Точность оптики телескопа

[AAV]

Можно ли изготовить зеркало с точностью лямбда/50, /100?
 -Вряд ли.
Работая уже много лет на изготовлении крупногобаритной асферической оптики, не я не мои товарищи не видили таких зеркал, так как аттестовать их практически невозможно, если только в вакуумной камере и разработанном методе обсчета детали такой точности.
Откуда пошла такая точность детали?
Обратимся к книге Максутова "Изготовление и исследование астрономической оптики"
http://www.astronomer.ru/data/library/archives/maksutov/maksutov.pdf
В ней автор пишет, что оптик может увидеть ошибки лямбда/200. Мы не можем опровергнуть его утверждение. Да, мы можем увидеть такие ошибки. Небольшие еле заметные зоны  видные по теневой катрине даже в интерферометр уже не видны, и мы их не можем оценить, сколько они. Общую картину всего зеркала больше лямбда/10 мы практически оценить не можем по теневой катрине и по точке. Исследуя  зеркало интерферометром, мы можем количественно оценить точность зеркало. Но больше лямбда/10  на контроль зеркала интерферометром влияет много факторов:
главный из них - влияние температурных условий, даже исследуя деталь в лабораторных условиях мы кадр от кадра получаем небольшие различия. А исследовать ее в вакуумной камере, если даже мы получим результат лямбда/20, /30 какой смысл, если она будет работать в других условиях.Контроль асферического зеркала мы производим под плоскость аттестованную свыше лямбда/10, и которая было изготовлено под сферу с точностью свыше лямбда/10. И с теми факторами что влияют на деталь 
реально точность детали мы можем изготовить лямбда/10 и чуть выше. Но при этом мы не должны видеть никакх зон по теневой картине и имеем прекрасное дифракционное изображение, и она должна быть аттестована по интерферометру. Должна быть стабильность интерферограммы, так как деталь обсчитывается по нескольким интерферограммам. Но основной контроль мы считаем всетаки по теневой и точке, так как телескоп будет работать не по интерферограмме. Можно сделать интерферограмму лямбда/10 но с несколькими зональными ошибками, видными по теневой, и это будет влиять на качества изображения больше чем плавная ошибка лямбда/6, /8. СКО для  аттестации астрономических деталей нежелательно, так как точка будет с пухом.
Какой точности должен быть изготовлен телескоп?
Если собрать его из двух зеркал лямбда/8 то лямбда/4 может и не получиться. Мы доводим зеркала онтосительно друг друга уже в сборе. Изображение телескопа больше 200 мм лямда/4 и лямбда/10  практически ни чем не отличается  друг от друга при наблюдении астрономических объектов, так как состояние атмосферы практически не дает заметить отличия в изготовлении телескопа. Практически изготовить телескоп с точностью лямбда/10 не представляет больших трудностей. Единственное - какое время будет потрачено. Чем точнее тем больше времени тратиться на контроль и доводку до такой точности.

[AAV]

В предыдущем сообщении я послал интерферограмму контрольного плоского зеркала 500мм, изготовленного  нами с точностью больше лямбда/10 для контроля качества телескопов.

[Astel-150]

Толик, ты по лямда/10 немного недооцениваешь свои возможности, точнее будет сказать, интерферометр надежно определяет отклонения в 1/10 полосы волнового фронта, а это примерно лямда/20 (1 полоса = лямда/2), а так как это измеряется волновой фронт, то поверхность детали в 2 раза точнее если не вносятся ошибки вспомогательной оптики и атмосферы. А при измерениях в автоколлимационной схеме, так как лучи дважды отражаются от детали,  видны отклонения детали еще в два раза более мелкие (при условии что не вносятся ошибки вспомогательной оптики и атмосферы). Итого можно контролировать детали с точностью поверхности почти лямда/40 - лямда/80 (в автоколлимационной схеме) минус  неоднородности атмосферы и погрешность вспомогательной оптики. Поэтому телескопы вполне реально делать с отклонением волнового фронта порядка лямда/20 если не на 40.

