О контроле телескопов системы Клевцова

[Алексей Юдин]

ШК -  отдельная тема, странно, что нет отечественного производителя, при такой высокой рентабельности.
Тот же "Сантел" предпочел систему Максутова,   да и другие немногочисленные  конторы тоже...

Как раз Сантел, помимо производимых сейчас МК 320-530 мм произвёл и Клевцова 360, а на очереди 800.

[Алибек]

Спасибо за информацию.  Можете пояснить, телескопы Клевцова,  "Сантел" делает под заказ или подразумевается серийное производство?

[ekvi]

Там довольно подробно описаны все оптические схемы, в т.ч. и Клевцова

В книге Н.Н.Михельсона на сс 295-296 упоминается и приводится только схема П.П. Аргунова. В год выхода этой книги (1976) телескоп системы Ю.А. Клевцова ещё "не родился" из системы Аргунова - последнее известно лишь узким специалистам.

странно, что нет отечественного производителя, при такой высокой рентабельности.

Ни о какой рентабельности речи быть не может.  А дотаций не будет ... не богоугодное дело ...

++
Алибек, присмотритесь внимательней к теме. Если нет промышленности - откуда возьмутся производители, а тем более рентабельность?! Самое рентабельное: самому вникнуть в дело, изготовить 1-зеркальный телескоп системы Ньютона или купить Mead-ШК. Всё остальное - себе дороже.

[Алибек]

Ситуация с промышленностью более или менее понятна.  Меня больше интересовало,  почему оптические конторы предпочитают другим схемам -  систему Максутова. Однако на этот вопрос,  частично нашелся ответ: китайская  промышленность  серийно  не  выпускает телескопы Максутова с входным зрачком  более Ф180мм, во всяком случае, в продаже не попадаются, в отличие от телескопов схемы Шмидта-Кассегрена. Поэтому - одна из причин по которой  на крупные телескопы Максутова в качественном исполнении,  спрос  должен быть всегда. Разве с системой Клевцова не та же ситуация? Предприятие выпускающее телескопы этой схемы может быть прибыльным?

Р.С. Прошу прощения, тема ушла в сторону  флуда...

[Алексей Юдин]

На любительском рынке цены на сырьё должны быть бросовыми, не имея ничего общего с ценами на оптическое стекло, по крайней мере для полноапертурных компонентов.

Поэтому ШК, производимые из технического стекла, абсолютно безальтернативны по сравнению с МК.

Клевцов - как раз попытка обойти эту проблему. Но, увы, толстый мениск, пусть и субапертурный, это всё равно толстый мениск, а уж из изысканного стекла - тем более. Кусок витрины всё равно дешевле...

[Moonchild]

В книге Н.Н.Михельсона на сс 295-296 упоминается и приводится только схема П.П. Аргунова. В год выхода этой книги (1976) телескоп системы Ю.А. Клевцова ещё "не родился" из системы Аргунова - последнее известно лишь узким специалистам.

я имел ввиду книгу 1995 года издания, с 368-373

[Lev Parko]

Списался с Игорем, позже поговорил по телефону. Он не допускает мысли, чтобы его любимый ТАЛ-250К куда-то отправлять, что-то с ним делать. Я думал, что Игорь его разобрал, а он говорит, что до сих пор заводская юстировка. Он хочет вернуться в астрофото, есть две интересные задумки, как только Игорь их проверит и осуществит, заявит об этом во весь голос. Мне оставалось только пожелать ему всяческих успехов и всех благ семье.

[Moonchild]

коллеги, подскажите, а редуктор фокуса для ТАЛ-200К (1:10) существует в природе?

[ВП]

коллеги, подскажите, а редуктор фокуса для ТАЛ-200К (1:10) существует в природе?

Где-то на форуме читал, что делали единичные экземпляры, в серию не пошел.

[библиограф]

Но, увы, толстый мениск, пусть и субапертурный, это всё равно толстый мениск,

Есть же вариант с двумя менисками меньшей толщины; ну и система Аргунова, там тонкие линзы.
Почему забыта схема П. Аргунова
Вот  6" телескоп Аргунова, изделие мастерских Одесской обсерватории, 1970 год.

