Адаптивная оптика.Возможно ли для любителя астрономии.

[Алексей Юдин]

Конечно, топикстартер всем пофигу, главное - повод поговорить! А фактом траты денег и на более дорогие телескопы никого не удивить...

[Денис Никитин]

В свою очередь хочу предложить собственную менее серьезную схему с возможностью наклона и перемещения вдоль оптической оси. Нам понадобятся три электродинамических громкоговорителя (динамики что в колонках стоят) низкой мощности, немного алюминия или даже сосны, а также плоское зеркало небольшого размера. Все в пределах 1000 руб.

Это практически в точности схема SBIG AO-7, за исключением того, что у AO-7 используется 4 электромагнитных актуатора и одна упругая мембрана на которой покоится зеркало.

Все любительские системы tip-tilt нормально неработоспособны, так как в них отсутствует обратная связь по перемещению/положению активного оптического элемента. Есть только обратная связь через ПЗС камеру, которая ну очень медленная. Попытки вводить грамотную обратную связь по перемещению/положению активного оптического элемента сразу на порядок увеличивают стоимость устройства, так как требуются датчики с субмикронным разрешением - емкостные или оптические. 

[Павел Кириленко]

    Прежде всего благодарю, Денис, за новую информацию для размышления. Здесь люди все таки собрали устройство для исправления ошибок гидирования по крайней мере, есть соответствующая тема на форуме. А что нам мешает предусмотреть обратную связь по перемещению и положению зеркала? Почему это так дорого? Также не понятно зачем нам субмикронное разрешение. Светочувствительность да, чем больше тем лучше, ведь нам нужна частота изменения положения зеркала от десятков герц до 1 кГц как недавно вычитал, а это может быть менее 1/1000 сек. выдержки.  Дайте ссылку, если не трудно.

[Serj]

Никто же не запрещает использовать рычаги, эксцентрики, гибкие сочленения и прочие нанатехнологии. Да и зачем тип-тилту субмикронная точность? Точности порядка пары микрон должно быть заглаза.

[Грехов Михаил]

Так что,  Юра,  топикстартер,  слился показать "свой"  20" ШК ? И когда наш народ перестанет так клевать на разводы?

VD, Искренне с вами солидарен!

[Денис Никитин]

А что нам мешает предусмотреть обратную связь по перемещению и положению зеркала? Почему это так дорого? Также не понятно зачем нам субмикронное разрешение.

Если взять скажем tip-tilt зеркало диаметром 50мм, то одна угловая секунда его наклона транслируется в 100 нанометров (0,1 микрон) перемещения.

[Павел Кириленко]

А что нам мешает предусмотреть обратную связь по перемещению и положению зеркала? Почему это так дорого? Также не понятно зачем нам субмикронное разрешение.

Если взять скажем tip-tilt зеркало диаметром 50мм, то одна угловая секунда его наклона транслируется в 100 нанометров (0,1 микрон) перемещения.

      Денис, это в случае перемещения главного зеркала, а если например наше зеркало расположено в десять раз ближе к фокальной поверхности то и перемещения будут в десять раз больше. Кроме того 0.1 микрона это приблизительно точность главного зеркала, при таком наклоне наблюдатель не заметит ни каких изменений. Нам нужно качать зеркало сильнее по крайней мере в два-три раза. Надо подумать как бы реализовать контроль за перемещением по изящнее. Может у кого какие идеи есть?

[Павел Кириленко]

   Мне кажется я вспомнил что такое емкостный датчик. Он используется в конденсаторном микрофоне.

[Piter_Korn]

Если качать не зеркала, а плоско-параллельную пластину (стеклянную) в tip-tilt системах, то необходимые подвижки увеличатся до сотых или даже десятых долей милиметра, что легко осуществимо. А если "опрос" положения опорной звезды производить достаточно часто (скажем 500/1000 раз в сек) , то можно обойтись и без обратной связи по положению!
Все "упирается" в быстродействие гидирующей матрицы.

[Павел Кириленко]

Если качать не зеркала, а плоско-параллельную пластину (стеклянную) в tip-tilt системах, то необходимые подвижки увеличатся до сотых или даже десятых долей милиметра, что легко осуществимо. А если "опрос" положения опорной звезды производить достаточно часто (скажем 500/1000 раз в сек) , то можно обойтись и без обратной связи по положению!
Все "упирается" в быстродействие гидирующей матрицы.