[Astel-150]

А качество изображения при отклонениях волнового фронта  лямда/4 будет заметно хуже чем при лямда/10. Понятно что атмосфера вносит свои коррективы, но зачем приплюсовывать одно к другому, тем более что атмосфера бывает и успокаевается, хоть и на секунды. Мое мнение рэлеевский допуск надо ужесточить по крайней мере в два раза.(для хороших телескопов, для китайских и celestron-ов пойдет и лямда/4)

[VD]

А качество изображения при отклонениях волнового фронта  лямда/4 будет заметно хуже чем при лямда/10. Понятно что атмосфера вносит свои коррективы, но зачем приплюсовывать одно к другому, тем более что атмосфера бывает и успокаевается, хоть и на секунды. Мое мнение рэлеевский допуск надо ужесточить по крайней мере в два раза.(для хороших телескопов, для китайских и celestron-ов пойдет и лямда/4)

 

В релеевском допуске речь идет о плавной сферической аберрации в 1/4 волны (СКО около 0.076).  А оптика может иметь СКО много лучше,  скажем,  0.03 и все-же иметь местную ошибку в 1/4 волны,  которая занимает очень небольшую площадь.  Важно,  чтобы это не был завал (подъем) края или очень узкая зонка.


VD

[Astel-150]

Так вот, при плавной ошибке волнового фронта в лямда/4 качество изображения будет посредственным. Понятно что при небольших по площади отклонениях даже в лямда/2, изображение может быть идеальным.

[AAV]

Толик, ты по лямда/10 немного недооцениваешь свои возможности, точнее будет сказать, интерферометр надежно определяет отклонения в 1/10 полосы волнового фронта, а это примерно лямда/20 (1 полоса = лямда/2), а так как это измеряется волновой фронт, то поверхность детали в 2 раза точнее если не вносятся ошибки вспомогательной оптики и атмосферы. А при измерениях в автоколимационной схеме, так как лучи дважды отражаются от детали, видны отклонения детали еще в два раза более мелкие (при условии что не вносятся ошибки вспомогательной оптики и атмосферы). Итого можно контролировать детали с точностью поверхности почти лямда/40 - лямда/80 (в автоколимационной схеме) минус неоднородности атмосферы и погрешность вспомогательной оптики. Поэтому телескопы вполне реально делать с отклонением волнового фронта порядка лямда/20 если не на 40.

В  измеренях качества телескопа мы подразумеваем не поверхность, а волновой фронт. А если двойной волновой фронт будет сделан лямбда/10, то мы будем иметь волновой фронт лямбда/20. И чтобы добиться такой точности нужно потратить очень много времени, и телескоп будет очень дорогой, и вряд ли сборщики добьются при сборке такого качества, и он будет покаозывать не лучше, чем лямбда/10, /8.
А погрешность вспомогательной оптики мы определить не можем, так как нам при точности двойного волнового фронта лямбда/10 даже в наших условиях, когда телескоп стоит в закрытом шатре и на оптической скамье в специальном помещении, нам вме-таки мешают потоки воздуха, и топограмма одной интерферограммы отличается на небольшую величину.Телескоп аттестованный нами с размахом волнового фронта 0.095 у заказчика в других условиях был аттестован 0.103, и мы не можем говорить, где точнее аттестован телескоп, когда идет речь о тысячных долях  полосы. Так что не будем говорить о точности волнового фронта лямбда/40, потому что аттестовать двойной волновой фронт лямбда/10 представляет очень большую трудность. Если мы его аттесуем то это будет только лямбда/20, но поверхность лямбда/40, но при аттестации телескопа говорят о волновом фронте.
Ты утверждаешь,что 1полоса = лямда/2 в зеленом свете это 1/4микрона, в красном чуть больше .
В автоколлимации 0.2  полосы и мы аттестовываем детали, как лямбда/10 - 0.1 полосы волнового фронты, а ты что считаешь, что мы делаем лямбда/20 волнового фронта и /40 поверхности. В этом и заключается ошибка насчет точности волнового фронта. В автоколлимации полученный результат надо делить на 2, а не на 4, и мы получим волновой фронт от поверхности зеркала. Луч света проходит по контроллируемой детали  два раза, и поэтому мы, чтобы получить волновой фронт должны разделить на 2 результат в автоколлимационой схеме.
Я задал тебе вопрос:"А чтобы увидеть лямбу/10 на небе сколько нужно сделать в автоколлимации?"
Твой ответ:"0.2 полосы в автоколлимации лямбда/10, а чтоб на небе лямбда/10  надо 0.4 полосы"
Мы аттестуем телескоп, а не что мы будем видеть на небе, и аттестация телескопа должна быть не хуже пол полосы в автоколлимации, и это есть лямбда/4 для телескопа
Но если делать как ты считаешь, то телескоп 1 к 1 ( главное зеркало) сделать в автоколлимации  не представляет никакой трудности. Трудности начинаются после 0.3 полосы в автоколлимации.