[Клевцов Юрий Андреевич]

           Вновь приветствую всех участников дискуссии! Я обещал выставить материал по АРО-системам НПЗ. В приложении графики их вторичного спектра в диапазоне длин волн  404,66 – 852,1 нм и оценка качества изображения точечного источника света в диапазоне спектра 435,83 – 706,52 нм для АРО-150.
          График 1 соответствует двухлинзовому рефрактору апохромату  ТАЛ-200А, составленному из стёкол ОК4 – ОФ6. У этой пары стёкол вторичный спектр в диапазоне 486,13 – 656,27 нм примерно в 7,1 раза меньше, чем в рефракторе ахромате, составленном из обычных марок стекла! В области спектра 404,66 – 852,1 нм кривая относительного вторичного спектра уходит в положительную область значений, где для ближней УФ-области спектра 404,66 нм достигает 8,6 единиц четвёртого знака после запятой, а для ближней ИК-области 852,1 нм достигает 5,1 единицы четвертого знака. Понятно, что это значения совершенно недопустимые, усугубляемые к тому же сферохроматической аберрацией, так что область работы такого телескопа вряд ли простирается шире 435,83 – 706,52 нм. Тоже же можно сказать о телескопах АРО-125 (график 3) и АРО-150 (график 2).  Их интересной особенностью является ход кривой вторичного спектра.  В красной области он  имеет положительные значения, а в синей области отрицательные. В связи с чем, три длины волны света сведены в одну плоскость. Как видим из графиков 3 и 2, у АРО-125 вторичный спектр на краях исследуемого диапазона длин волн существенно больше, чем у АРО-150. Ещё больше он у 100 мм объектива 40 кратного бинокуляра недавней разработки завода. Такой, что не вписывается в масштаб представленных графиков, и по причине явного назначения для видимого диапазона спектра не приводится. Наилучшим по вторичному спектру является, конечно, телескоп АРО-150. Сопоставляя конструктивные параметры схем, можно проследить зависимость вторичного спектра как от габаритных параметров системы: воздушных промежутков, фокусных расстояний компонентов и их диаметров, так и от марок стекол, входящих в систему. На сегодняшний день этот вопрос практически не изучен, так как упирается в теоретические исследования, которые разработчики этих схем не в состоянии провести, так как не имеют для этого соответствующей квалификации. Диссертация Парко младшего (Дмитрия), к сожалению, не прояснила эту проблему, равно как и проблему сложности центрального компонента системы.  При настоящем состоянии проблемы возможности этих АРО-систем таковы, что, к сожалению, об области спектра 400 – 850 нм можно забыть. Реально говорить об области спектра 435,83 – 706,52 нм.
            Я оценил качество изображения (на теоретическом уровне, конечно) астрографа АРО-150, которым так гордятся эти деятели (смотрите приложение). Вот мои комментарии. Система имеет относительное отверстие 1:5,95. Предположим, что она идеальна, без аберраций. Тогда при таком относительном отверстии 80% света от точечного источника (звезды) в диапазоне спектра 435,83 – 706,52 нм должно концентрироваться в пределах квадрата примерно 6 × 6 мкм.
            Рассчитал это при помощи отечественной программы «DEMOS» с учётом дифракции света. Программой этой я пользуюсь с 1989 г. Лично тестировал её в ГОИ на всех режимах работы. Знаю алгоритмы расчётов, заложенных в её основу, и считаю её наиболее продвинутым отечественным пакетом программ моделирования оптических систем.
            Расчёты проводились с учётом квантовой эффективности высокочувствительной астрономической матрицы CCD44-82, данными которой я располагаю. Думаю, результаты расчётов не сильно бы поменялись с другим типом матрицы.  Плоскость фокусировки выбиралась по минимальному пятну рассеяния для центра поля зрения и в этой плоскости проводилась оценка концентрации энергии в изображении точечного источника света по полю зрения. Вот что у меня получилось (см. приложение). В центре поля пятно с 80% света в 1,7 раза больше, чем в системе без аберраций и объясняется это наличием вторичного спектра, так что двигаться, как говорится, есть куда. На краю поля 3° пятно, правда, великовато 20×20 мкм. Но на поле 2° эффективное пятно рассеяния имеет вполне себе приемлемые размеры 14,7 × 14,7 мкм. Так что для матриц, имеющих размер чувствительных пикселей 12 × 12 мкм – 15 × 15 мкм, эта схема более или менее удовлетворительна, если, конечно, иметь в виду указанный диапазон спектра 435,83 – 706,52 нм, который, в общем-то, маловат для астрографа.
           Однако я считаю, что эта система имеет нереализованные возможности, и если провести её детальный теоретический анализ (который так не любят эти деятели), можно найти решения со сведением в одну плоскость четырёх спектральных линий, уменьшив при этом вторичный спектр и создав, таким образом, суперапохромат. Для этого нужно грамотно выбрать стёкла и внешние габаритные параметры системы, а для этого, в свою очередь, необходимо владеть теорией аберраций. Надеюсь всё-таки, что кто-нибудь из вас заинтересуется этим вопросом и исследует его в деталях.
           

