

Я понимаю: не педагогично, но, к сожалению, "жизнь короткая такая...". Поэтому постоянно приходится включать форсаж.
Для юстировки, как правило, используются винты М4, М5, М6 - если с пласиковыми вставышами.
Для круглого счёта возьмём М6, шаг 1 мм.
Как мы выяснили, допустимая децентрировка - порядка 5 мкм. Следовательно, для её обеспечения нужно перемещать винт не грубее 2 мкм.
Поделите один оборот винта - 360 градусов - на 500 (=1/0.002), получится 0.7 градуса.
Чем Вы сможете гарантировать такую точность позиционирования юстировочных винтов для поперечного смещения линз?!
"Авторитет", на которого Вы сослались, ориентируется на любительский уровень толерантности (как выразился Незнайка, "Лишь бы попялиться в окуляр").
А стремиться нужно обеспечить расчётную точность - с тем, чтобы быть совершенно спокойным за геометрию своего инструмента.

[nolv]

Как мы выяснили, допустимая децентрировка - порядка 5 мкм.

Здесь ошибка

[Boris Green]

Чем Вы сможете гарантировать такую точность позиционирования юстировочных винтов для поперечного смещения линз?!

Оправа в 99% любительских телескопах из дюрали. Или даже из пластика. Из тепла в мороз там получаются не мкм, а доли мм плюс-минус.
Да и пластиковые вставки от своей упругости "сотку" могут давать. 
Как ловить микрометры в "резине"?

[nolv]

Я нашел вот такие винтики с подпружиненным шариком на конце. Как реально себя поведут не понятно, но выглядят интересно.

[Boris Green]

Я нашел вот такие винтики с подпружиненным шариком на конце

У Максутова пример как раз с подпружиненным штоком с подобранной жесткостью, чтобы линза не опускалась под своим весом. Пружина линейная в том малом диапазоне, в отличие от пластика.

[Eugenio D.]

Как мы выяснили, допустимая децентрировка - порядка 5 мкм. Следовательно, для её обеспечения нужно перемещать винт не грубее 2 мкм.

Это слишком жёсткие требования даже для короткофокусного рефрактора F/5, можно обойтись точностью примерно на порядок ниже.

Я нашел вот такие винтики с подпружиненным шариком на конце. Как реально себя поведут не понятно, но выглядят интересно.

Всегда мечтал о таких, наверное, это наилучшее решение.

[ekvi]

Как мы выяснили, допустимая децентрировка - порядка 5 мкм.

Здесь ошибка

см.: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,167691.msg4747001.html#msg4747001

[ekvi]

для короткофокусного рефрактора F/5, можно обойтись точностью примерно на порядок ниже.

Берём не 5, а 20 мкм.
Тогда Вы должны уловить поворот винта на угол 0.7 х 4 = 3 градуса - Вы обязуетесь с такой точностью установить (а в дальнейшем - сохранить) такое позиционирование винта?
+/- 15 градусов ещё можно попробовать - т.е. тоже "на порядок", только в другую сторону: 20 * 5 = 0.1 мм - вот та точность по децентрировке, на которую с таким подходом можно рассчитывать.

[nolv]

Берём не 5, а 20 мкм.

Предлагаю взять 75 мкм и винтик м3х0.5

[AP]

https://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=1207
Продаются винты с более мелким шагом.

[ekvi]

Предлагаю взять 75 мкм

- м.б. для гида и сойдёт? - пусть спецы откликнутся.
У ахромата Ф90х900 мм  (см.илл.) самый большой допуск на 3й поверхности = 50 мкм, а на силовых поверхностях - только 21 мкм.

и винтик м3х0.5

- и прямо в стекло?!

[kramvalera]

Как мы выяснили, допустимая децентрировка - порядка 5 мкм. Следовательно, для её обеспечения нужно перемещать винт не грубее 2 мкм.

Это слишком жёсткие требования даже для короткофокусного рефрактора F/5, можно обойтись точностью примерно на порядок ниже.

Я нашел вот такие винтики с подпружиненным шариком на конце. Как реально себя поведут не понятно, но выглядят интересно.

Всегда мечтал о таких, наверное, это наилучшее решение.

Если точность будет ниже, например 50 мкм, то картинка пятна сильно изменится по сравнению с 5 мкм точностью; если проверить теоретически для зеленого света и объектива ОСК2, ахромат, Диаметр 150, фокус 1600. На скриншотах виды пятен при разъюстировке отрицательного компонента ахромата на 5 и 50 мкм с оси.

