Украинский Астрофорум
Практика => Телескопостроение => Тема начата: Олег К от 13 Марта 2008, 06:01:03
-
Провел контроль формы зеркала методом Миллье-Лакруа (по описанию в книге Сикорука). Параметры зеркала: D = 215 mm, f = 1320 mm. Начертил графики коридора допустимых ошибок для лямбда/8. Провел испытание зеркала по зонам - 5 зон. Из графика реальных аберраций видно, что до зоны 80 мм он вписывается в допуски, а потом резко взмывает вверх. Из этого заключаю. что аберрации для зон после 80 мм большие, т. е. край завален больше, чем нужно.Для исправления ситуации, думаю нужно "поднять" первую часть графика. Другими словами, центральной части зеркала от 0 до 80 придать меньший радиус кривизны. Для этого отформовал полировальник так. что бы выключить из работы крайние зоны (80 - 107,5) и поменял местами положение зеркала и полировальника (теперь полировальник сверху). Прошу помочь советом. Правильно ли действую? Спасибо.
-
А можно график сюда поместить? :shuffle:
-
Вот такой график получился.
-
Почему то не открывается, пробую переименовать
-
Лучше картинки в графическом формате вставлять (*.jpeg, *.gif, ...), сразу все видно на экране ;)
По оси ОY - продольная аберрация в мм? Нет ли графика с "коридором"?
Какова точность измерения по каждой зоне? По хорошему, нужно измерять несколькими проходами, каждый раз меняя немного нуль-пункт микрометра(индикатора), а затем считать среднее и стандартную ошибку этого среднего (формулки есть в Exele, напр.). Другого пути для оценки надежности (точности) измерений нет...
Кстати, нож и источник связаны или движется только нож? :shuffle:
-
Александр Петрович! К сожалению работать с компьютером практически не умею.Я понимаю, что представил информацию в некорректном виде. Чертил на миллиметровке, а график, который прислан, сделан по моей просьбе, на скорую руку коллегой. Данные собраны на основе 5 промеров. Источник движется вместе с ножом. Первый график и есть коридор ошибок (для выбранных мною параметров), а второй,внизу по факту измерений.
-
P.S.
Точность измерений до 0,01мм.
-
А можно исходные измерения тут выложить, в виде таблички? Типа
зона
20 40 60 80 100
промер 1 ххх ххх ... ... ...
промер 2 ххх ххх ... ...
промер 3 ххх ... ...
... ... ... ... ...
Мигом все обсчитаем и построим!
В данном случае точность измерений определяется не ценой деления прибора, а точностью наведения полутени на метку зоны.
И, на всякий случай, нет ли под рукой Алькора/Мицара? :shuffle:
-
Скажу еще, что зоны размечал так, как пишет Барабашов, т. е. вырезал из плотной бумаги маски и поочередно закрывал ими зеркало. Радиус зоны брал, соответственно, как центр прорехи в маске.
зона (мм)
12,5 33,5 54,5 75,5 96,5
промер 1 1,28 0,95 0,38 0,98 3,22
промер 2 1,68 1,64 1,45 2,00 3,90
промер 3 1,58 1,47 1,09 1,70 3,56
промер 4 1,29 1,50 1,20 1,80 3,80
промер 5 1,33 0,97 0,62 1,24 3,35
Алькора или Мицара, к сожалению нет. Спасибо!
-
Табличку я обсчитал, результат на графике. Красная кривая - продольная аберрация для идеальной параболы (расчет), синие кривые- "коридоры" допусков.Самый интересный момент- нанесение измеренных точек (черные кружки, средние значения по пяти измерениям) на график. Поскольку измеряются разности, измеренные точки можно синхронно двигать вдоль оси ОY. Я сдвинул их таким образом, чтобы измерения на зоне ~0.7R попали в коридор, другие варианты, по-моему, менее наглядны. Вертикальные линии у каждой из измеренных точек ("бары ошибок") характеризуют формальную точность (погрешность) среднего значения по пяти измерениям, то, что в табличном виде пишут как "+-".
Что можно заключить из рассмотрения полученного графика?