[Грин]

Но на поле 2° эффективное пятно рассеяния имеет вполне себе приемлемые размеры 14,7 × 14,7 мкм. Так что для матриц, имеющих размер чувствительных пикселей 12 × 12 мкм – 15 × 15 мкм, эта схема более или менее удовлетворительна,

Увы, эти времена прошли. Уже давно 7-9 мкм пиксель считается верхним потолком в используемых массово ЛА матрицах.

Надеюсь всё-таки, что кто-нибудь из вас заинтересуется этим вопросом и исследует его в деталях.

По практически это уже никому не интересно. Мелкосерийно и за вменяемый ценник их никто здесь производить не будет - ну так и предмет обсуждения отсутствует.

[Клевцов Юрий Андреевич]

Увы, эти времена прошли. Уже давно 7-9 мкм пиксель считается верхним потолком в используемых массово ЛА матрицах.
Практически это уже никому не интересно. Мелкосерийно и за вменяемый ценник их никто здесь производить не будет - ну так и предмет обсуждения отсутствует.

Это всё имеет отношение к мелкосерийным инструментам для любителей астрономии. Тут я полностью с Вами согласен.
Но используемые в настоящее время профессиональными астрономами высокочувствительные матрицы имеют пиксель от 13 до 16 мкм. Неужели никому
не интересно разработать на основе такой системы профессиональный суперапохромат с высокой проницающей способностью?

[Грин]

Но используемые в настоящее время профессиональными астрономами высокочувствительные матрицы имеют пиксель от 13 до 16 мкм.

Массово используемые в нашей сети уже много лет камеры FLI 16803 имеют пиксель 9мкм. 9000 с пикселем 12 мкм уже давно в прошлом и не закупаются.
 В приоритетах - широкое поле и ввод в строй всё более светосильных астрографов, уменьшение пикселя позволяет реализовать разрешение оптики в полном объёме, ну а чувствительность - при высокой светосиле, глубоком охлаждении и разумной длины выдержке - результат вполне устраивает.
 Ну и - профессиональное астрофото ну никак не пересекается с телескопами из данной темы  , разве что Молотов закупил с пяток 250К для полулюбительских наблюдательных точек...
 И т.к. телескопы из этой ветки реально имеют интерес лишь для любителей, повторюсь:

Увы, эти времена прошли. Уже давно 7-9 мкм пиксель считается верхним потолком в используемых массово ЛА матрицах.

[Клевцов Юрий Андреевич]

Но используемые в настоящее время профессиональными астрономами высокочувствительные матрицы имеют пиксель от 13 до 16 мкм.