[VD]

Я задал тебе вопрос:"А чтобы увидеть лямбу/10 на небе сколько нужно сделать в автоколлимации?"
Твой ответ:"0.2 полосы в автоколлимации лямбда/10, а чтоб на небе лямбда/10  надо 0.4 полосы"
Мы аттестуем телескоп, а не что мы будем видеть на небе, и аттестация телескопа должна быть не хуже пол полосы в автоколлимации, и это есть лямбда/4 для телескопа
Но если делать как ты считаешь, то телескоп 1 к 1 ( главное зеркало) сделать в автоколлимации  не представляет никакой трудности. Трудности начинаются после 0.3 полосы в автоколлимации.

Чтобы на небе (т.е. в реальности) волновой фронт был 0.1,  то в автоколлимации он должен быть 0.2 .
Т.е. все правильно,  Анатолий,  все трудности начинаются с 0.3 полосы в автоколлимации.  И растут очень
быстро.

[sikoruk]

VD:
<<Увидеть ошибку и довести точность поверхности до ХХХ  это разные вещи.
 
Валерий, как говорит Эрнест, «мы не первый день замужем».
У меня складывается впечатление, что с изготовлением асферических зеркал Вы знакомы только по публикациям в Интернете. Если бы Вы действительно много работали с ними, то Вы твердо знали бы, что главное – именно увидеть ошибку, а исправить ее дело времени и - простите меня – мастерства.

<<И вообще,  пришлите,  пожалуйста,  упомянутое зеркало к нам и мы его протестим как следуеи и снабдим соответствующим сертификатом.>>

Это, знаете ли, как в старом анекдоте: «Ну, конечно, сейчас все брошу и поеду к Вам тестировать свое зеркало!». Я многократно испытывал это зеркало и уже 20 лет, как наблюдаю с ним в Горне. Мне достаточно того, что я твердо знаю о нем. Если же приспичит, без труда сделаю это в Новосибирске.

<<А тут приходят господа и уверяют нас в том,  что все это очень даже просто и может быть выполнено в сараях (в сравнении с условиями американцев), >>

Насчет сарая Вы тоже, видимо, по неведению. Если Вы видели, в каком «сарае» американцы делали свое 2,5-м Маунт Вилсоновское зеркало, на какой шлифовальной машине Георг Ричи шлифовал зеркало для телескопа, с помощью которого Эдвин Хаббл обнаружил в М31 и М33 цефеиды и таким образом определил расстояние до этих «внегалактических туманностей». А позже тот же Хаббл на том же телескопа обнаружил красное галактическое смещение. После этого стал известен не только масштаб Вселенной, но и ее возраст и динамика. Это, наверное, самые значительные открытия в астрономии XIX – XХ веков. А все начиналось с того, что 2,5-метровую заготовку уложили на деревянную машину с ременными приводными ремнями.
Пример попроще. Посмотрите, в каких «собачьих» условиях Жан Тексеро привел в порядок 208-см Мак-Дональдский рефлектор («Телескопы для любителей астрономии», рис. 74). У него никакой машины-то нет, только ручная полировка! Посмотрите фокограммы «до» и «после». Неужели они не производят никакого впечатления?

Ernest:
<<Ну вот, а «Хаббл» то здесь причем? Проблема там была не в выборе схемы тестирования оптики, а в том, что на орбите не было никакой схемы тестирования. Именно поэтому и пришлось городить огород с анализом ФРТ и проч. Это просто оказалось сильно дешевле, чем, скажем, послать в космос Сикорука с перочинным ножиком>>

По поводу «перочинного ножика» приведу рисунок фокального и зафокального вида точки и вида теневой картины фронта при исследовании TAL-200K весной прошлого года на НПЗ (рис.1). Этот рисунок (2) был сделан через час-полтора после испытаний. Среднеквадратичная шибка фронта, если верить Ю.А. Клевцову,  составляет Л/30, но рельеф хорошо заметен. Исправить его с помощью ретуши главного зеркала не составит никаких трудностей. Без особого труда можно снизить эту ошибку по крайней мере вдвое.
Пользуясь случаем, хочу принести свои извинения Юрию Андреевичу Клевцову за, может быть, излишне «жесткую» критику его системы. После того, как прошлым летом я получил возможность познакомиться еще с одним (пятым) экземпляром TAL-200K, я понял, что  критика относилась не к системе вообще, а к качеству изготовления 2-х экземпляров телескопов из пяти, с которыми я имел дело. Чтобы ни у кого не было сомнений в моей объективности, приведу вид дифракционных картин точек (реальных звезд) TAL-100RS, моего 312-мм рефлектора и первого экземпляра TAL-200K, с которым мне пришлось встретиться летом 2002 г. (рис. 2). Очевидно, что за последние время НПЗ явно продвинулся в качестве исполнения оптики этой системы. Хорошо выполненный телескоп Клевцова дает безупречные изображения на оси, а заметный рост астигматизма на краю поля – это обычное дело для всех «кассегренов» с большим увеличением на вторичном зеркале. Таким образом, ограничение поля зрения – это неизбежная плата за малые габариты. Но это к слову.
А по поводу «ножичка» добавлю, что в 1968 г. Г.М. Попов рассказывал мне, как во время ночных вызовов к 2,6-метровому ЗТШ он тестировал его методом Ронки с помощью обычной расчески. Посылать к ЗТШ Попова с расческой было «сильно дешевле», чем «городить огород с анализом ФРТ и проч.» Как видите, дело не столько в исключительной оснащенности оптика, сколько в том, есть у него голова или нет. Умеет он найти надежный выход в безнадежном положении или не умеет.