Во-первых, понятно, какова реальная точность измерений. Величина (длина) баров ошибок у точек примерно одинакова, что говорит о хорошей воспроизводимсти измерений продольной аберрации. В то же время, длина баров (то есть, величина ошибки) заметно больше ширины коридора допусков. При плавной поверхности это не очень страшно, главное - "попасть" в коридор во всех зонах. Для увеличения точности (надежности) измерений можно мерять большее количество раз; возможно стоит отказаться от метода экранов и увеличить число измеряемых зон, для чего использовать разбивку с помощью непрозрачной полоски с зубчиками,указывающими зоны.
Во-вторых, видно, что поверхность зеркала пока неплавная. На бугор в центре можно не обращать внимания, главное - краевая зона, имеющая наибольшую площадь. Надо убрать завал, для чего я бы отформовал полировальник полного размера, слегка подрезал край, зеркало сверху, укороченный штрих. Когда крайняя точка сравняется с зоной 0.7R и "сядет" в коридор, можно и с центром разобраться; если бугор сохранится, убрать его полировальником меньшего размера - дело 5-10 мин.
Алькора или Мицара, к сожалению нет. Спасибо!
Жаль, у них, как правило, ГЗ- неплохая сфера, тут бы компенсационный метод применить... :shuffle:
-
Спасибо за проведенный анализ поверхности! Буду действовать дальше, сообразно полученному совету. О результатах обязательно сообщу!
-
Слышал о методе Мажуги для контроля поверхности зеркала. Как я понимаю, это графический метод. Хотелось бы узнать подробнее или получить ссылку. Заранее спасибо!
-
Статья Алексина: http://www.astronomer.ru/library.php?action=2&sub=2&gid=80,
в самом начале есть ссылка на заметку Мажуги в ЗиВ.
К статье приложена полезная табличка для расчетов в формате Exel :shuffle: ;D
-
моя имха - этот метоД все таки не очень. я пробовал его на 2 зеркалах. при промерах Делал по 5-10 замеров для усреднения.
вроДе все расчетно вышло. но позднее выпала возможность протестить в нуль тесте с плоскостью. по краю сразу стала видна канавка которую при испытании из центра кривизны просто не было виДно! все перепроверил несколько раз. так что все же стоит заДуматься хотя бы о методе Максутова со сферическим зеркалом.
-
Хочу коротко продолжить сообщения о ходе работы с заготовкой зеркала. К сожалению, не смог исправить форму поверхности до параметров входящих в допуски. Принял решение вернуться к тонкой шлифовке. 3 часа работы самым мелким порошком и снова к полировке. На этот раз матовость уходила быстрее. Но нужно сказать, что основная матовость остается (каки в прошлый раз!) в виде кольца с центром в зоне ок. 0,65 R. Форма сейчас примерно такая: в центре до границ остатков матовости-сфера, а края (вне кольца матовости) слегка подвернуты. Прилагаю рисунок, который иллюстрирует как выглядят остатки матовости. Нужно сказать. что я на рисунке намеренно выделил это "кольцо" повыразительнее. На самом деле, оно едва заметно и видно только в свете теневого прибора. Что это? Дефект шлифовальника, который сильнее прорабатывает одну из зон? По мере продолжения полировки, матовость медленно, но исчезает. Вот такие дела. Хотелось бы услышать комментарии.
-
Если матовость негрубая (а судя по всему это так), то дела идут хорошо, основное- не завален край. Кольцевая ямка на этой зоне есть следствие предыдущей, более грубой шлифовки; она могла спокойно "пережить" полировку и последующую тонкую шлифовку.
Если "ямка" глубокая, то остаточная матовость в ее пределах достаточно грубая, и сполировать ее будет тяжело; тут лучше еще поработать шлифовальником. Грубость мата ;D на этой зоне можно оценить с микроскопом. Если же матовость достаточно тонкая (в ходе полировки матовое кольцо заметно сужается), то по идее, оно должно достаточно быстро исчезнуть, а поверхность зеркала - выровняться до сферы. Главное, НИЧЕГО НЕ НУЖНО МЕНЯТЬ сейчас в режиме полировки.