    На сколько я понял в этом то и есть проблема, в чувствительности матрицы. Мне бы не хотелось применять плоско-параллельную пластину, в этом случае будет бесполезно поступательное движение вдоль оптической оси, а это важно, мы таким образом как бы изгибаем зеркало, т. е. слегка меняем фокусировку. Вообще мне хочется думать в направлении обратной связи только через матрицу. Может быть черно-белые матрицы использовать, если такие есть? У них чувствительность должна быть выше.

[Денис Никитин]

Если качать не зеркала, а плоско-параллельную пластину (стеклянную) в tip-tilt системах, то необходимые подвижки увеличатся до сотых или даже десятых долей милиметра, что легко осуществимо.

Да, и при этом АЧХ всей системы напрочь убивается да пары герц.

А если "опрос" положения опорной звезды производить достаточно часто (скажем 500/1000 раз в сек) , то можно обойтись и без обратной связи по положению!
Все "упирается" в быстродействие гидирующей матрицы.

Получается ужасно параметрическая система - 500/1000 раз в сек можно опрашивать только самые яркие звезды.

[Павел Кириленко]

... Да, и при этом АЧХ всей системы напрочь убивается да пары герц...

        С полной уверенностью утверждаю что плоскопараллельную пластинку можно перемещать с частотой несколько килогерц. Вспомните динамики в колонках, там диффузор массой несколько грамм колеблется с этой частотой и с амплитудой несколько миллиметров. В нашем случае масса пластинки ну допустим двадцать грамм, но амплитуда гораздо меньше. Одно в другое легко трансформируется, достаточно увеличить упругость мембраны, вспомните формулу определения частоты резонанса для колебательных систем. Мы даже получим большой запас по мощности. В этом аспекте проблем не вижу.

...Получается ужасно параметрическая система - 500/1000 раз в сек можно опрашивать только самые яркие звезды...

   Мне, например, хочется наблюдать визуально планеты, по ним и можно определять волновой фронт. Кстати, вместо плоско-параллельной пластины можно использовать пластину небольшой кривизны, как вы считаете, Piter_Korn?

[Piter_Korn]

Да я то "считаю на Компутере", да только от этого не легче...
Дело в том, что существуют видео-камеры с выдержкой в 1 тысячную сек, да только даже в них частота кадров составляет 50 Гц - черезстрочно, - фактически 25 Гц. При этом "люксовая" чувствительность совершенно НиКакая, видно на расстоянии 15 метров при освещении натриевой лампой на высоте 7 метров. Речь идет об камерах охранного телевидения ...     Другие - для меня недоступны.
По поводу пластин с небольшой кривизной - я искал информацию о "классических"  tip-tilt... Наверно можно, но это не является принципиально невыполнимым препятствием (отсутствие кривизны).

[Павел Кириленко]

   Давайте с другой стороны посмотрим на эту проблему. У меня Canon какой-то там серии, у него максимальная чувствительность матрицы составляет ISO 6400. С другой стороны собственноручно фотографировал Юпитер с выдержкой 1/60 сек. и чувствительностью ISO 400. При этом изображение было "размазано" по крайней мере на несколько сотен пикселей. Несложным расчетом получаем что с частотой 1 кГц мы можем следить не только за наклоном, но даже и за некоторыми деталями волнового фронта. Как только выудить эту информацию из матрицы сразу в компьютер и очень быстро? Пока не знаю.
   Кривизна нужна для небольшой коррекции фокусировки.

[Piter_Korn]

А Вы измерьте время за которое Ваш Кенон "отдает" изображение в интерфейс ЮСБ и получите частоту опроса, 1,   2 раза в сек.
Картина "приплыли"!
Где килогерцы!?

[Serj]

Мне бы не хотелось применять плоско-параллельную пластину, в этом случае будет бесполезно поступательное движение вдоль оптической оси, а это важно, мы таким образом как бы изгибаем зеркало, т. е. слегка меняем фокусировку.