[Boris Green]

Если точность будет ниже, например 50 мкм, то картинка пятна сильно изменится по сравнению с 5 мкм точностью

А как такая точность достигается в бытовых телескопах? Вся надежда, что линзы по прокладкам слипутся? Если оправа дюралевая, то зимой она обожмет винтами линзы до крестов. И тепловой зазор там значительный.

[ysdanko]

А как такая точность достигается в бытовых телескопах? Вся надежда, что линзы по прокладкам слипутся? Если оправа дюралевая, то зимой она обожмет винтами линзы до крестов. И тепловой зазор там значительный.

Центровка линз держится за счет того же пружинного кольца. Радиальные винты необходимы только для юстировки. После прижима пружинным кольцом  винты вообще можно выкрутить,  Ну а величина бокового зазора определяет будут зажиматься линзы объектива или нет в заданном диапазоне температур. Этот зазор необходим по любому, а его величина будет зависеть от материала оправы, для стали зазор будет меньше, для дюрали больше...

На моем объективе (ОСК) имеются шесть радиальных отверстий. Но винтов там нет. А сами отверстия залиты герметиком. То есть на НПЗ предполагалось что центровка линз этими винтами делается одноразово при сборке объектива. То есть это технологическая операция, и для дальнейшего сохранения центровки достаточно прижима упругим кольцом.
 При разборке объектива естественно центровку надо будет восстанавливать. Как на НПЗ это делается я не в курсе...скорее всего не грубыми винтами вкрученными в оправу,  а в каком то технологическом приспособлении обеспечивающем сдвиг линз относительно друг-друга с микронной точностью...

[kramvalera]

А как такая точность достигается в бытовых телескопах? Вся надежда, что линзы по прокладкам слипутся? Если оправа дюралевая, то зимой она обожмет винтами линзы до крестов. И тепловой зазор там значительный.

Центровка линз держится за счет того же пружинного кольца. Радиальные винты необходимы только для юстировки. После прижима пружинным кольцом  винты вообще можно выкрутить,  Ну а величина бокового зазора определяет будут зажиматься линзы объектива или нет в заданном диапазоне температур. Этот зазор необходим по любому, а его величина будет зависеть от материала оправы, для стали зазор будет меньше, для дюрали больше...

На моем объективе (ОСК) имеются шесть радиальных отверстий. Но винтов там нет. А сами отверстия залиты герметиком. То есть на НПЗ предполагалось что центровка линз этими винтами делается одноразово при сборке объектива. То есть это технологическая операция, и для дальнейшего сохранения центровки достаточно прижима упругим кольцом.
 При разборке объектива естественно центровку надо будет восстанавливать. Как на НПЗ это делается я не в курсе...скорее всего не грубыми винтами вкрученными в оправу,  а в каком то технологическом приспособлении обеспечивающем сдвиг линз относительно друг-друга с микронной точностью...

Что то в тексте про разрезное кольцо вы перемудрили - такие кольца нужны для мягкого прижимания по трём точкам с малым давлением оптических точных поверхностей, которые так же базируются на три точки в оправе - распространено особенно в лазерных резонаторах, а в объективах ароматов такое кольцо не сможет удержать от поперечного смещения линз - не хватит усилия , ведь оно, как учат классики типа Крюгера, предназначено для поддержания углового положения поверхности при минимальной его деформации. Для поперечной юстировки и его фиксации нужно что то более существенное.

[ekvi]

Если точность будет ниже, например 50 мкм, то картинка пятна сильно изменится

По расчёту для Ф90х900 при одновременном воздействии всех косин (31+21+21+50 мкм) пятно удвоится и в 2 раза превысит Эйри, т.е. ахромат станет браком. Следовательно, здесь допускаемая косина зависит от уровня толерантности пользователя.

центровка линз этими винтами делается одноразово при сборке объектива..., и для дальнейшего сохранения центровки достаточно прижима упругим кольцом.

Но, если Вы пережмёте, возникнут деформационные искажения и опасность раскола.
Поэтому

в объективах ароматов такое кольцо не сможет удержать от поперечного смещения линз - не хватит усилия ... нужно что то более существенное

Этим "более существенным" наши конструктора предлагали герметик: заполнить им те самые юстировочные отверстия для фиксации положения в оправе съюстированных линз - при постоянном контроле на интерферометре.
Причём заполнять отверстия - последовательно, тройками.