-
Да, по мере продолжения полировки, матовость уменьшается, только скорее она не сужается, а становится все прозрачнее и начинает меньше контрастировать с остальной поверхностью. Режим не буду менять, работаю эллиптическим штрихом. Когда матовость исчезнет (очень надеюсь!) подвернутый край собираюсь убрать перейдя к прямому штриху с большим выносом. Так?
-
подвернутый край собираюсь убрать перейдя к прямому штриху с большим выносом. Так?
Именно так! Но "большой вынос" - не более 1/3 диаметра, сдвиг с центра в одну сторону!
-
Хочу сказать в нескольких словах о работе с моим 215 мм зеркалом. После того, как удалось удалить остатки матовости, перешел на работу с полировальником 0.7 D Полировал центральным штрихом и штрихом по хорде. Был удивлен, как быстро менялась форма! Контроль поверхности проводил часто - через мин 5. Следил за тем, что бы зеркало при вращении рабочего столика делало целое число оборотов. Провел испытание по зонам и построил график аберраций. После небольшой корректировки реальные аберрации поместились в коридор ошибок, который построен для точности лямбда/8. Поверхность хорошо отполирована (кстати, ушло на это целых 30 часов) и без царапин. Таким образом, считаю, что работу закончил. Спасибо всем, кто помогал советом и особенная благодарность Александру Петровичу и Сергею Назарову. :pivo:
-
Олег, поздравляю с успешной работой! :pivo: Это будет добсон или же Ньютон на экваториале? Когда первый свет?
-
Спасибо! Будет Ньютон на экваториале.
-
Таким образом, считаю, что работу закончил.
Поздравляю! :pivo:
Был удивлен, как быстро менялась форма! Контроль поверхности проводил часто - через мин 5.
Именно на этой стадии сполировываются как раз те неуловимые доли микрона стекла, которые и составляют разницу между просто вогнутой полированной стекляхой и параболическим зеркалом! :smart: 8)
Во избежание сюрпризов полезно посмотреть на изображение точечного источника из центра кривизны с сильным окуляром. Несмотря на наличие сферической аберрации (разные пред- и зафокальные изображения), в этом тесте легко выявляется возможный астигматизм.
-
Обязательно попробую. Кажется, у Навашина есть описание этого теста. А по поводу алюминизации, есть возможность сделать это в Харькове?
-
Возможность есть, завтра днем буду проезжать через Красноград, могу забрать зеркало. Моб. тел. скину в личку.
-
После осмотра и тестирования моего зеркала у Александра Петровича, было выявлено ряд недостатков (остатки матовости, недостаточно правильная параболическая форма, очень маленькая фаска).В соответствии с полученными советами продолжил работу. Пришлось даже возвращаться к шлифовке. На время, когда установилась жара, я прекратил работы по полировке - полировальник становился мягче, чем это необходимо и намного возрастала опасность получения завала. Сейчас работы возобновлены. Общее время полировки составляет 9,5 часа. Поверхность при внешнем осмотре без матовости. При испытаниях видно, что центральная часть сфера, а зона 35 мм с краю - подвернутый край. Для устранения подвернутого края, понимаю, что нужно увеличить вынос штриха (сейчас вынос составляет 1/4R), но в соответствии с размером подвернутой зоны как сопоставить длину выноса? Какая зависимость?
-
жаль что неизвестен размер ошибки..
ну зона широкая.. попробуйте 1/3 -1,2,5 штрих..
зависимость сложно вычислить..
-
Пожалуйста, уточните, размер какой ошибки неизвестен?
-
(сейчас вынос составляет 1/4R), но в соответствии с размером подвернутой зоны как сопоставить длину выноса? Какая зависимость?
Проще всего - "методом научного тыка", то есть, удлиннить штрих, поработать немного, и посмотреть результат. При плавных движениях можно увеличивать штрихах до 1/3D (вынос в одну сторону). Ход процесса определяется свойствами смолы и (в меньшей степени) самого стекла, поэтому конкретный рецепт дать едва ли возможно. Приподнятый край - несложная ошибка, и все должно получиться легко и быстро.
