Модернизация PST

[kup]

Привет телескопостроителям! У меня появилась отличная идея усовершенствования Аш-альфа телескопа. Полагаю астрономам-солнечникам  (настоящим или будущим обладателям  PST)  это будет крайне  интересно! Тщательно исследовав свой Coronado PST я с удивлением обнаружил, что его можно превратить в еще более серьезный инструмент с фильтрацией на Аш-альфа в 0.7 Ангстрем без раскурочивания и значительных денежных вливаний. Идея проста- осуществить двойную фильтрацию луча через эталон!!! Все что требуется - это два плоских зеркала - одно диаметром 20мм , другое диагональное 5х7 мм.
Основные параметры PST: Фокусное расстояние объектива 400 мм, диаметр -40 мм. Эталон Фабри-Перо диам 20 мм расположен  в точности посередине пути на расстоянии 200 мм от объектива. Блокирующий фильтр BF5, диам 5 мм , распололожен в 30 мм от фокуса объектива. Пентапризма огромной роли не играет- она лишь отклоняет луч на 90 градусов, сохраняя конгруэнтное изображение для удобства наблюдателя и геометрически уменьшает путь луча, делая PST компактным.
Самое первое и святое- эталон с лайншифтером(наклоняющим механизмом) не трогаем!!!
Устанавливаем позади эталона плоское зеркало. Лучи отразившись от него направятся обратно к объективу  пройдя эталон дважды в сходящемся пучке с четко рассчитаными производителем углами для каждой зоны эталона!!! Теперь как в Ньютоне выводим пучек минидиагоналкой 5х7 мм. Далее в 30 мм от фокуса устанавливаем блокирующий фильтр- он встроен в окулярный стаканчик, который легко выкручивается  из PST как единое целое.
Объектив легко выкручивается, как с трубой и так и сам по себе. Поэтому чтобы не портить " золотой" тубус , экспериментальная труба у меня тудет другая , тем более что в ней надо будет соорудить крепеж для диагоналки и проделать боковое отверстие для окулярного стаканчика.
Плоское зеркальце я присмотрел от Зенита. У меня проблема в другом - помогите найти минидиагоналку 5х7 мм!!! У меня нет возможности ее как изготовить так и посеребрить. Все дело в ней! Буду Вам очень признателен!
 Ах , да о параметрах размешения. Диагоналка будет размещена в 60-70 мм от объектива. Эффективное экранирование пучка 5 мм пятачком составит  не более 1/6.5, это практически никак не отразится на контрасте.
С уважением,  kup.

[scs]

Наверное, так ничего не получится.

Пучок в PST относительно сильно сходится - значит, там эталон представляет собой не просто две плоскопараллельные пластины, а либо двa мениска с радиусами около 200мм, либо все же плоскопараллельные пластины, но с отрицательной линзой перед ними и с положительной после. И в том, и в другом случае отраженные лучи пройдут между поверхостями эталона совсем не под тем углом, что был задуман.

[Олег Чекалин]

Действительно, нужно сперва попробовать на любом куске плоского зеркала будет ли конструкция принципиально работать, да хоть от того же зеркала Зенита кусок аккуратно отрезать. Все равно зеркало Зенита оптически недостаточно точное и пойдет только для экспериментов.
Олег.

[Дмитрий Маколкин]

Если уж модернизировать PST, то тогда стоит подумать об изготовлении для него специальной афокальной насадки, чтобы увеличить масштаб изображения и разрешение. Минусом будет увеличение теплового воздействия на штатный объектив, тогда стоит подумать о дополнительном фильтре на входе всей системы...