Массово используемые в нашей сети уже много лет камеры FLI 16803 имеют пиксель 9мкм. 9000 с пикселем 12 мкм уже давно в прошлом и не закупаются.
 В приоритетах - широкое поле и ввод в строй всё более светосильных астрографов, уменьшение пикселя позволяет реализовать разрешение оптики в полном объёме, ну а чувствительность - при высокой светосиле, глубоком охлаждении и разумной длины выдержке - результат вполне устраивает.
 Ну и - профессиональное астрофото ну никак не пересекается с телескопами из данной темы  , разве что Молотов закупил с пяток 250К для полулюбительских наблюдательных точек...
 И т.к. телескопы из этой ветки реально имеют интерес лишь для любителей, повторюсь:

Увы, эти времена прошли. Уже давно 7-9 мкм пиксель считается верхним потолком в используемых массово ЛА матрицах.

Не могли бы Вы сообщить мне данные по светочувствительности матрицы FLI 16803? Хочется сопоставить её с матрицей CCD44-82, использованной в проекте 1,6-м телескопа
космического мониторинга Саянской солнечной обсерватории.

[mo]

по светочувствительности матрицы FLI 16803

FLI = производитель камеры.
Матрицу звать KAF-16803 и вот datasheet (описание): гугл по KAF-16803, первый результат.

[Клевцов Юрий Андреевич]

по светочувствительности матрицы FLI 16803

FLI = производитель камеры.
Матрицу звать KAF-16803 и вот datasheet (описание): гугл по KAF-16803, первый результат.

Благодарю!

[Клевцов Юрий Андреевич]

Я вновь приветствую участников дискуссии. Поговорим о преобразователях фокусного расстояния для телескопа ТАЛ-250К и во многом путаной истории разработки этих устройств.
        Над преобразователями фокусного расстояния для этой системы телескопов я начал работать ещё в 1998 г. будучи уже консультантом завода по астрономической оптике. Такие устройства нужны для того, чтобы при ограниченных размерах приёмника света получить от телескопа как можно большее угловое поле с высоким качеством изображения звёзд (подробнее см. мою монографию «Новые серийные телескопы и аксессуары» стр. 130 – 154). В 2004 г. мы начали выпуск модели телескопа ТАЛ-250К (1:8,5), которую в дальнейшем планировали заменить более короткой моделью телескопа с относительным отверстием 1:8. Где-то около 2005 г. мною был рассчитан для этой модели трёхлинзовый преобразователь фокусного расстояния, получивший с лёгкой руки И.Г. Чекалина название МК I (схему см. в приложении 1).
          Опытный образец этого преобразователя был успешно испытан украинским любителем астрономии Павлом Пресняковым 16 июня  2007 г. (см. цитированную монографию стр. 298). В приложении 2 приведён снимок планетарной туманности М27 (в созвездии Лисички), сделанный им при помощи чёрно-белой ПЗС-камеры QHY-6 через три цветных фильтра. Выдержка с каждым фильтром 2 минуты.
          Этот преобразователь фокусного расстояния проектировался нами под плёночные фотоаппараты. Так что уже к 2007 г., в связи с повсеместным распространением в России астрономических ПЗС–камер и цифровых фотоаппаратов, он в значительной мере устарел в смысле требований к качеству изображения. 
         Осенью 2009 г. в г. Таганроге И.Г. Чекалиным были проведены детальные испытания серийной модели преобразователя фокусного расстояния МК I по ярким объектам, которые помимо пониженного качества изображения на краях поля зрения, выявили наличие паразитных бликов (см. приложение 3).
          Собственно наличие в этой системе бликов не было для меня новостью. Другой схемы в то время не существовало, а в этой мы заложили многослойные покрытия на опасных поверхностях, ответственных за появление бликов второго порядка.  Единственный опасный нарцисс, возникающий в обратном ходе лучей при отражении света от плёнки или светочувствительной матрицы и одной из поверхностей коррекционного мениска, растянули до диаметра 9 мм. Принятые нами меры призваны были исключить появление паразитной засветки за время выдержки 5 – 10 минут.
          Совершенно непонятно было, почему блики второго порядка оказались такими яркими, особенно в синей области спектра. Это был неприятный факт, если учесть, что к тому времени по заказу отдела внешнеэкономических связей завода было изготовлено 60 комплектов оптики этого преобразователя фокусного расстояния.
         Стремясь разобраться с проблемой, я запросил у И.Г. Чекалина результаты испытаний, которые он мне любезно  выслал, снабдив их, в частности, своими комментариями, оценкой размеров и интенсивности бликов.  Съёмка велась цифровым фотоаппаратом типа EOS 550D. Объект в центре поля зрения на приложении 3 – Альтаир (+0,8m). Выдержка 5 минут. Отлично виден расфокусированный нарцисс от матрицы фотоаппарата и одной из поверхностей мениска, а также блики второго порядка (дважды отраженные от поверхности стекла). Хорошо видно, что эти блики расфокусированы (вспомним ничем не обоснованные утверждения на этот счёт моего оппонента) и имеют диаметр от 1,5 до 2 мм. Продолжение см. в следующем письме.