-
Всем привет! :)
Решил написать здесь, чтобы не создавать новую тему. Александр Петрович, подскажите, пожалуйста, как избавиться от подвёрнутого края на зоне примерно 90%, возник он думаю из-за несколько увеличенного штриха, перепробовал уже многое, и местную ретушь и аккуратную полировку по хорде - ничего не помогает. Скажите, может, есть более действенный способ устранения подобных ошибок?
Заранее спасибо! С уважением, Юра.
-
Странно, удлинненный штрих обычно легко устранет подвернутый край. ???
Вы уверенны, что край именно ПОДВЕРНУТ? И кстати, зеркало на этапе параболизации, или пока полировка "на сферу"?
Попробуйте заново отформовать полировальник, предварительно сцарапав/заплавив "заполириченный" слой.
Плавно завалить край можно полировальником меньшего размера (0.7D), зеркало внизу. Используется штрих в виде W, концы отрезков "W" лежат практически на краю зеркала. Полировать нужно размеренно и не спеша, стараясь как можно равномернее распределить работу по всем азимутам.
-
Странно, удлинненный штрих обычно легко устранет подвернутый край. ???
Об этом мне известно, разобраться, почему эта ошибка имела место не могу ???, зеркало имеет форму параболы, добиться которой я пытался подрезкой полировальника на зоне 0.7 и несколько увеличенным выносом, время от времени полировал эллиптическим штрихом для устранения мелких зональных ошибок и "ряби" на поверхности зеркала, после 15-20 минут работы, получилась собственно плавная парабола, вот только с бОльшей чем необходимо продольной абберацией, и подвёрнутым краем, в общем опять перестарался! ;D Выражается на теневой картине это так: крайняя зона зеркала (90%) слева в тени, а справа освещена (нож вводиться справа налево).
Сначала, выше упомянутыми способами пытался убрать подвёрнутый край - ничего не получилось, рельеф не менялся, потом подрезал полировальник в центре и на краю (не ослабляя ту зону, где виден подвёрнутый край) для того, чтобы "понизив" вершину параболы, добиться расчётной продольной абберации. Теперь продольная почти соответствует необходимой, но подвёрнутый край остался, хотя с Ронки заметно, что "перелом" линий стал менее резким. Получается, что продолжив работу таким способом, а он оказался единственным сколько-нибудь действенным, я просто вернусь на сферу и только тогда подвёрнутый край исчезнет?..
Плавно завалить край можно полировальником меньшего размера (0.7D), зеркало внизу. Используется штрих в виде W, концы отрезков "W" лежат практически на краю зеркала. Полировать нужно размеренно и не спеша, стараясь как можно равномернее распределить работу по всем азимутам.
Кстати, первоначально параболизацию я пытался провести тем способом, что Вы мне посоветовали - полировальник в форме шестиконечной звезды 0.7 диаметра зеркала, штрихи делал такими, чтобы центр полировальника практически доходил до края зеркала...спустя 5 минут работы появился рельеф, но совсем не правильный - вершина "бублика" :) была примерно на зоне 0.5 (причём, при перемещении ножа вдоль оси, она практически никак не смещалась) и появилось большое количество зональных ошибок. Но тут наверно сказывалась моя неопытность, немного поэкспериментировав ещё, какого либо результата добиться не удалось и я решил вернуться на сферу и провести асферизацию уже полноразмерным полировальником.
-
Похоже, что лучше потихоньку вернуться к сфере, раз удалось нащупать способ, который ведет к понятному результату. Тем более, что ошибки на краю наиболее критичны, и их нужно устранять по-любому. Параболизовать примерную сферу на полноразмерном полировальнике вполне возможно, используя подрезку или выдавливание звезд.
Неудача с асферизацией звездочкой 0.7 скорее всего связана с малыми размерами зеркала, хотя у меня срабатывала неоднократно и с зеркалами меньших размеров. Возможно, смолу нужно было брать помягче, хорошо формовать и применять фиксированное давление (грузом) при плавном штрихе.