Для начала не мешало бы определиться, как вы узнаете куда двигать зеркало. Вытащите фазовый датчик из зеркалки? Эх, уже из бюджета выбились! Но это не беда, лучше подумайте много ли даст "подфокусировка" при таких искажениях: turbulence (это сырые данные для графика в ответе №77)

[Piter_Korn]

Какая    ............    подфокуссировка!! Вы о чем!
Изображение скачет  вправо/влево и вверх/вниз, хаотически, от атмосферы.
Нужно в "мозгах" (в самом  tip-tilt) помнить где была опорн. звезда в предыдущем кадре, сравнить куда она убежала в текущем кадре , вычислить разность и "качнуть" пластинку чтобы она (звезда) вернулась на свое "законное" место.
Это все должно делаться в  tip-tilt. А основная Матрица должна пожирать фотоны "С жадностью птенца" долгие минуты! И не догадываться что есть какая - то железяка, которая кормит ее Фотонами!!!

[Serj]

Это не я придумал, это Павел. Я к тому и веду, что нафиг она не нужна.

[Денис Никитин]

С полной уверенностью утверждаю что плоскопараллельную пластинку можно перемещать с частотой несколько килогерц. Вспомните динамики в колонках, там диффузор массой несколько грамм колеблется с этой частотой и с амплитудой несколько миллиметров.

Диффузор в громкоговорителе имеет малую толщину, и маленькую массу, а амплитуда в несколько миллиметров может быть достигнута на очень маленьких частотах: несколько миллиметров амплитуды на частоте несколько килогерц - это сказки братьев Гримм. Кроме того прозрачная плоскопараллельная пластина в приложении tip-tilt AO должна иметь значительную толщину, чтобы обеспечить заметное отклонение. Пластина тяжелая, никакие килогерцы ей не доступны.   

[Павел Кириленко]

      Благодарю всех за критику, отвечаю по пунктам:

1).

А Вы измерьте время за которое Ваш Кенон "отдает" изображение в интерфейс ЮСБ и получите частоту опроса, 1,   2 раза в сек.
Картина "приплыли"!
Где килогерцы!?

Не знаю ответа на этот вопрос, может быть вы подскажете? Хочется верить что можно реализовать процесс передачи информации напрямую от матрицы к процессору. Кроме того почему вы считаете что система будет неработоспособна на частотах несколько десятков герц?

2).

Мне бы не хотелось применять плоско-параллельную пластину, в этом случае будет бесполезно поступательное движение вдоль оптической оси, а это важно, мы таким образом как бы изгибаем зеркало, т. е. слегка меняем фокусировку.

Для начала не мешало бы определиться, как вы узнаете куда двигать зеркало. Вытащите фазовый датчик из зеркалки? Эх, уже из бюджета выбились! Но это не беда, лучше подумайте много ли даст "подфокусировка" при таких искажениях: turbulence (это сырые данные для графика в ответе №77)

Куда двигать зеркало у меня тоже есть некоторые мысли, но об этом позже. Бюджет не оговаривался и ни чем не ограничен, а 1000 руб. это только за подвижное зеркало. На видео (очень благодарен что разместили) отчетливо видно что дифракционный диск меняет свой диаметр, что это если не расфокусировка?

3).

С полной уверенностью утверждаю что плоскопараллельную пластинку можно перемещать с частотой несколько килогерц. Вспомните динамики в колонках, там диффузор массой несколько грамм колеблется с этой частотой и с амплитудой несколько миллиметров.

Диффузор в громкоговорителе имеет малую толщину, и маленькую массу, а амплитуда в несколько миллиметров может быть достигнута на очень маленьких частотах: несколько миллиметров амплитуды на частоте несколько килогерц - это сказки братьев Гримм. Кроме того прозрачная плоскопараллельная пластина в приложении tip-tilt AO должна иметь значительную толщину, чтобы обеспечить заметное отклонение. Пластина тяжелая, никакие килогерцы ей не доступны.   

  Согласен, допустил неточность, но ведь перемещение диффузора 0.1 мм делим на десять (разница масс диффузора и плоско-параллельной пластинки) и все равно получаем необходимые перемещения. Есть диффузоры из алюминия, посчитайте сколько они могут весить при диаметре 15 см. Кроме того я уже писал что система может быть работоспособной и при более низкой частоте, а на частоте скажем 40 Гц те же самые диффузоры могут перемещаться уже на пару сантиметров. В конце концов этот только вопрос потребляемой мощности. Ну и конечно мы можем использовать зеркало, для него перемещения на пару порядков меньше.