[Клевцов Юрий Андреевич]

Продолжение вложений первого письма.

[Клевцов Юрий Андреевич]

       Оказалось, что основная причина проявления бликов – недопустимо низкое качество оптических покрытий линз. Это следует из приводимой в приложении 1  раскладки интенсивности бликов по спектру. В синей области спектра самые яркие блики второго порядка имеют интенсивность около 1%. Это означает, что интегральное отражение на оптической поверхности преобразователя фокусного расстояния достигает огромной величины, составляющей 10%. Это подтвердилось исследованием сохранившихся на участке напыления свидетелей на спектрофотометре. Свидетели – это оптические пластинки, на которых проверялось качество оптических покрытий перед их нанесением на деталь.  В синей области спектра  отражение света от поверхности отдельных свидетелей доходило до 7%  вместо ожидаемого отражения 0,7%.  Выяснилось также, что многослойные просветляющие покрытия, которые мы закладывали в конструкцию этого преобразователя фокуса, так и не были отработаны. Вместо них использовались трёхслойные просветляющие покрытия, технология нанесения которых была более или менее освоена на вакуумном участке оптического цеха (уже не помню, какие именно это были покрытия).  Объективного контроля толщины слоёв в процессе напыления не было, что и привело к нарушению свойств покрытия в синей области спектра. Если бы покрытия оптических поверхностей соответствовали требованиям чертежа в области спектра 400 – 700 нм,  интенсивность бликов второго порядка была бы в 100 раз меньше, чем наблюдаемая, и этой проблемы не возникло бы.
        В то время за отработку и контроль качества оптических покрытий на заводе отвечал заместитель главного оптика Н.Ю. Никаноров, в последствии главный оптик завода (недавно пониженный в должности до рядового инженера). И то, что 60 изделий этого типа оказались бракованными – его прямая вина. Однако Л.В. Парко, руководивший к тому времени конструкторским отделом КО-15 ЦКБ, решил воспользоваться этой ситуацией и свалить всю вину на меня, для того, чтобы оправдать вмешательство в порученную мне работу своего старшего сына Владимира, который тогда поступил в аспирантуру. Этот бесцеремонный и совершенно беспрецедентный акт вызвал с моей стороны полную потерю доверия к нему и послужил впоследствии причиной нашего затяжного конфликта.
         Пока я разбирался с паразитным светом в МК I и работал над антибликовым преобразователем фокуса новой конструкции (см. схему МК III в приложении 1 предыдущего письма), Владимир в конце 2009 г. рассчитал преобразователь фокусного расстояния МК II, практически ничем не отличающийся от  предыдущего МК I в смысле наличия паразитного света. Я ничего не знал об этой их работе и об испытаниях этого преобразователя фокуса вплоть до 19 января 2010 года. Именно тогда начальник отдела внешнеэкономических связей завода С.Ю. Масликов (уволенный с завода в 2011 г. и ныне директор Новосибирского планетария) соизволил информировать меня об этой работе.  И то после того, как я принёс ему готовый проект антибликового преобразователя фокусного расстояния, который закончил в конце 2009 г. Только после этого Л.В. Парко вынужден был ознакомить меня с оптической схемой своего преобразователя фокусного расстояния (см. схему МК II в приложении 1 предыдущего письма).
        Вновь связавшись с И.Г. Чекалиным, я запросил материалы проверки и этого устройства. Несмотря на утверждения моих оппонентов, оказалось, что блики второго порядка и в этом преобразователе фокуса проявляются при испытаниях. Правда, они менее яркие, чем в серийной модели МК I, так как за качеством покрытий опытного образца на этот раз, со слов того же Л.В. Парко, следили тщательно. Всё же блики второго порядка и в этой схеме вполне заметны и имеют красноватый оттенок (см. приложение 2, на котором яркий объект – это Процион +0,4m, выдержка 5 минут).