-
Неудача с асферизацией звездочкой 0.7 скорее всего связана с малыми размерами зеркала, хотя у меня срабатывала неоднократно и с зеркалами меньших размеров. Возможно, смолу нужно было брать помягче, хорошо формовать и применять фиксированное давление (грузом) при плавном штрихе.
Та вроде всё нормально было...и смола мягкая, прикрутил груз 2кг, штрих плавный...ну в общем буду учиться! ;D
Александр Петрович, большое спасибо Вам за помощь, многие моменты стали гараздо яснее!
С уважением! Юра.
-
Та вроде всё нормально было...и смола мягкая, прикрутил груз 2кг, штрих плавный...ну в общем буду учиться! ;D
2 кг возможно и многовато на 100 мм ???
Ну а вообще звездчока 0.7 формирует плавную яму аж бигом, буквально на глазах, причем по примерно правильному закону. Зональных ошибок или "гусиной кожи" (мелкой ряби) в стандартных случаях не получал никогда ::)
-
??? Ну впервые у меня это не получилось, странно, но зональных ошибок было действительно очень много, хотя предварительно удалось получить довольно таки гладкую сферу...но буду экспериментировать :dash: С приходом опыта, надеюсь всё получится! ;D
-
Александр Петрович, ещё раз благодарю Вас за помощь!! :)
-
В рамках темы хотел бы продолжить общение.
Для параболического зеркала можно вычислить (воспользовавшись нехитрой формулой) его продольную аберрацию исходя из его параметров - диаметр и относительное фокусное расстояние. Т.Е. это будет разница в радиусах кривизны центральной и краевой зон. параболической поверхности. В книге Л.Л. Сикорука есть таблица, в которой приведено возможное отклонение + или - от вычисленной аберрации для поверхности точностью лямбда/8. Например, вычисленная аберрация зеркала составляет 1,92 мм (источник света подвижный). Из таблицы, исходя из диаметра и относительного фокусного расстояния находим допустимое отклонение, скажем 30,8%. В миллиметрах это отклонение составит 0,59 мм. Значит, допустимая аберрация в рассматриваемом случае может составлять от 1.33 до 2,51 мм. Теперь перейдем к испытаниям в автоколлимации. Как я понимаю, в идеале продольная аберрация должна быть нулевой (это те же вычисленные 1, 92 мм при испытании теневым прибором). На, а в пределах допуска продольная аберрация в автоколлимации может составить 0,59 мм (или учитывая двойное прохождение света в данном методе 1,18 мм)?Как от цифр продольной аберрации перейти к определению точности поверхности по отношению к лямбда? И правильны ли приведенные здесь рассуждения. Буду очень признателен за ответы.
-
Как от цифр продольной аберрации перейти к определению точности поверхности по отношению к лямбда? И правильны ли приведенные здесь рассуждения. Буду очень признателен за ответы.
Рассуждения, в принципе, правильные, действительно, переход в режим автоколлимации компенсирует "1" в квадрате эксцентриситета параболического зеркала, оставляя для анализа сходящийся волновой фронт, который должен быть идеално-сферическим при точной параболе, или слегка уклоняется от некоторой средней (ближайшей) сферы при наличии ошибок изготовления. Допустимая величина отклонений (т.н. волновой аберрации) задается несколькими способами, напр., известным критерием Релея (лям/4). Переход от измеренных продольных аберраций к ошибке волнового фронта в "лямбдах" ( или мкм ::)) требует интегрирования ( приближенно заменяемого суммированием) измерений продольных аберраций нескольких зон зеркала (чем больше тем лучше) . Подробный пример такого расчета приведен у Максутова в "Астрономической оптике".
Строго говоря, критерий Релея "работает" в случае плавных отклонений реального фронта от идеальной сферы, напр, при сферической аберрации (искривления в ту или иную сторону при легкой недо- или перепараболизации ). В этом случае, измерив только макс. величину продольной аберрации (центр-край) можно сделать заключение типа "зеркало не хуже лям/хх". Если поверхность неплавная, напр., с завалом края, такой однозначности уже нет, надо мерять продолные аберр. по зонам и интегрировать....