SergeyG:
<<Итак число Штреля для этого зеркало приближается к 0.99, при том, что точность поверхности действительно достигла 1/10L. Судя по Штрелю, зеркало без натяжек можно назвать идеальным. Однако, согласно ЛЛ точность в 1/10L может быть с легкостью превзойдена. Остается только предполагать, что же выдадут зеркала с заявленной точностью 1/20L или 1/100L!>>

Я уже писал о том, что они могут выдать.

SergeyG:
<<Про то и речь ведется. СКО рассчитывается по всей поверхности поэтому вклад подобных ошибок с малой части площади будет лишь незначительно повышать СКО, в то время как амплитуда максимальной ошибки лимитируется этими дефектами.>>

Ernest:
Ну да только на эти-же 3-5% снизят фактический Штрель. И вообще, СКО (СКВ) не самый лучший критерий качества - высокочастотные ошибки при том-же СКО значительно увеличивают рассеивание (ореолы) по сравнению с низкочастотными той-же величины СКО, и именно в астрономических наблюдениях (слабый объект рядом с более ярким, планетные наблюдения и т.п.) это довольно критично.

О высокочастоных ошибках. Местные ошибки размером в 1-2 см (не говоря уже о миллиметрах) при полировке на полноразмерном смоляном полировальнике небракованного стекла могут получиться только в руках совершенно беспомощного оптика. С зональными ошибками сложнее. Но, пользуясь местной (зональной) ретушью с последующей полировкой на полноразмерном полировальнике, всегда можно получить хорошую, плавную поверхность и добиться снижения этих ошибок до Л/20, если относительное отверстие параболического зеркала не больше, чем 1/4,5-1/4, а диаметр не больше 250-300 мм.

Klevtsov:
<<. Вообще, дай  Бог современным авторам так интересно, аргументировано и понятно писать научные работы, как это делал Дмитрий Дмитриевич!>>

Золотые слова! Полностью разделяю эту точку зрения.

             
Ваш  Л. Сикорук.

[sikoruk]

AAV:
<<Небольшие еле заметные зоны  видные по теневой картине даже в интерферометр уже не видны, и мы их не можем оценить, сколько они.>>

Во-первых, это говорит о том, что чувствительность теневого метода все-таки существенно выше интерференционного, а во-вторых, я бы сказал, что ИЗМЕРИТЬ не можем, а оценить-то можем.

<<. даже исследуя деталь в лабораторных условиях мы кадр от кадра получаем небольшие различия. А исследовать ее в вакуумной камере, если даже мы получим результат лямбда/20, /30 какой смысл, если она будет работать в других условиях.>>

Следовало бы указать диаметры зеркал. То, что трудно выполнить для 500-600-мм зеркал, легко достигается для 150-200-мм.

<<…изготовить телескоп с точностью лямбда/10 не представляет больших трудностей. Единственное - какое время будет потрачено.>>

В сущности, об этом и идет речь все это время.

Astel-150
<<…телескопы вполне реально делать с отклонением волнового фронта порядка лямда/20 если не на 40.>>

Полностью согласен.

AAV:
<<Мы аттестуем телескоп, а не что мы будем видеть на небе, и аттестация телескопа должна быть не хуже пол полосы в автокалимации, и это есть лямбда/4 для телескопа.>>

Я уже приводил фокограмму 250-мм зеркала, сделанного с точностью ЧЕТВЕРТЬ полосы и испытанного на интерферометре. Это очень плохое зеркало, по крайней мере, для работ по методу Теплера. Но зональные ошибки, которые видны на этом зеркале, легко исправляются. Если я в свое время не сделал этого, то только потому, что знал, что они полностью перекроются турбулентностью теневой картины обтекания змея воздухом, что и видно на другой фокограмме.