[kup]

Димыч, твоя фича не пройдет. Афокальная насадка суть умножение углов еще до входа в эталон! И никакого выигрыша в уменьшении ширины линии ( фильтрации). Эталон работает при углах чем меньших , тем лучших. Кстати  у PST есть запас. Он работает при F/D > 10 . Все ограничено апертурой блокирующего фильтра -5 мм( издевательски продуманного хода изготовителем). А так и мудрить нечего. При 400мм объективе изображение диска Солнца 3.7 мм в фокальной плоскости.Если мы хотим наблюдать весь диск при фильтрации 1.0 Ангстрем, у нас есть запас 5/3.7 раза. Т.е мы берем 54 мм объектив  F/D = 10, эталон работает как обычно - разрешающая способность  увеличивается только за счет масштаба. Конечно как ты и сказал нужно в пропорции ослабить поток. Все вышесказанное проходит и  для объективов больших диаметров- только не забыть поставить ослабляющий фильтр! Правда в угоде разрешению мы будем наблюдать лишь часть диска.
Я же осмелился предположить о модернизации в смысле самой фильтрации ( уменьшения ширины линии)- если это пройдет будет круто!

[kupp]

Слабонервных попрошу удалиться! . Вчера полностью разобрал PST( и собрал обратно). Как и ожидалось чудес не произошло, однако появилась ясность ( теория о менискообразном эталоне не подтвердилась).Сам эталон это две толстостенные стекляшки по сантиметру толщиной каждая , зазор воздушный обеспечивается сегментами из тонких пластинок - одним словом КЛАССИЧЕСКИЙ ФАБРИ-ПЕРО!!! Перед эталоном стоит плоско- вогнутая линза F= -200 мм, а за ним плоско выпуклая F= 200 мм. Таким образом выявлено , что уже используемая  2-х кратная афокальная конструкция ( Дима все верно  )по сути является практическим рабочим пределом. Афокальные системы большей кратности не имеют смысла.
Выводы: 1.Из положительных - эталон надежно закреплен в металлическом стакане, линзы легко и независимо можно менять. 2. Имеется обоснованная (100%) возможность произвести двойную фильтрацию, вставив  вместо положительной линзы позади эталона  отражающее плоское зеркало и прогнать луч через эталон  дважды( как и задумывалось). .
Отрицательные- 1. Схема двойной фильтрации усложняется: необходимо всместо простой диагоналки использовать полупрозрачное зеркало между отрицательной линзой и эталоном. 2.Благодаря введению полупрозрачного зеркала поверхностная яркость изображения  уменьшится в 4 раза.

[Ernest]

Эксперимент - великое дело! 

Жалко, что я не заметил этого сообщения, может и не пришлось-бы Вам его разбирать. Описанные Вами результаты разборки были известны, как и схема PST с использованием субапертурного эталона Фабри-Перо и двухлинзовой оптикой для локального перевода апертурного пучка в параллельный ход. Где-то тут далеко внизу осталась тема по обсуждению PST в кальциевой линии, где это упоминалось - поиск должен рулить.

Идея использовать один эталон в осесимметричной схеме для doublestacking к сожалению мертворожденная, поскольку принцип работы doublestacking состоит в сочетании пары слегка разведенных по частототам эталонов.

Однако если отраженный пучок в обратном ходе пойдет под небольшим углом к падающему то действительно можно ввести эту самую дельту необходимую для сужения полосы пропускания. Понятно, что полевой дрейф полосы пропускания при этом будет очень большим.

[kupp]

Есть небольшое подозрение , что рабочее положение эталона  в PST уже подразумевает "некий его наклон" , причем с хорошим запасом в 1-2 градуса . Я хочу сказать что "Водородный" максимум  эталона  ( для лучей строго параллельных оптической оси ) находится не на самой Аш-альфе, а  чуть сдвинут ( на 1-4 Ангстрема) в длинноволновую область. Таким образом имеется шанс получить две фильтрации (прогнать луч как бы через 2 фильтра с разнесенными максимумами) вблизи  Аш-альфы.

[Ernest]

рабочее положение эталона  в PST уже подразумевает "некий его наклон"

Почему "подразумевает"? Он действительно в среднем положении чуть наклонен, для того чтобы была возможность небольшой регулировки (тюнинга) положения полосы пропускания. 

Я хочу сказать что "Водородный" максимум  эталона  ( для лучей строго параллельных оптической оси ) находится не на самой Аш-альфе, а  чуть сдвинут ( на 1-4 Ангстрема) в длинноволновую область.

Ну да, а как иначе?