Здесь даже деревянные "призмы" (~спички) куда более уместны, чем стальные винты, пусть даже с подпружиненным шариком.
Но надо иметь в виду, что (+) и (-) линзы круглятся по разным диаметрам: у (-) линзы КТР выше, и она имеет Ф, меньший, чем у (+).

[Eugenio D.]

Берём не 5, а 20 мкм.
Тогда Вы должны уловить поворот винта на угол 0.7 х 4 = 3 градуса - Вы обязуетесь с такой точностью установить (а в дальнейшем - сохранить) такое позиционирование винта?
+/- 15 градусов ещё можно попробовать - т.е. тоже "на порядок", только в другую сторону: 20 * 5 = 0.1 мм - вот та точность по децентрировке, на которую с таким подходом можно рассчитывать.

Вывести кому с точностью не хуже 1/8-1/10 лямбда при наличии поперечных винтов с шагом резьбы 0,7мм, а тем более 0,5мм не составляет большого труда, если работать с искусственной звездой. Удержать юстировку действительно сложнее, но практика показывает, что в рефракторах с относительным отверстием 1/8 и насыпными оправами типа SW, снабжёнными резиновым кольцом, сохранить приемлемый уровень юстировки в диапазоне температур от +30 до -30 С всё же вполне возможно. Металл винтов не в коем случае не должен упираться в стекло, должны быть пластиковые или иные пружинящие прокладки. В моих телескопах удержание линз обеспечивается двояко:1) за счёт действия прижимного кольца через резиновую прокладку при умеренно сильном поджатии, 2) за счёт юстировочных винтов с пластиковыми наконечниками, которые не удаляются после выполнения юстировки.

[ekvi]

Может возникнуть сомнение, что у профессионалов нет решения поставленной проблемы. Но это не так.
Каждая линза вставляется в индивидуальное металлическое кольцо с зазором, рассчитанным на максимальный температурный перепад, центрируется в нём и завальцовывается, т.е. обжимается вальцем по своей фаске. Затем все линзы в своих кольцах "насыпаются" в общую оправу и фиксируются стопорными винтами.
Такой способ возможен до определённого диаметра. Я, например, всю жизнь центрирую линзы по фаскам оправы или распорных колец; вся стопа сжимается с торца оправы 3 пружинящими лапками. В этом случае при остывании линзы обжимаются по фаскам - совершенно также, как и при завальцовке, но со значительно меньшими усилиями.
Но я это делаю на свой страх и риск - как сегодня принято парировать: NO GUARANTEE!

[nolv]

У ахромата Ф90х900 мм  (см.илл.) самый большой допуск на 3й поверхности = 50 мкм, а на силовых поверхностях - только 21 мкм.

А что такое "Критерий 2ro" и как программа считает dC исходя из этого критерия?

[ekvi]

что такое "Критерий 2ro" и как программа считает dC исходя из этого критерия?

Допуски в РОС можно посчитать по заданному критерию (Илл.1):
- по СК значению пятна рассеяния, 2ro,
- по СК значению волновой ошибки, dW,
- по уменьшению Kш,
- по максимальному пятну, 2rm.
Для этого задаётся значение TolerFactor, по которому устанавливается максимальное значение MaxToler.

Например, Ф Эйри = 17.63, TolerFactor = 1.5, тогда MaxToler = 26.447 мкм.
Ориентируясь на этот критерий, программа вводит искажения в конструкцию оптической системы: dR - на радиуса, dd - на толщины, Asfer - на ошибки поверхностей и dC - на их децентричность - так, чтобы суммарное значение критерия не превышало значение критерия MaxToler (Илл. 2). В процессе введения искажений в системе постоянно производится подфокусировка - так, чтобы получить максимальное значение допускаемых искажений.

Можно возразить, что в процессе коррекции децентричности остальные параметры не изменяются. Однако надо иметь в виду, что юстируемая система уже не идеальна, и на децентрировку приходится не весь допуск, а только одна его четвёртая часть (остальные 3/4 уже израсходованы на dR, на dd, и на Asfer). Так обстоит дело с серийно изготовленными объективами. При "индпошиве" можно значительно улучшить ситуацию, последовательно устраняя дефекты изготовления и оптимизируя оставшиеся параметры.

Как можно видеть, в системе Попова с 2х-линзовым корректором поля dC = 50 мкм - допуск на децентричность, самый широкий из возможных в программе РОС.