Kómakorrektor készítése

Aki szívesen foglalkozik csillagászati felszerelésének pofozgatásával, vagy méginkább készítésével, nem feltétlenül határozza el, mégis egyre érdekesebb célokat állít maga elé. Nekem például nagyon fontos, hogy teljesen saját konstrukciójú, és lehetőleg minél jobb távcsővel tölthessem az időt az ég alatt, de szerencsére ezzel a törekvésemmel nem vagyok egyedül, ezért hoztam létre ezt a topikot.
Már egy nagyon fényerős tükör görbítésének gondolatához is hosszú út vezet, aztán a megvalósításig ismét, majd a siker bódulatában evickélve vesszük azt használatba elsősorban a halvány, esetenként nagy kiterjedésű objektumainak vizsgálatára. Egy F/3-4 környéki nyílásviszonyú tükör már tisztes ütőkártya erre a célra, Newton szerelésben pedig gyakorlatilag az egyetlen olyan távcső alternatíva, ami nagy méretű plusz optikai üvegtag nélkül kivitelezhető. Persze ennek az az ára, hogy az általánosan elterjedt okulárokkal pl. egy f/4-es távcső látómezejének kb. kétharmadán, egy f/3-nak pedig kb. felén kapunk értékelhető képet, a látómező peremét a szükségképpen fellépő kómahiba gyakorlatilag elmossa. Így van ez akkor is, ha csak a minimális nagyítást használjuk, mondjuk 7 mm kilépő pupillára számolva. Ezzel szembesültem én is, bár nem okozott meglepetést, amikor nyáron az első próbák alkalmával a 202/600 Newtonnal egy kivételesen sötét éjszakán az M27-be szinte bele lehetett volna „harapni” és a közvetlen környezetében látszó csillagok pedig csak hihetőbbé tették az alig hihető látványt, azonban a Silver Plössl látómezejének külső fele -hiába nem oda koncentráltam- teljesen ”elmosódott” volt. Erre vannak gyári megoldások, de mélyen a zsebbe kell nyúlni, ha jobb látómezőt akarunk. Vagy talán mégsem?... Eképpen töprengtem akkoriban, és megszállt a gondolat, hogy milyen nagyszerű lenne, ha ennek a hibának mondjuk a kétharmadát el tudnám tüntetni egy varázsütéssel. Nem baj, ha nem lesz teljesen tökéletes, hisz’ nem fogok tudni Paracorrt készíteni, de vizuálisan talán lehet valamit tenni. (Több Nagler okulárt is kipróbálhattam Tarjánban, egy 11 mm-es példányhoz pedig azóta sikerült jutányosan hozzájutnom. Ezek az okulárok F/4 környékén még szinte hibátlanul képeznek le, de F/3-al önmagukban már nem bírnak el tökéletesen. Ettől még nagyon boldogan használom a sajátomat, mert fantasztikus mértékben javul a képminőség, és egyáltalán nem érdekel a hatalmas látómező peremén megmaradó hiba.)
Eredeti célomnál -vizuális leképezés javítása Plössl okulárra- mára jóval messzebb jutottam, -bár nem varázsütéssel- és most ebben a topikban többek érdeklődése miatt elregélem ezt a megintcsak elég hosszú utat. Remélem nem bánja senki, ha olvasmányosabb lesz a kelleténél, de egyeseknek talán a kalandok is érdekesek lehetnek. Nem i s tudom teljesen időrendbe tenni a botladozások sorát, merthogy nemcsak egyik, vagy másik típusú megoldás járt egyszerre a fejemben, inkább valahogy szintetizálódott az eredmény, annak megfelelően, ahogy a ma is szerénynek mondható ezirányú ismereteim bővültek. Első lépésként nagyjából százoldalnyi szakirodalmat rágtam át, ami meglehetősen gyér angol tudásommal kissé kimerítő volt. Aképpen gondolkodtam, ahogy a műszaki beállítottságúak általában: értsük meg a problémát, aztán a lehetséges megoldások működését, azután próbáljunk használható konstrukciót összeállítani a rendelkezésre álló anyagokból. Ez a téma nem gyakori külföldön sem a távcsőépítők között. A nehezen fellelt irodalmak egy része pedig finoman szólva is ellentmondásos, úgyhogy egycsapásra jó nagy káosz alakult ki a fejemben, ami idővel aztán egyre rendszereződött, de mára is rengeteg kérdés maradt még. Egyébként is erős fenntartásokkal kezelendő a világhálóról merített információ, amit az üveggel való ismerkedés közben keservesen meg is tapasztaltam anno. Az igazi információért sokszor nagyon sokat kell küzdeni.
