

-----------------------------------

Liliensternus

13 Oct 2010 13:45


Apocromatele cu lentile lichide

-----------------------------------

Deschid acest topic nu atat pentru a-mi expune opiniile cu privire la optica folosita de acest gen de refractoare cat pentru a obtine unele informatii referitoare la performantele unui asemenea instrument. 

Acum aproape un an am achizitionat un ED80 pentru astrofotografie dar pot spune cu mana pe inima ca acest instrument modest imi aduce mai multa placere decat orice al telescop de pana acum inclusiv Mak-Cass-ul de 150mm. In afara de apertura ED-ul este perfect iar imaginile oferite sunt incredibile. 

Problema apocromatelor, fie cele propriu-zise, fie cele ED este si probabil va ramane foarte multa vreme de acum incolo costul foarte ridicat sau mai bine spus ridicol, ganditi-va ca un apocromat de 150mm se invarte undeva la 4000-6000 euro. 

Avand in vedere ca un instrument refractor foto-visual ( F8 ) este greu obtinut folosind materiale ieftine si nu fara complicatii aditionale cum ar fi un numar mare de elemente optice sau suprafete speciale, ambele situatii implicand un cost proportional mai ridicat, consider optiunea unui refractor cu elemente lichide ca fiind un punct de plecare foarte bun. 

Mai jos gasiti atasate cateva articole care abordeaza aceasta problema, cel mai interesant in opinia mea fiind ce al lui Sigler 1991 unde detaliaza constructia unui obiectiv de 100mm F8 folosind doua lichide cu indici de refractie speciali si sticle ieftine (Schott BAK2 si SF2). 

Am trimis celor de la Cargille (www.cargille.com) un email solicitand informatii asupra celor doua lichide cu toate ca nu apar in catalogul lor dar avand in vedere ca articolul in cauza este vechi de aproape 20 ani m-as astepta ca si numarul de cod al produselor sa fie altul. 

Oricum, dupa cum puteti vedea din atasamente, costul unui obiectiv de 100mm F8 este de 500$, ce-i drept la nivelul anilor 1991, chiar si asa cred ca orice complicatie mecanica necesara epntru etansarea celulei obiectivului este mult mai usor de razbatut decat costul sticlelor speciale folosite pentru un apocromat.

Tot cu aceasta ocazie rog putinii opticieni demni de acest nume de pe forum sa faca niste simulari cu parametrii obiectivelor de mai sus si sa le posteze aici poate poate unii din noi gasesc curajul sa se arunce la un asemenea proiect. 

Eu personal dupa ce am simtit ce poate face un refractor bun cred ca merita, mai ales daca se incadreaza in capacitatea de plata a unui roman care traieste in Romania, cred ca acesta este in cele din urma scopul spre care tindem toti pasionatii de optica intr-un fel sau altul, altfel totul ramane la nivel de discutie fara o finalitate materiala.

Va multumesc


-----------------------------------

zoth

13 Oct 2010 16:13



-----------------------------------

In calitate de simplu cetatean, nici decum optician, da-mi voie sa exprim cateva pareri deoarece am studiat acest subiect cu ceva vreme in urma.
In primul rand vreau sa-ti dau dreptate si sa spun ca un refractor de buna calitate este un instrument ce nu poate fi intrecut de nimic altceva.
Sper ca aceasta afirmatie sa nu deturneze topicul in discutii ce pot lua usor alta directie, este parerea mea personala.
In al doilea rand vreau sa spun ca multa lume este inca pe calea de a cauta instrumentul ideal, cu 2 lei performante maxime si inegalabile si la sfarsit sa si pocneasca.
Este o cale fireasca pe undeva.
Si acum cateva vorbe la subiect:
In primavara am facut cateva simulari in zemax asupra unor triplete ce contineau si o lentila lichida.
Rezultatele au fost bune, neasteptat de bune dar s-au oprit aici.
Nu am suficiente informatii si inca nu am citit destul despre parametrii acestor lichide optice, nu stiu ce stabilitate au in timp, ce comportament cu temperatura, etc, etc...
Si in plus nu stiu cum s-ar putea procura chiar daca sunt ieftine.
Din pacate tara asta a noastra e atat de saracita la ora actuala incat nu mai gasesti in ea nici sticle optice relativ obisnuite si ieftine.
Ai amintit aici de BAK2, asta imi aduce aminte ca in iarna trecuta cautam un sort asemanator (BAK1) pentru constructia unui obiectiv si bineinteles ca nu am gasit nicaieri intern, totul a fost vandut si pradat.
Ca sa aduci totul de afara incepe sa coste mult si in final te apropii de pretul unui apocromat clasic.