Iskandar:
<<…когда человек, судя по всему, профессионально занимающийся изготовлением оптики, в одном посте десяток раз пишет "автокалимация", то это уже край...>>

Ну, это не самое главное. Я, например, в одном из своих постов тоже ухитрился «лямбда» несколько раз написать без «б», хотя с шестого класса знаю греческий алфавит от альфы до омеги. Что нашло на меня в тот раз, не знаю.


Ваш Л. Сикорук.

[AAV]

AAV:
<<Небольшие еле заметные зоны видные по теневой картине даже в интерферометр уже не видны, и мы их не можем оценить, сколько они.>>

Во-первых, это говорит о том, что чувствительность теневого метода все-таки существенно выше интерференционного, а во-вторых, я бы сказал, что ИЗМЕРИТЬ не можем, а оценить-то можем.

Да, теневой метод более чувствительный, если говорить о мелкоструктурных ошибках поверхности, но большие по площади и  небольшие по величине местные ошибки на деталях по теневой тяжело определить, и поэтому мы применяем интерферометр.

<<. даже исследуя деталь в лабораторных условиях, мы кадр от кадра получаем небольшие различия. А исследовать ее в вакуумной камере, если даже мы получим результат лямбда/20, /30 какой смысл, если она будет работать в других условиях.>>

Следовало бы указать диаметры зеркал. То, что трудно выполнить для 500-600-мм зеркал, легко достигается для 150-200-мм.

Мы делаем детали диаметром от 150 мм и больше. Если говорить о поверхности детали, то можно получить лямбда/20, но если о волновом фронте, то проконтролировать такое качество даже на таком диаметре затрудняет турбуленция воздуха, хотя у нас созданы все условия для контроля детали и мы 100% одинаковых кадров не получаем. С гарантией говорить, что там лямбда/20 или /30 мы не можем, даже если по теневой мы практически ничего не видим и видим прекрасное дифракционное изображение в микроскопе. У нас ошибки не по зонам, а очень небольшие местные ошибки, но они все время разные и нам это показывает только интерферограмма при обсчете детали, и можем говорить, что это турбуленция воздуха. Это представляет трудности при контроле высокоточных деталей.

Astel-150
<<…телескопы вполне реально делать с отклонением волнового фронта порядка лямбда/20, если не на 40.>>

Полностью согласен.

В вакуумной камере может быть, но, сколько на это будет потрачено времени, и будем ли мы уверены, что там такое качество, так как нам и контрольную оптику придется изготовить в вакуумной камере с большей точностью.

AAV:
<<Мы аттестуем телескоп, а не что мы будем видеть на небе, и аттестация телескопа должна быть не хуже пол полосы в автоколлимации, и это есть лямбда/4 для телескопа.>>

Я уже приводил фокограмму 250-мм зеркала, сделанного с точностью ЧЕТВЕРТЬ полосы и испытанного на интерферометре. Это очень плохое зеркало, по крайней мере, для работ по методу Теплера. Но зональные ошибки, которые видны на этом зеркале, легко исправляются. Если я в свое время не сделал этого, то только потому, что знал, что они полностью перекроются турбулентностью теневой картины обтекания змея воздухом, что и видно на другой фокограмме.
Ваш Л. Сикорук.

Да, мы аттестуем деталь по интерферограмме, так как заказчику надо предоставить документ, подтверждающий качество этой детали, а делаем мы деталь то теневой, пока не будут видны зональные ошибки, а местные ошибки и астигматизм потом убираем под интерферометр, в связи с тем, что под него удобнее работать с такими ошибками. Если на деталях с большой апертурой у нас большие местные ошибки, мы их убираем под интерферометр и потом смотрим теневую, если у нас остались какие-то ошибки, видные по теневой, мы их убираем, а  если остались очень мелкие зоны (мы называем их нитки), мы гладим деталь по теневой. Мы делаем гладкую теневую без зон и смотрим, чтобы было хорошее дифракционное изображение точки в микроскопе, а потом аттестуем деталь под интерферометр. Для нас главное теневая и хорошее дифракционное изображение, а потом уже обсчет детали под интерферометр. Тем более мы считаем, что оценивать качество телескопа СКО недопустимо, так как там небольшие по величине  и большие по размаху местные ошибки разбрасываются по всей поверхности (усредняются).   Я для себя телескоп аттестую то теневой и точке, то, что я буду видеть в телескопе. Конечно, по теневой мы увидим лучше ошибки, чем под интерферометр, но количественно аттестовать их мы не сможем. Конечно, может делать можно большие точности, но как их аттестовывать. И можем ли мы тогда говорить лямбда/20 или /40

[VD]

VD:
<<Увидеть ошибку и довести точность поверхности до ХХХ  это разные вещи.
 