        Хочется обратить внимание участников дискуссии на тот факт, что приводимые мною здесь данные испытаний опытного образца МК II разработчики схемы тщательно скрывали. Ещё бы, ведь в спешке, толком не разобравшись с образованием бликов и причинами появления высших аберраций на краю поля зрения, они фактически наступили на те же самые грабли, что выявились в преобразователе МК I.  Блики второго порядка в преобразователе МК II также образуются при отражении света от внешних поверхностей склеенного мениска, и если бы качество оптических покрытий было бы таким же плохим, что и в модели МК I, то и результат был бы столь же печальным. А где гарантия того, что подобная ситуация с покрытиями не повторится при запуске изделия в серию, как это уже было с оптикой преобразователя фокуса МК I?
        Чем опасна такая засветка поля расфокусированными бликами от оптических поверхностей преобразователя фокусного расстояния? Во-первых, выдержка по времени может  быть не пять минут, как на представленных снимках, а в разы больше, и интенсивность паразитной засветки будет возрастать соответственно в разы, что даже при хороших просветляющих покрытиях может приводить к заметным световым пятнам вблизи ярких объектов.  Во-вторых, что очень важно, эти пятна могут заслонить собой слабый объект, например, комету или астероид, находящиеся в поле зрения телескопа вблизи яркого объекта, и вы даже не будете подозревать об их наличии в поле зрения! В идеальном случае нужно, конечно, так рассчитать оптическую систему преобразователя фокуса, чтобы все блики второго порядка и все блики обратного отражения (нарциссы) не просто были расфокусированы, а фокусировались бы максимально далеко от плоскости изображения, на что впопыхах (ну очень уж торопились) не обратили внимания разработчики схемы МК II. В этом случае, даже при низком качестве многослойных просветляющих покрытий, паразитный свет не будет заметен, так как распределится на большой площади, занимаемой бликом, и не будет мешать наблюдению слабых объектов. При этом нужно ещё было улучшить качество изображения по краям поля зрения, доведя  эффективный диаметр изображения точечного объекта (звезды) хотя бы до 15 – 18 мкм (с чем разработчики схемы МК II с горем пополам справились).
      Учитывая просьбу потребителей улучшить качество изображения по краям поля с одновременным увеличением рабочего отрезка до 55 мм, а также всё сказанное выше в отношении минимизации паразитного света, я в конце 2009 г. изобрёл новую схему преобразователя фокуса, отвечающую всем этим требованиям.  Условно назовём её МК III (схему МК III см. в приложении 1 предыдущего письма). Не скажу, что это было легко сделать. Непонятно было, как бороться с хроматической комой телескопа, портящей изображения звёзд по краям поля зрения. Много времени я потерял на исследовании четырёхлинзовых схем и изучении причин образования паразитного света. Этим не замедлил воспользоваться Л.В. Парко и успел без согласования со мной внести изменения в конструкторскую документацию ТАЛ-250К, заменив преобразователь фокусного расстояния МК I на МК II. Кроме того, он ещё убедил руководство предприятия в высоком качестве и рентабельности своей разработки, а когда я попытался, используя приведённые выше факты, указать на недопустимость выпуска ещё одного не вполне качественного (пусть и дешёвого) изделия, практически ничем не отличающегося от изделия предыдущего, он и вообще начал совершать недопустимые с точки зрения порядочного человека поступки. Это вы всё уже знаете. Я об этом писал выше. Да и он сам, похоже, не отпирается. Такова вкратце история этого вопроса. Продолжение см. в следующем письме.
Прошу прощения за невозможность отправить приложение 1 с фотометрией бликов.