-----------------------------------

Liliensternus

14 Oct 2010 14:11



-----------------------------------

Well...

Am primit un raspuns din partea lui Robert Sach de la Cargille, foarte prompt si la obiect: 

"Dear Mihai -
 
Thank you for your inquiry.  I believe that the nomenclature that Mr. Sigler used is the same as is used with Optical Glass.  His liquid code 400513 I believe is our Refractive Index Liquid Series AA n = 1.4000.  His liquid code 550206 is our Refractive Index Liquid Series E n = 1.5500.  Please see the attached Typical Characteristics Sheets.  You can order these liquids as follows:
 
Catalog # 1806Y Refractive Index Liquid Series AA n = 1.4000 +/- 0.0002 @ 5893A at 25'C
1 fl. oz. ....................$62.00
 
Catalog # 1843Y Refractive Index Liquid Series E n = 1.5500 +/- 0.0005 @ 5893A at 25'C
1 fl. oz. ....................$111.00
 
Please let me know if you have any further questions.
 
I would suggest that you download the order form from our website, www.cargille.com, complete all of the required information, including your credit card and shipping information, and fax this form to us at (973) 239-6096.

Best wishes -

Bob"

Din matrialele trimise de la Cargille rezulta o stabilitate foarte buna, nefiind detectate schimbari in proprietatile optice ale celor 2 lichide dupa 10 ani de expunere la soare.  

Acum problema sticlei.

Dupa ce toata ziua am trimis mail-uri la mai toti producatorii de sticle optice despre care am gasit informatii cat de cat utilizabile ex: Newport Glass, Schott, Naked Optics si altii, am gasit cateva PDF-uri cu preturi estimative pe care l-e aveti atasate mai jos. 

Arbitrar am ales un diametru de 140mm si o grosime de 25mm pentru blank-uri: 2 x BAK2 si 1 x SF2

Rezumat: 

Lichide speciale:

Sigler 1991                        Cargille
400513                              AA n 1.4000              30cc - 62$
550206                              E n 1.5500                30cc - 111$

Total estimativ - 173$

Sticle

          Diametru    Grosime   Densitate  Nr  Greutate totala  Pret     Volum

BaK2  140mm       25mm      2.86g/cc    2   2196g             21$/Lbs 1098g

SF2    140mm        25mm     3.86g/cc    1    1482g            21$/Lbs  1482g

(Dupa cum puteti vedea in atasamentele de mai jos, pretul sticlelor variaza intre 4.40 - 100$/Kg pentru BaK2 si 6.30 - 100$/Kg pentru SF2)

BaK2 - 100.8$
SF2 - 69.3$

Total estimativ - 170.1$

TOTAL COST MATERIALE - 343$

In momentul de fata adevarata problema o reprezinta totusi costul sticlei, cel putin pana primesc un reaspuns.


-----------------------------------

valy

14 Oct 2010 14:31



-----------------------------------

Tinand cont ca e un obiectiv de 140mm, nu mi se pare un pret mare. Insa mai trebuie adaugata manopera pt. slefuit + tubul. Dar astea nu sunt o problema.
Ca necunoscator in domeniu, niste intrebari mi le-as pune:
- cum rezista in timp lichidul?
- cum rezista cu variatia temperaturii? deformare, inghet?
- cum izolezi celula astfel incat sa nu curga, mai ales in timp?
- nu ataca sticla? nu intra in reactie cu ea sau cu alte elemente invecinate?
- mai ai nevoie de coating pt. suprafetele dintre lichid/sticla?
- daca ideea e buna dece nu sunt astfel de produse? Sau n-am vazut eu. E drept ca am vazut celule oil spaced dar nu stiu daca e chiar aceeasi lucru. Oricum si astea sunt privite oarecum cu suspiciune (lichidul e el bun in pahar dar nu intre lentile :roll: ).

LE: chiar era o gluma de 1 aprilie pe CN cum ca ED-urile astea moderne folosesc o sticla care "se pare ca se dizolva" in timp. Unii au crezut. Dar la lichide acest "cosmar" nu poate fi mai realist?