Az egésznek úgy indultam, hogy tervezni kellene, mert úgy biztosan nem nyúl nagyon mellé az ember, de egyrészt nagyon nehéz részletes és hiánytalan megtanulható információkat meríteni innen-onnan összeollózva, másrészt egyik üvegemről se tudtam a pontos fénytani adatokat. (Lehetne műszereket építeni e célra, de nem akartam azt sem, hogy a megvalósítás örökké tartson, és nem célom végleg elkanyarodni a tükrök készítésétől. Ilyen vonatkozásban Gene Kranz (Apollo irányítás) mondata jut eszembe: „Nem érdekel, hogy mire tervezték, csak az érdekel, hogy mire használható.” Mindezek fényében a következőkben nem közlök mást, csak azokat a megállapításokat, amik a kísérletek során igazolódtak, és olyan „recepteket” amik az ég alatti próbákon is megállták a helyüket. Itt is nagyon nagy részben igaz, hogy a probléma megoldása egyszerűbb, mint amilyennek elsőre látszik, és az eredeti célt meg tudjuk valósítani. De a több fokos területet hibamentesen leképező optika tervezését azért továbbra is az optikus mérnökökre hagyjuk.
Folytatva az előző gondolatmenetet, nemsokára elővettem az itthon fellelhető komplett objektíveket, fényképezőgép, nagyítógép, vetítő, meg ami volt, és szétszedve próbáltam megérteni működési lényegüket. Ez nagyon hasznosnak bizonyult, mert a káosz először emiatt öltött kissé szolidabb formát, és itt máris kettévált az alig elkezdett út: 1- a meglévő lencserendszerek kicsit/nagyon átalakítva használhatók-e? 2- a meglévő egyszerű lencsékből lehet-e összerakni valami hatékony korrektort? Utóbbi kérdésre egyértelmű igen választ kaptam később, de nem rohanok előre, mert az előbbi irányba indultam el először.
Régebben foglalkoztatott már a Makszutov távcsövek lelki világa, amelyeknek közismerten jól korrigált látómezeje méltán népszerű típussá emeli a rendszert, illetve emelné, mert sajnos a nagyméretű meniszkusz korrektor elkészítése erős görbületekkel nem egy egyszerű feladat, ráadásul nagy és jó minőségű üvegtömeget is kíván. Kevéssé ismert viszont, hogy a meniszkusz a paraboloid korrektoraként is jól dolgozik, kb. a teljes nyílás harmadának megfelelő átmérővel, a fókusztól befelé tetszőleges, de célszerűen kb. 1/3 fókusznyi távolságban, (a segédtükör alatt) vastagsága pedig csak töredéke a gömbtükörhöz megkívánt vastagságnak.
Tudtam, hogy a Praktica fényképezőgép objektívje két bikonvex lencséből, és egy negatív ragasztott meniszkuszból áll, a Zenit objektívjében pedig ezek mellett még egy további ragasztott negatív meniszkusz van. Tapasztalati eredményre volt szükségem, ezért felváltva mindhármat a fényútba helyeztem egy nyugodt estén. A Makszutov meniszkusz mindig közelítőleg a görbületi sugár kétszeresére kerül a fókuszponttól, (állíthatóra kell csinálni, de erről majd később) homorú oldalával a tükör felé. Ezek a „kitermelt” lencsék olyan erősen görbültek voltak, hogy az okulárba kellett helyeznem őket, de nem sok eredményre jutottam. Tudni kell, hogy a Makszutov korrektor homorú és domború görbületei (általában teljesen) megegyezőek, -nincs törőereje és emiatt (közelítőleg) színhibája sem. A lencse vagy egy darabból készül, vagy síkdomború-síkhomorú párból összeragasztott, vastagsága a fókusztól mért távolságának kb. 1/14 része, de 5 százalék eltérés sem feltétlenül észrevehető a képen. Ezen paramétereket a kiszerelt lencséim meg se közelítették, ráadásul negatív hatásúak voltak, de ez volt az első lépés, amit megtettem. Röviddel ezután új ötletem támadt, merthogy a fotóobjektív kómára korrigált rendszer. A Praktica frontlencséje picit fényerősebb F/3-nál, és mint egyszerű lencse, kómahibával terhelt, amit a többi tag egyenlít ki. Egyszerűen a fényútba helyeztem a frontlencse nélküli objektívet. Ezzel első optikai taggá a főtükör vált, majdnem pontosan ugyanúgy küldve a fényt, mintha azt a frontlencse tenné. Kezdetben a fókuszpont ugyanott volt, mint az eredeti objektív mögött, ebben a helyzetben rögzítettem a „korrektort”. Ekkor éreztem először, hogy nem hiába töröm a fejem, ugyanis nagyon jelentősen sikerült a kómát visszaszorítani! Kaptam viszont helyette színhibát, merthogy a rendszerből egy pozitív tag hiányzott, de ez a 28-szoros nagyításon egyáltalán nem volt megsemmisítő hatású. Érezhető mezőgörbület is fellépett: az okulárt a peremen és középen külön kellett fókuszálni, de nagyon kicsi mértékben. Igazából így is javulást értem el, és még tovább javult a helyzet a rendszer finom tengelymenti állítgatásával. Ez pont elegendő volt, hogy további lendületet kapjak… (Később jöttem rá, hogy a frontlencsétől megfosztott objektív egy korrektor alaptípusra hasonlít felépítésében, de erről még sok szó fog esni. Minden esetre azt mondom a tettrekész amatőr optikus kollégáknak, hogy ebből kiindulva most ne szedjenek szét pánikszerűen minden lencsét tartalmazó alkalmatosságot, én sem ezt használom már, lesz még sokkal-sokkal jobb lehetőség is ).