Таким образом имеется шанс получить две фильтрации (прогнать луч как бы через 2 фильтра с разнесенными максимумами)

А вот это - уже недоразумение. Без введения небольшого (менее градуса) угла между падающим и отраженным для повторного прохождения через эталон пучком сужение полосы пропускания не будет. Но только схема такого прибора получается довольно культяпистой, с полупрозрачным зеркалом и обязательной потерей 3/4 света. Оно бы и ничего - 3/4 потеряем, но апертуру увеличим вдвое - все как бы и компенсируется. Но там на первом компоненте, если не ошибаюсь - предварительный IR/UV фильтр его на большую апертуру не "натянуть", придется чем-то заменять.

Думаю продуктивнее заменить родной объектив PCT на объектив и часть трубы от 60-70 мм длиннофокусного рефрактора - поле зрения зарежется, но разрешение возрастет и уменьшится неоднородность по полю положения полосы пропускания.

[kupp]

Со всем вышесказанным  согласен, за исключением вот этого:
 "Без введения небольшого (менее градуса) угла между падающим и отраженным для повторного прохождения через эталон пучком сужение полосы пропускания не будет".
Поясните почему, плз...

[Ernest]

Положение полосы пропускания эталона - функция угла падения пучка лучей (косинус). Если угол не меняется (в точно обратном ходе) - не меняется и положение полосы пропускания.

[kupp]

1.Ваше объяснение сомнительно. Ну и что с того,что лучи идут строго в обратном направлении? Давайте для наглядности возьмем произвольный максимум, который дают лучи параллельные оптической оси на длине L0. Грубо -Максимум он и получился максимумом потому что разность фаз всех лучей на длине волны L0  в нем кратна 2П, т.е равна 2П*К, согласны? При двойном прогоне ничего не изменится, только  разность лучей  будет 4П*К. Для волны чуть сдвинутой от L0 разность недотягивает и равна (2П-дельта)*К. При двойном проходе  эта разность составит уже 2*К(2П-дельта). Так что фильтрация для расстроеных от  L0 волн только усилиться!!! А два расстроенных эталона в ДаблСтаке используется не от хорошей жизни - просто два одинаковых эталона точь в точь нельзя изготовить и делается это вовсе не специально!!!

2.Думаю продуктивнее заменить родной объектив PCT на объектив и часть трубы от 60-70 мм длиннофокусного рефрактора - поле зрения зарежется, но разрешение возрастет и уменьшится неоднородность по полю положения полосы пропускания.
Не пройдет. Изображение Солнца увеличиться до недопустимых углов! Углы +_ 0.5 градусов к оси уже предел фильтрации эталона. Афокальная схема с 2Х увеличением - практический предел.

[Ernest]

Ваше объяснение сомнительно.

Конечно сомнительно - я ведь не специалист в эталонах Фабри-Перо. Я полагал, что сужение полосы при двойном проходе происходит благодаря тому, что полосы двух эталонов чуть разведены (не важно за счет чего - погрешностей изготовления или за счет различий в угле их поворота относительно падающего пучка) и пересечение полос уже, чем исходные полосы. Вы полагаете, что сужение полосы произойдет даже при строгом совпадении положений максимумов двух эталонов просто за счет двойного прохода. Мое предположение не устраивает Вас, Ваше не убеждает меня - теория показывает, что ширина полосы пропускания эталона Фибри-Перо это простая функция коэффициента отражения поверхностей эталона.

А два расстроенных эталона в ДаблСтаке используется не от хорошей жизни - просто два одинаковых эталона точь в точь нельзя изготовить и делается это вовсе не специально!!!

Дело в том, что подстройка положения полосы (тюнинг) - это всего лишь введение небольшого наклона эталона относительно падающего пучка, так что синхронизовать два эталона "не просто, а очень просто".

Не пройдет. Изображение Солнца увеличиться до недопустимых углов!

Я и говорил, что поле зрения (угловое поле зрения телескопа) уменьшится, но если при этом серьезно увеличится детализация, то игра уже стоит свеч.