-----------------------------------

nobody

14 Oct 2010 14:59



-----------------------------------

Un lichid optic este special conceput sa dizolve sticla si mediul inconjurator transformand totul intr-o masa gelatinoasa ce ingheata si-ti cade pe picior. Ca sa nu ai probleme cu lichidul dintre lentile, il poti pune in fata lor. Alte intrebari ?  :lol:


-----------------------------------

Liliensternus

14 Oct 2010 15:15



-----------------------------------

"- cum rezista in timp lichidul?"

Din specificatiile tehnice afisate in pdf-urile de mai sus dupa 10 ani nu prezinta nici o modificare a proprietatilor optice, in plus, Sigler, in articolul din 1991 atasat mesajului cu care am deschis topic-ul spune ca dupa 3 ani nu a observat nici o modificare.

"- cum rezista cu variatia temperaturii? deformare, inghet?"

La fel, tot in articolul lui Sigler, gasesti explicatia, obiectivul cu doua elemente lichide este aproape atermal datorita sticlei din jur. In plus, din cele trei design-uri propuse, in cel care mi-a atras mie atentia lichidul are putere optica aproape 0 fiind folosit doar pentru a corecta spectrul rezidual, fiind foarte subtiri, elementele nu numai ca au un coeficient de deformare termic foarte mic dar si cantitatea infima a acestora implica o dilatare minima usor compensata de lipitura flexibila folosita la atasarea lentilelor de celula interioara. 
Oricum, cred ca un dew-heater mai bunicel ar putea tine temperatura cat de cat constanta.

"- cum izolezi celula astfel incat sa nu curga, mai ales in timp?"

Vezi desenul schematic al celului de la sfarsitul articolului.

"- nu ataca sticla? nu intra in reactie cu ea sau cu alte elemente invecinate?"

La fel, din specificatiile tehnice nu reiese vreunul dintre acesti compusi reactioneaza cu vreun fel de sticla sau metal.

"- mai ai nevoie de coating pt. suprafetele dintre lichid/sticla?"

Nu...cred, din cate stiu eu despre optica adica destul de putin fata de altii, ar reprezenta in cele din urma un obiectiv cimentat sau de imersie, ai nevoie de acoperiri antireflexie doar la contactul dintre suprafete aer/sticla.

"- daca ideea e buna dece nu sunt astfel de produse?"

Nu sunt in masura decat sa imi exprim o parere foarte neavizata, dar la fel ma gandesc cum de marii producatori de refractoare high-end nu au adoptat sistemul optic folosit de Zeiss la seria APQ care au fost si raman in continuare cele mai bune.
Nu am idee, dar astept o simulare de la cei mai in tema ca sa vedem cu totii un spot-diagram, o optimizare, ceva ceva.


-----------------------------------

valy

14 Oct 2010 15:19



-----------------------------------

Un lichid optic este special conceput sa dizolve sticla si mediul inconjurator transformand totul intr-o masa gelatinoasa ce ingheata si-ti cade pe picior. Ca sa nu ai probleme cu lichidul dintre lentile, il poti pune in fata lor. Alte intrebari ?  :lol:
Proabil ai dreptate si am pus eu intrebari prostesti.
Dar citind asa la repezeala, totusi au o lista de compatibilitati/incompatibilitati cu diverse materiale (sticla, plastic, metal). In plus zic ceva de dilatarea cu temperatura, camere de expansiune, chesti ce trebuie luate in calcul. Sa inteleg ca nu ingheata? Vad un "pour point: 7'C".
In plus daca e materialul perfect, ma intreb dece mai exista APO la preturi de 10 ori mai mari. 
Scuze de interventii, nu mai incurc.

LE: vad ca @Liliensternus deja a raspuns. Ma declar multumit  :lol: 
Iar legat de ultima intrebare: http://www.gpuoptical.com/osl_introduction.htm


-----------------------------------

Liliensternus

14 Oct 2010 15:31



-----------------------------------

Stiu de cei de la GPU, si stiu ca folosesc triplete de imersie si CaF2, dar cand te mai uiti si la pret.....................

Totusi sunt singurii.