A következő lépés egy Makszutov-meniszkusz csiszolása volt, egyszerű, közelítő paraméterekkel, amikből föntebb már ki is derült néhány. A meniszkusz homorú oldalával a tükör felé néz, és a negatív felület először közel párhuzamossá teszi a főtükörről érkező fényt. A párhuzamos fénynyalábot a pozitív oldal képezi le ismét, színhiba azonban nem (vagy alig) adódik, hiszen ez két ellentétes előjelű, de egyenlő fókuszú, azonos anyagú lencseként is felfogható rendszer-és készíthető is két lencséből!
Mivel megfelelő vastagságú üvegem nem volt, egy régi kondenzort vágtam 52 mm-es átmérőjűre, és 50 mm-es görbületi sugarakkal -gyakorlatilag hevenyészve- csiszoltam meg, vastagságát 7 mm-re állítva be. A meniszkusz lelke az üveg (perem) egyenlő vastagsága. Ha ez jó, de a vastagság nem pont ideális értékű, akkor se történik tragédia, egyszerűen a korrekció pl. kisebb mértékű lesz, mint kellene, de ettől még a látómező jobb, vagy sokkal jobb is lesz. Egy 250-es F/4-es tükör ideálisan kivitelezett meniszkusszal 28 perc mezőre diffrakció határolt marad, alapban ennek az értéknek kevesebb, mint egytizede a jól leképezett látómező mérete! Mivel ez már nem tekinthető vékony lencsének, ezért számolni se könnyű vele. Programmal biztosan tökéletes eredmény érhető el, de talán valaki majd nekilát, én mostanában biztosan nem fogok.
1983-ban Dragan Mikesic az akkori Jugoszláviából igen jó cikket írt a Sky and Telescope-ba. az Ő tükre 165 mm-es, F/3,8-as példány, és hibamentesen fotózott vele 36 mm-es filmre. A meniszkusz egyetlen célszerű szerelési helye közvetlenül a segédtükör alatt van, mindössze a rögzítését kell kitalálni, amit a segédtükör foglalatára legegyszerűbb megoldani.
Megfelelő üvegvastagság híján a próbaverzióm 100 mm-re került a fókusztól, vagyis a kihuzatba szerelt meniszkusz tubusa kettévágta a főtükör előtti fényutat, de ez nem érdekelt, mert ki kellett valahogy próbálnom. A rendszer tehát teljesen a fényútba lógott, de ez nem akadályozta meg, hogy jelentősen csökkenjen a kómahiba, olyannyira, hogy egy kellő gondossággal kivitelezett és jól elhelyezett meniszkusz beépítése tervemben van ma is, és nemrégiben üveget is kaptam hozzá. A lencse peremvastagsága nem térhet el 0,05 százaléknál többel, de szerencsére ez mikrométerrel tökéletesen mérhető, mert a segédtükör alá szerelt lencse jelentős vastagsága miatt több század mm nagyságrendre adódik a tűrés. Ugyanakkor nagyon fontos a két görbület egyezősége, de kevésbé jelentős a számítottól való –értelemszerűen egyforma- eltérésük, ugyanis a fényútban történő axiális állítás nagyon sokat tud kompenzálni. Én ezt a kihuzat mozgatásával értem el, és okulárt tologatással fókuszáltam a próba alatt. Mivel teljesen ki akarom aknázni az optikai üvegemet, ez irányban elmélet terén mégiscsak tovább kell haladnom, és biztosabb alapokra helyezkedni, de meg vagyok róla győződve, hogy akár a föntebbiek –és a lentebbiek- alapján is érdemes munkát fektetni bele. Egyelőre ennyi amit a meniszkuszról meg tudok osztani, de a témát még biztosan folytatni fogom a jövőben, csak még tanulnom kell. Most a városi könyvtár dolgozóit zaklatom régi fénytani tankönyvek kapcsán.
(Még ide tartozik, hogy a szín és a gömbi hiba optimalizálásával a tervezők sokat foglalkoznak, persze nem véletlenül. Vannak tervek, ahol a két görbület picit eltérő. A második ábrán látni két meniszkusz adatsort is, egyikben ezek miatt nem egyeznek meg a görbületek. Olvastam olyan irodalmat is, ahol a lencsének üvegvastagságnyival –tehát jelentősen-nagyobb a domború görbülete. Ha belegondolunk, két egyező görbület között nem kaphatunk mindenütt egyforma üvegvastagságot, mert ez fizikai képtelenség. A kész tervekben viszont többnyire egyező, vagy közel egyező sugarak szerepelnek. )