Валерий, как говорит Эрнест, «мы не первый день замужем».
У меня складывается впечатление, что с изготовлением асферических зеркал Вы знакомы только по публикациям в Интернете. Если бы Вы действительно много работали с ними, то Вы твердо знали бы, что главное – именно увидеть ошибку, а исправить ее дело времени и - простите меня – мастерства.

<<И вообще,  пришлите,  пожалуйста,  упомянутое зеркало к нам и мы его протестим как следуеи и снабдим соответствующим сертификатом.>>

Это, знаете ли, как в старом анекдоте: «Ну, конечно, сейчас все брошу и поеду к Вам тестировать свое зеркало!». Я многократно испытывал это зеркало и уже 20 лет, как наблюдаю с ним в Горне. Мне достаточно того, что я твердо знаю о нем. Если же приспичит, без труда сделаю это в Новосибирске.

Я не в ответе за Ваши мыслительные процессы и за впечатления.  Я у Вас хочу спросить прямо.  Скажите без увиливаний и всяких впечатлений - увидеть ошибку 1/30  и убрать ее это одно и то же?  Увидеть на зеркале ошибки в 1/30 и сделать зеркало с такой точностью это одно и то же?   Пожалуйста,  ответьте прямо.

Следующий вопрос.  То зеркало, о котором Вы вели речь,  кто-то действительно профессионально аттестовал или я должен целиком полагаться на Ваши заверения, что оно именно такого качества.  Если только на Ваши уверения, то я НЕ ВЕРЮ.  Я могу поверить лишь в то, что Вы сами верите в то, что оно такое, как Вы утверждаете.

И давайте оставим спор.  Я Вам не верю,  доказательств Вы не представили. 


VD

[AAV]

Я не в ответе за Ваши мыслительные процессы и за впечатления. Я у Вас хочу спросить прямо. Скажите без увиливаний и всяких впечатлений - увидеть ошибку 1/30 и убрать ее это одно и то же? Увидеть на зеркале ошибки в 1/30 и сделать зеркало с такой точностью это одно и то же? Пожалуйста, ответьте прямо.
VD

Я с вами полностью согласен, на зеркале можно увидеть ошибку 1/30 и даже убрать ее, но сделать зеркало такой же точности это не одно и тоже. Я уже писал об этом. С такой точностью его практически невозможно аттестовать. И нужен ли нам телескоп с лямбдой/30, /40, если телескоп с лямбдой/8, /10 практически не отличается. Но даже чтобы изготовить лямбду/10 нужно потратить намного больше времени. Детали желательно контрллировать не только интерферометром, но и теневым методом, так как интерферометр очень мелкие  по ширине, но резкие по теневой зоны пропускает и деталь может быть нарубленная, такие зоны нежелательны для телескопа, хотя по величине они очень маленькие.

 Во-вторых, меня терзают смутные сомнения по поводу неоднородности твердости по сошлифовыванию материала зеркал! Очень уж резкие изменения химического состава в пределах относительно небольшой массы стекла нужны, чтобы такое поимело место. Что-то тут не так. Ну не верю я, что за рубежом стекло варить разучились! Или это тривиальный выход свилей на поверхность зеркала (на такую мысль наводит исключительно малый размер дефекта – всего несколько мм) или это полировка в “сухом” режиме, или близком к таковому. Что от такой полировки бывает с поверхностью? об этом образно пишет Максутов в той же книге, где, кстати, и фокограммы приводит, на которых хорошо видны местные дефекты: зализы и срывы поверхности. Указано там также, что наличие местных дефектов на поверхности зеркала может быть связано и со свойствами полировальника. Такие дефекты возникают, к примеру, при полировке на сукне.
 Ю. Клевцов

Что можно сказать об этом. Сказываются все: неоднородность стекла, в процессе полировки может быть неравномерное снятие поверхности, невыставление детали относительно шпинделя при нанесении асферизации (мы выставляем по стороне и по высоте 0.01 мм), неравномерное нанесение фаски на деталь. Даже при невысоких апертурах зеркала нам не удавалось получить поверхность без местных ошибках лучше, чем лямбда/6, /7, которые мы убираем местной ретушью. На деталях с большой апертурой местный ошибки составляют даже больше 1 лямбды.

   Кстати,  3-5% дефектов лямбда/5, если бы даже они имели место,  никак бы не изменили значение среднеквадратической погрешности волнового фронта, которая, в настоящее время и является мерилом качества оптической детали.