Se prea poate ca tehnologia de imersie sa nu se preteze la metoda chinezeasca de "hai la gramada"


-----------------------------------

valy

14 Oct 2010 15:36



-----------------------------------

Totusi sunt singurii.
http://skywatcher.ro/tec.htm , tot oil spaced. Pretul e insa la fel de mare, poate datorita sticlei ED.

Spor.


-----------------------------------

dragos.n

14 Oct 2010 18:47



-----------------------------------

La acest sistem exista doua cerinte contrarii. Etansarea unei celule pe de o parte, realizarea unei celule care sa nu introduca tensiuni in sticla pe de alta parte. Si desi sunt sigur ca un inginer bun poate gasii o solutie, eu unul am dubii ca cea folosita de Sigler este foarte buna in acest sens.

In al doilea rand, solutia de incalzire a celulei are totusi limite.Asa ca ramane problema coeficientilor de dilatare ai lichidului, in cazul in care acesta e sensibil mai mare decat al sticlei.

Personal cred ca aceste doua probleme semnalate mai sus sunt cele care au impiedicat introducerea in productie a acestui sistem. Si spun asta pentru ca stiu ca realizatorii lui Zeiss APQ au avut si ei foarte mari probleme sa gaseasca un sistem de constructie a unei celule care sa satisfaca cam aceleasi cerinte. 

In pofida acestor probleme, cred ca sistemul merita sa fie incercat.


-----------------------------------

zoth

14 Oct 2010 21:29



-----------------------------------

Eu gasisem un alt design optic pentru un triplet cu lentila lichida care mi s-a parut la vremea respectiva mai interesant, mai usor de facut si cred ca mai usor de ermetizat.
Sistemul consta din doua lentile menisc cu aceiasi geometrie si construite din acelasi sort de sticla puse fata in fata iar golul dintre ele umplut cu lichid optic.
Pe acest sistem am facut unele simulari in primavara si mi-a placut ce iese.
Il gasiti descris in patentul US 4.932.762


-----------------------------------

Liliensternus

15 Oct 2010 12:21



-----------------------------------

Dupa ceva sapaturi am reusit sa gasesc si cateva articole referitoare la proprietatile optice si fizice ale lichidelor Cargille.
Mai jos gasiti atasate informatiile. Sticla ramane in continuare o problema, cel putin un sort o sa imi dea de lucru.

Ar mai fi un articol: "Apochromatic color correction using liquid lenses" care din pacate e prea mare pentru a il putea posta iar arhivat nu merge, il pot trimite pe mail doritorilor


-----------------------------------

zoth

15 Oct 2010 21:20



-----------------------------------

Prima incercare de analiza in OSLO a unui triplet cu lentila lichida.
Este prima schema prezentata in patentul US 4.932.762
Mi-am bagat putin coada numai la asferizarea unei suprafete pentru a corecta integral aberatia de sfericitate, in rest nu am facut nicio modificare.
Obiectivul este un f/10.










-----------------------------------

Liliensternus

18 Oct 2010 14:42



-----------------------------------

Arata frumos, dar sunt curios daca spot-ul acopera un senzor DSLR APS-C (22.7 x 15.1 mm) si daca poate fi optimizat la un F8. 
Coma vad ca e o problema.

Cu toate ca un obiectiv cu doua lichide este atermalizat, cred ca in acest moment este o complicatie un pic prea mare asa ca am sa ma limitez la cele cu un singur lichid. Pe de alta parte oiectivul cu doua sorturi de sticla si doua lichide nu este ecromat, nici apocromat ci un superacromat....food for thought.

Dintre acestea cel din imaginile atasate pare a fi foarte promitator. 

Secventa este urmatoarea: BK7/550206/F2

SINGLE LIQUID APOCHROMAT
Radius   Thickness  Material
12.629    0.655        BK7
-17.975   0.084        550206
-1 2.785  0.220        F2
-44.155   48.804      Air
- 18.910  (Image surface)
EFL= 50.025 F/-= 10.0
Clear aperture = 5.0

"With this choice of materials, simultaneous correction
for chromatic aberration, spherical aberration, and
coma is not possible. With a liquid between the two
glass elements, the design is similar to a cemented
doublet. It is known that coma correction in cemented
doublets requires a careful choice of glasses. An
example of a glass-liquid apochromat (using normal
dispersion glass) corrected for chromatic aberration,
spherical aberration, and third-order coma is SK6/
550206/F8. This choice of glasses was not used in the
test objective as it was desired to demonstrate apochromatic
color correction using liquids and only the
most common normal dispersion glasses."