A következő magyarázó ábra az alábbi linkről származik: (csak beleszakértettem magyarul)
[You must be registered and logged in to see this link.] ... rector.htm


Az első közelítésben szükséges vastagság a korrektor és a fókusz között távolság 1/14-e . Például BK7 kóma korrektor 200 mm-es ƒ / 4 paraboloidra (elülső felületre) ha 100 mm-rel a tükörfókusz előtt van, az első megközelítés-ben R 1,2 = 52 mm és 7 mm-es a középső vastagság.

A meniszkusz-korrektor egyik kiindulópontja az elülső görbületi sugár, amely a konvergáló kúpot közel párhuzamos fénnyé alakítja. Ehhez az R 1 ~ (n-1) L homlokfelületi sugárra van szükség , ahol n az üveg törésmutató és L a meniszkusz felület-tükörfókusz közötti távolság. (Általánosságban 1,52 törésmutatóval lehet közelíteni, ha nem tudjuk pontosan az értékét. A lehetséges alapanyagok, mint pl. egy vastag kondenzor, legtöbbször ilyen "általános" anyagból készülnek.)

Ezekkel a paraméterekkel az optimális helyzet 95 mm-re van az eredeti tükörfókusz előtt. A diffrakció határolt terület 0,27 fok átmérőjű, maradék asztigmatizmusa négyszer erősebb, mint eredetileg a tüköré. Így a korrigált mező közel 5-ször nagyobb lineárisan, mint az eredeti kóma korlátozott mező, és várhatóan sokkal nagyobb lesz a vizuális használatban, mivel a maradék asztigmiát az okulár ellentétes és erősebb asztigmatizmusa ellensúlyozza.

Üdv!
A host an image gomb a kép beszúrás
Megnyitod, kiválsztod a képet, majd a linket a kép mellől bemásolod

Ez lenne ?

[You must be registered and logged in to see this link.]

A CSV-ről szeretném átmenteni a saját írásokat. A Problémám, hogy vágólapról nem tudom beszúrni a képet. Mondjuk egyet letöltöttem, jpeg formában, de úgy sem sikerült. Látszik, hogy nagy ismerője vagyok ennek az agyonbonyolított digitális izének. Másolás-beillesztés, ez még menne.  Nem sok időt töltök amúgy a gép előtt, látszik is, hogy elmaradott vagyok.

Ha az itteni kép beszúrást kérdezed, itt a szövegszerkesztő ablakban a "Host an image"  ikonra kattintva tudsz képet feltenni, amit először feltesz egy helyre, majd annak a linkjét teszi be ide, ha gondolod, vagy ha nem is felveszem a folyamatot videóra, később ha visszaértem mert épp mennem kell egyet, majd bemutatom valahogy, hogy lásd, utána ezt ki is lehet innen törölni a hozzászólásomat majd.

A szerkesztő kis ablakban itt a 4. ikoncsoport 1. ikonja az amúgy.

Jani! Nem győzöm olvasni, amennyit írsz, na ehhez több idő kell.