Да, сейчас принято оценивать оптику по  среднеквадратической погрешности волнового фронта, но мерилом качества оптической детали все-таки является точность поверхности, измеренная в лямбде (размахе полосы). Или вы контрольную оптику тоже будете делать в СКО? А как тогда под такую оптику делать детали?

[Sotnik Ivan]

Всем привет! У меня вопрос. Может немного не потеме. В "Звездочёте" как-то была статья о Добсоне. Там упоминался метод испытания зеркал по солнечному зайчику (точно формулировку не помню). Кто-то может сказать - какую точность поверхности можно получить с такими методами проверки? Как показывают такие инструменты?  Может кто-то видел своими глазами? 

[Владимир Николаевич]

Так вот, при плавной ошибке волнового фронта в лямда/4 качество изображения будет посредственным. Понятно что при небольших по площади отклонениях даже в лямда/2, изображение может быть идеальным.

Ну вот наконец то на землю спустились !\2-1\4, а то 1\20, 1\40 и тд и тп. Да еще и Релея с его критериями требуют уволить! Лямбда на \4-\6 с небольшими по площади отклонениями - это гарантированное вечное счастье любителя, а телескоп 1\10 еще возможно не сделали! По крайней мере опытные оптики Вам его не укажут!
И хочу подчеркнуть что это все в лаборатории на стенде 1\4-1\6 , в реале на природе, да при перепадах температур  похоже и лямбда в пополаме мечта, а уж на 4 идеал! Причем это покажут нам именно те вышеупомянутые 1\4-1\6 со стенда!

[Дрюша]

Лично я интуитивно пришёл к такому выводу, а после услышал или прочитал их же от более авторитетных людей, что допустимые отклонения, какими они могут быть по величине, зависят от их характера. Я прикидывал, какой будет угловой разброс, если применять "в лоб" геометрическую оптику, другие - какие-то другие соображения. Но на самом деле, физика - она одна, хоть подходов может быть и множество.

Я ещё такую точку зрения рассматривал, что если форму поверхности (вернее, карту отклонений от идеальной формы) представить разложением в ряд Фурье (можно - обобщённый, не по синусам-косинусам, а по другому базису), то каждая гармоника имеет свою константу, связывающую размах (амплитуду) отклонений по этой гармоники с влиянием на качество изображения. И чем выше гармоника, тем более жёсткими должны быть требования. Но, как правило, если поверхность более-менее плавная, высокие гармоники имеют очень малую амплитуду, и ими можно пренебречь.

Очевидно, критерий Релея (1/4 лямбды) характерен для гармоники первого порядка. То есть, с периодом порядка радиуса (или диаметра?) зеркала. Или когда такое влияние оказывает хроматическая аберрация. Возможно, это так. Но.

Сферическая аберрация соответствует гармонике более высокого порядка, чем самая первая. То есть, как минимум - второй. И к ней требования - 1/8 лямбды, и именно так. А к узкому завалу, мелким зонам и ряби требования ещё жёстче (1/16 - 1/32 лямбды). Правда, это влияние зависит ещё от площади поверхности, которая "испорчена" дефектом. Но если дефект (сплошные зоны, рябь) характерны для всей поверхность, то требования к ним - именно такие. 1/4 лямбды там никак не покатит!

Так что, оценка качества зеркала по точности (РТV, RMS) - это не от хорошей жизни. Просто это то, что мы можем конкретно и объективно измерить на лазерном интерферометре или чём-то ещё. А по-хорошему, надо бы снять ЧКХ, оценить число Штреля... Но тут опять же, какая кривая ЧКХ лучше? На чей вкус и цвет... Как и в фотографической оптике есть "жёсткорисующие" объективы, а есть "мягкорисующие". Но при этом не факт, что у "мягкоричующего" меньше разрешение. Бывает и наоборот. А ещё у фотообъектива есть своё "бо-кё". Что это такое, спросите у фотографа. Он вам такого навешает...

[Ernest]

Вам бы ребята литературу почитать. Ну хоть "Основы оптики" Борна и Вольфа.
Это право более продуктивное занятие, чем порох переизобретать.

Но это так - к слову.