Cred ca momentan, acesta ar fi cel mai usor de realizat dpdv mecanic.

Am sa revin maine cu un proiect de celula care imi pare destul de rezonabil.


-----------------------------------

Mircea Pteancu

19 Oct 2010 23:22



-----------------------------------

La dezvoltarea lentilelor acromatice cu lichide si-au adus contributia in timp Euler si apoi Peter Barlow,cunoscut insa astazi pentru elongatorul care-i poarta numele.In acea perioada ,cca anii 1800 timpurii,interesul pentru lentilele cu lichide a fost stimulat de dificultatea de producere,respectiv procurare, a unor discuri mari de flint.Impreuna cu G. Dollond,Petrica Barlow a construit obiective acromate de 3 inch si de 6 inch.In acestea ,lentilele erau separate,folosindu-se o lentila ''lichida'' de doua ori mai mica decat apertura si asezata la distanta de aceasta.
Daca tot am pomenit de Peter Barlow,sa mai notam ca prototipurile pentru lentilele Barlow au fost construite sub forma unei combinatii negative de crown si flint de catre Dollond in 1833 si au fost testate de catre Dawes la rezolvarea unor stele duble stranse.
Mircea


-----------------------------------

zoth

25 Oct 2010 08:39



-----------------------------------

Mihai, cu ultima schema prezentata nu ajung din pacate la nimic bun.
Poate vrea sa mai incerce si altcineva simularea, in felul asta ne-am verifica reciproc.
Poate am gresit eu pe undeva si nu-mi dau seama.


-----------------------------------

mak

03 Ian 2011 14:32



-----------------------------------

Dupa ce am citit materialele postate de zoth cu dedicatie pentru lunetisti, am o intrebare legata de constructia celulei unui astfel de obiectiv: in loc de solutiile prezentate pana acum pentru constructia celulei, nu s-ar putea folosi banda de polyimida (Kapton) folosita la obiectivele cu ulei? Habar n-am cat de greu e de gasit, ma intreb daca nu cumva ar putea functiona si in cazul obiectivelor cu lentile lichide.


-----------------------------------

mak

11 Ian 2011 17:05



-----------------------------------

Am incercat si eu in OSLO ultima varianta propusa si nici mie nu-mi iese ceva utilizabil.


-----------------------------------

mak

13 Ian 2011 13:56



-----------------------------------

Intre timp am mai gasit un patent al lui Sigler (nu, nu din ala) pe care l-am atasat mai jos.
Am pus in OSLO variantele din tabelele I si V, dar n-am ajuns la ceva folosibil.
M-am jucat putin cu ele, dar iese coma serioasa, iar eu unul n-am reusit s-o corectez nicicum.


-----------------------------------

Liliensternus

13 Ian 2011 14:03



-----------------------------------

Nu stiu ce sa raspund. Undeva ceva nu se leaga, nu prea se publica date false, mai ales daca iti pasa de cariera.

Nu imi aduc aminte in ce program a facut Sigler simularile dar e ciudat sa iasa rezultate atat de diferite.
Ma gandesc serios sa caut adresa omului si sa ii trimit un mail.


-----------------------------------

mak

14 Ian 2011 08:39



-----------------------------------

Uite ce imi iese mie in OSLO (e posibil sa fi si gresit, poate ma verificati voi):


-----------------------------------

mak

14 Ian 2011 16:56



-----------------------------------

Tot citind in stanga si in dreapta pe net, am vazut ca si Robert Royce a construit practic un obiectiv de genul asta. Pun mai jos raspunsul pe care l-am primit de la el.

"I spent a lot of time of these objectives and have come to the conclusion that they are not stable. The idea is a nice one but I think if I make them they will be a constant source of trouble. After several years the oil starts to deteriorate. The only oil that really works well is the EC12 by Cargille and this will change over time and crystallize and get cloudy. Ethyl cinnimate just does not give that much added correction."

Sa fiu sincer, ma gandeam ca trebuie sa fie un clenci pe undeva, altfel am fi vazut mai multe obiective de felul asta. Eu ma gandeam mai degraba ca tolerantele de fabricatie sunt foarte mici.

Asta e: nu exista pranz gratuit, vorba englezului.