[kup]

kup(дом. комп)=kupp(оффисный.комп)

>Ваше не убеждает меня - теория показывает, что ширина полосы пропускания эталона Фибри-Перо это простая функция коэффициента отражения поверхностей эталона.
Совершенно верно!
Ладно, давайте грубо представим фильтр с характеристиками:  на длине волны Lo коэфф. пропускания 1, на L1 - 0.9! и не будем лезть во вутренности ( как там лучи ходят). Мы знаем что 2 фильтра идентичны. Если мы сложим 2 одинаковых фильтра, то получим   на длине волны Lo коэфф. пропускания снова 1, а  на длине волны Lo коэфф. пропускания уже 0.81!!!Это будет перемножение коэфф. пропускания!!! Сделать вывод что второй "виртуальный" фильтр работает как и первый позволяет обстоятельство аналогичной эксплуатации , т.е. прогона лучей под теми же углами, при условии что геометрия эталона абсолютно симметричена. В последнем обстоятельстве сомнений нет.
-------------------------------------------------
>Вы полагаете, что сужение полосы произойдет даже при строгом совпадении положений максимумов двух эталонов просто за счет двойного прохода.
Конечно, этож частный случай ( и самый лучший в смысле достижения наименьшей ширины пропускания фильтра),  того варианта, когда  полосы двух эталонов чуть разведены 

[Ernest]

Может Вы и правы. Если полоса пропускания имеет вид "табуретки" (крутые крылья и относительно плоская вершина), то прав я, если типа Гауссоиды (что более вероятно), то - Вы.

[kup]

Почти все о Фабри -Перо, ссылка на статью моей родной кафедры 
http://optics.npi.msu.ru/prak/zad16.html

[scs]

Слабонервных попрошу удалиться! . Вчера полностью разобрал PST( и собрал обратно). Как и ожидалось чудес не произошло, однако появилась ясность ( теория о менискообразном эталоне не подтвердилась).Сам эталон это две толстостенные стекляшки по сантиметру толщиной каждая , зазор воздушный обеспечивается сегментами из тонких пластинок - одним словом КЛАССИЧЕСКИЙ ФАБРИ-ПЕРО!!! Перед эталоном стоит плоско- вогнутая линза F= -200 мм, а за ним плоско выпуклая F= 200 мм. ...

Выходит, что все-таки сростается Хотя бликовые изображения солнца тут все же будут, с небольшим смещением друг от друга. Я бы вставил между эталоном и зеркалом какое-нибудь серое стекло - проверено в похожей ситуации.
У Вас отличная идея, Иван!

[kupp]

М-да, теперь схема нового PST выглядит так( см. ниже) , Конечно огорчает  обстоятельство, что труба удлинняется на 200 мм  (кстати к оригинальному ПСТэшному тубусу придется вытачивать алюминиевый стакан- переходник и в нем размещать полупрозрачное зеркало на растяжках и проделывать боковое отверстие с резьбой под блок-фильтр и окулярную часть. Радует одно ничего в PST ломать не надо - все его детали легко выкручивается и закручивается, а сам эталон с блоком настройки остается в покое.

[kupp]

А вот и она: , чтой то не хотела грузиться 

[kupp]

Важные пояснения: Объективы все родные ПСТэшные с нужным просветлением, все параметры 2х- кратной афокальной системы до эталона сохраняются-  лучи на входе в эталон не превышают 0.5 градуса в наклоне как и до переделки. Обратный ход лучей осуществляется не плоским зеркалом, а призмой. Это по сути уголковый отражатель - система получается автоподстраиваемой, не нужен блок дополнительного наклона, лучи отправляется обратно в эталон под теми же углами под которыми и  пришли! Подойдет обычная призма, но желательно без фаски при вершине и обязательно с хорошим просветлением (зеленое 3 - х слойное фтор-магниевое  достаточно). Кстати, именно такое  покрытие имеют линзы в ПСТ, бликов от них в  Аш-альфе нет!  . Самый сложный элемент -это пожалуй полупрозрачная пластинка - ее главная задача пропустить света 50%+- и отразить 50 %. Но оно должно быть безбликовое в Аш-альфе. Кто знает где его достать?