-
Александр Петрович, спасибо! На будущее,хочу, возможно применять и другие методы контроля, например со сферическим зеркалом (по Максутову), потому и хочу составить себе ясное представление .
-
хочу, возможно применять и другие методы контроля, например со сферическим зеркалом (по Максутову), потому и хочу составить себе ясное представление .
мы тут http://www.astroforum-ua.com/forum/index.php?topic=749.0 немного эту тему обсуждали
И тут http://www.astroforum-ua.com/forum/index.php?topic=25.0
Еще у меня есть ощущение, что цифра по допустимой продольной аберрации ~0.6 мм (при контроле в автоколлимации или в фокусе по звезде) должна быть вдвое жестче, то есть порядка 0.3 мм (+-, конечно же). Из центра кривизны мы фактически смотрим разброс нормалей разных зон зеркала, а сидя в фокусе пытаемся измерить разброс нормалей к волновому фронту, идущему от зеркала. Возможно, где-то в рассуждениях теряеться множитель типа двойки ::) ??? Надо будет проверить как-нибудь...
-
Кажется, мысль понимаю :D. Спасибо за приведенные ссылки!
-
... Теперь перейдем к испытаниям в автоколлимации. Как я понимаю, в идеале продольная аберрация должна быть нулевой (это те же вычисленные 1, 92
мм при испытании теневым прибором). На, а в пределах допуска продольная аберрация в автоколлимации может составить 0,59 мм (или учитывая двойное
Задачу можно сформулировать так: есть вогнутая поверхность, имеющая продольную аберрацию НОРМАЛЕЙ 1.92 мм, укладывающуюся в допуск +- 0.59 мм при контроле из центра кривизны. Чему равна аберрация нормалей ВОЛНОВОГО фронта, отраженного этой поверхностью при наблюдении точечного источника на бесконечности? Понятно, что ВОЛНОВАЯ аберрация впишется в критерий Релея лям/4, так как сам допуск на точность параболизации +-0.59 мм посчитан на основе этого критерия. При этом, переход от зеркальной поверхности к волновому фронту, отраженному от нее, ужесточает(сужет) допуск вдвое, поскольку при отражении погрешности поверхности переносятся на волновой фронт с удвоенной амплитудой. То есть, аберрация нормалей ВОЛНОВОГО фронта при освещении зеркала параллельным пучком не должна выходить за пределы +-0.295 мм (или соответственно, +-0.59 мм в автоколлимации).
Программы, используемые для расчета оптики, позволяют вычислять и продольную аберрацию, и амплитуду (размах) погрешности волнового фронта (волновую аберрацию). Приведенные выше рассуждения подтвержаются моделированием простейших систем. Так, упоминаемое во всех книгах сферическое зеркало 150 мм 1/8, заменяющее параболическое, в параллельных лучах дает продольную аберрацию нормалей к волновому фронту ~ 0.6 мм и волновую аберрацию лям/4, что действительно еще укладывается в критерий Релея. Для случая 215 мм зеркала 1/6 моделирование позволяет подобрать допуск, вводя некоторую ошибку параболизации и вычисляя затем волновую аберрацию. Действительно, быстрые прикидки показывают, что для "попадания" в критерий Релея лям/4, продольная аберрация волнового фронта не должна превышать +- 0.3 мм (+- 0.6 мм в автоколлимации).
В конечном счете, ответ на вопрос может звучать так: 215 мм зеркало 1/6 (с ПЛАВНОЙ поверхностью), укладывающееся в автоколлимации в пределы +- 0.6 мм по продольной аберррации, имеет максимальный размах ошибки поверхности лям/8, или лям/16 - если эти пределы вдвое уже (+- 0.3 мм).
-
Спасибо за подробный ответ.Ко всему, еще читаю Максутова. Прихожу к мысли изготовить тестовое сферическое зеркало.
-
Прихожу к мысли изготовить тестовое сферическое зеркало.
Наверное, путь правильный, вогнутое зеркало проще довести до уровня эталона, чем выпуклую поверхность линзового компенсатора для схем Росса/Долла...