Деформации поверхности круглой оптики обычно факторизуют апроксимируя взаимно ортогональными полиномами Цернике.
Из соображений симметрии присутсвуют только полиномы четных степеней (сумма степеней по радиусу и азимуту).
Деформация нулевого порядка - простое плоское отступление рельефа - очевидно нам не интересно, это так называемый установочный член.
Второго порядка деформаций всего две. Одна (1-1: первая степень радиальной сотавляющей, вторая - азимутальной) описывает наклон, другая (2-0) ошибку радиуса (фокусировки). Эти деформации так-же мало интересны при исследовании астрономических зеркал поскольку легко выбираются фокусировкой и наклонами зеркала как целого.
Четвертого порядка деформаций 3 штуки. Осесимметричная (4-0),  которая приводит к появлению сферической аберрации и допуск на которую исследовал тов. Реллей. Комообразная (3-1) - довольно редко встречающаяся да и с трудом отделяемая от ошибок измерительной схемы, она обычно отбрасывается как артефактная при анализе деформаций. Астигматизм (2-2) - напротив весьма частая деформация, допуск на которую обычно более строг, чем для сферической.
Шестого порядка: радиально симметричная 6-0, комообразная 5-1, астигматизм высшего порядка 4-2 и 3-3 с трехлучевой симметрией (часто возникает как эксплуатационная при пережатии).
И так далее...

А вот догадка о том, что допуск на деформации более высокого порядка следует давать более строгим - верна. Хотя это зависит от того как нормировать коэффициенты описывающие эти деформации.

[Klevtsov]

Пользуясь случаем, хочу принести свои извинения Юрию Андреевичу Клевцову за, может быть, излишне «жесткую» критику его системы.

Принимаю Ваши извинения.  Хочу, в свою очередь, также извиниться перед Вами за излишне резкие и обидные для Вас публичные высказывания. 
Ю.А.Клевцов

[Klevtsov]

Хочу кратко ознакомить коллег с результатами тестирования  одного из телескопов ТАЛ150К взятого без отбора из недавно сданной партии (см. приложение).  Тестирование производилось в схеме автоколлимации с алюминированным эталонным плоским зеркалом от интерферометра ИТ-200 на интерферометре ZIGO (типа Физо) американского производства.  В приложении представлены три интерферограммы: накрестлежащие полосы и внефокальные кольца.  Расчет среднеквадратического отклонения волнового фронта по двум различным методикам численного анализа интерференционной картины (фазового сдвига и статической обработки) в пересчете на один проход схемы дает RMS = 0,052 плюс-минус 0,005 лямбда (где лямбда = 0,6328 мкм).  Это, по-моему, наглядно свидетельствует об уровне, достигнутом нами как в области технологии оптики этих телескопов, так и в методах их настройки (см.  интерферограмму на кольцах). 
  Чтобы не пропустить хроматические эффекты,  причиной которых может стать несоблюдение допуска на осевую толщину мениска, все телескопы  проверяются нами  на зеркальном автоколлиматоре в белом свете по дифракционной 5 мкм точке.
          В настоящее время все телескопы ТАЛ150К и ТАЛ200К, а в дальнейшем, каждый телескоп серии ТАЛ-К будут снабжаться интерферометрическим паспортом с результатами расчета волнового фронта, а номера эксклюзивных образцов с RMS меньше  1/14 лямбда, с результатами аттестации будут публиковаться на заводском сайте.
Ю.А.Клевцов

     P.S. Для оценки качества оптики телескопа мною по данным расчета волновой аберрации в плоскости оптимальной фокусировки для длины волны 0,6328 мкм была синтезирована идеальная интерферограмма этого телескопа (см. приложение) примерно на то же числе полос, приведенная к схеме автоколлимации.  RMS идеального телескопа (для точки на оси) на один проход схемы с учетом центрального экранирования составляет 0,023 лямбда (сравните с реально полученной величиной).

[Дрюша]

Деформации поверхности круглой оптики обычно факторизуют апроксимируя взаимно ортогональными полиномами Цернике.
Из соображений симметрии присутсвуют только полиномы четных степеней (сумма степеней по радиусу и азимуту).

Если ортогональными - ради Бога. Ну, разновидность обобщённого ряда Фурье. А суть-то...

А вот догадка о том, что допуск на деформации более высокого порядка следует давать более строгим - верна. Хотя это зависит от того как нормировать коэффициенты описывающие эти деформации.

Зачем коэффициенты? Взять в чистом виде тот член с тем коэффициентом, какой там есть, и посмотреть амплитуду или размах (PTV) отклонений. То есть, разницу от наибольшей до наименьшей высоты отклонений от идеальной поверхности.

Только надо бы с терминологией устаканиться. Амплитуда - это отклонение от усреднённого значения. А размах PTV - это от края до края. То есть, удвоенная амплитуда, если угодно. В миллиметрах, микрометрах, нанометрах... Или "лямбдах". Да хоть в саженях, аршинах, вершках... Короче, в линейных единицах.