
-----------------------------------
zoth
17 Iul 2011 12:10

Experimente de acromatizare
-----------------------------------
Printre multe si frumoase astrofotografii si setupurile lor de rigoare ma furisez si eu cu un subiect nou in sectiunea de Optica, subiect care ar vrea sa lamureasca problema veche si mereu actuala a telescopului refractor, cromatismul.
Nu as fi deschis acest subiect daca nu as fi aflat de curand ca mai exista 1-2 useri pe forumul nostru care sunt interesati de lentile si carora subiectul de fata ar putea sa le fie intr-un fel de ajutor.
Imi propun asadar sa vedem ce este ala cromatism, cum poate fi el minimizat si in cele din urma sa avem chiar o vedere unificata asupra acromatizarii unui ansamblu de elemente optice refractive.
Misiunea este pe undeva ingrata pentru ca de obicei aceste fenomene sunt exprimate mai mult prin relatii matematice si mai putin prin vorbe. Procedura pe care as vrea sa o aplic se refera mai mult la intelegerea fenomenului de baza si la formarea unei logici de gandire si din aceasta cauza voi evita pe cat posibil formulele rigide si definiile aride pe care le intalnim de multe ori in lecturile de optica dar voi presara in schimb discutia cu multe proiecte, in parte puse deja in practica, in parte doar teoretice.
Sper ca in acest fel vom putea sa intelegem mai usor fenomenele si sa dezvoltam experimentele ce vor fi prezentate pe linia personalizata a fiecaruia dintre noi care este interesat de acest subiect.

-----------------------------------
Mircea Pteancu
17 Iul 2011 18:03


-----------------------------------
zoth
Subiectul este binevenit deoarece exista mituri,legende si prejudecati in circulatie care-i induc in eroare pe multi,mai ales pe incepatori.Dar nu numai!
Doar pentru ca un instrument are obiectivul format exclusiv din lentile si pentru ca se numeste ''refractor'' (luneta se foloseste mult mai rar in lumea noastra anglificata),i se atribuie automat calitatea de a fi acromatic.Mai rau chiar,se asteapta ca acel instrument sa aibe contrast ridicat si sa performeze excelent la planete chiar daca este un dublet conventional la F/8.
Astept cu interes continuarea.
Mircea

-----------------------------------
neox
17 Iul 2011 21:16


-----------------------------------
Sunt numai urechi...aaa...adica ochi  :D

-----------------------------------
catalin dumitru
18 Iul 2011 23:28


-----------------------------------
Si cum sunt plin de idei precum WC-ul de 'poo-poo' , sa va povestesc ce mi-a dat prin cap citind acest topic.

Trei lentile corectate de aberatiile geometrice , situate pe un mecanism revolver aflat la capatul tubului optic , si care lentile sa fie prevazute fiecare cu cate un filtru . 
Una va avea filtrul rosu , alta verde si a treia bineinteles albastru.
Cele trei obiective ar trebui sa aiba o pozitie usor diferita una fata de cealalta , cat si o focala usor diferita , pentru a forma imagini identice ca marime si exact in acelasi plan.

La rotirea cu destul de mare viteza a revolverului , in planul focal comun ar trebui sa se formeze o imagine compusa , cu aberatie cromatica inexistenta in domeniul spectral oferit de filtre.

Acum urmeaza treaba cea mai naspa: trepidatiile datorate rotirii celor trei lentile.
Aici mi s-au cam terminat ideile...

-----------------------------------
Erwin
19 Iul 2011 01:34


-----------------------------------
Pentru foto, din punct de vedere tehnic e o complicație inutilă din moment ce există deja roata de filtre. Cred că e mai simplu să tragi succesiv prin 3 lunete corectate pe fiecare zonă spectrală. La vizual nu ajută cu nimic cred eu, din moment ce există apocromatele și alte soluții mai ergonomice. Costurile suplimentare cu mecanismele și problema colimării devin impredictibil de mari. La optică las opticienii să se pronunțe.  

Aș sugera totuși o soluție oarecum asemănătoare pentru vizual: 2 instrumente în paralel, corectate pe zone spectrale diferite, prin care privești ca prin binoclu. Ochii antrenați vor face compensările necesare, alegând informația utilă de pe cele 2 canale suprapuse. Poate da dureri de cap...  :twisted:

-----------------------------------
zoth
19 Iul 2011 10:45


-----------------------------------
Multumesc pentru interventii.
Nicio idee nu trebuie rejectata din start pentru ca este posibil sa ascunda si aspecte interesante  :) 

Pentru a putea dezvolta o logica pe parcursul acestui topic m-am gandit ca e bine sa definim un punct clar de plecare si sa vedem care este fenomenul care sta la baza aparitiei cromatismului in lentile.
Ei bine nu e vorba de altceva decat de dispersia produsa de mediul optic atunci cand acesta este traversat de lumina.
Sunt sigur ca toata lumea stie deja experienta in care o prisma optica descompune lumina alba in componentele ei de baza, experienta pe care o puteti revedea in figura 1 de mai jos:
Mi se pare util de retinut din imaginea de mai jos modul in care se produce dispersia luminii.
Vedem asadar ca radiatiile de energie mai mare, asta insemnand frecventa mai mare, sunt mai puternic refractate dupa trecerea prin prisma pe cand radiatiile de energie mai mica sunt mai putin refractate.
Acest lucru se intampla din cauza faptului ca indicele de refractie al mediului traversat de lumina nu este constant ci este functie de frecventa acesteia (n~niu sau n~1/lambda).
In domeniul vizual dispersia unui material optic este cuantificata prin numarul Abbe notat de obicei cu "V".
V=(nd-1)/(nF-nC) unde nd, nF, nC sunt valorile pe care le ia indicele de refractie pe liniile spectrale d=587,56 nm reprezentand culoarea galbena situata undeva spre mijlocul spectrului vizual,
F=486,13 nm reprezentand culoarea albastra si C=656,27 nm reprezentand culoarea rosie, ultimele fiind considerate ca delimitand simbolic extremele spectrului vizual.
Sa retinem din relatia de mai sus ca o diferenta mica intre valoarea indicelui de refractie pentru linia F si cea a aceluiasi indice pentru linia C indica o sticla cu dispersie mica.

-----------------------------------
catalin dumitru
19 Iul 2011 12:13


-----------------------------------
[quote="Erwin"]Pentru foto, din punct de vedere tehnic e o complicație inutilă din moment ce există deja roata de filtre. Cred că e mai simplu să tragi succesiv prin 3 lunete corectate pe fiecare zonă spectrală. La vizual nu ajută cu nimic cred eu, din moment ce există apocromatele și alte soluții mai ergonomice. Costurile suplimentare cu mecanismele și problema colimării devin impredictibil de mari. La optică las opticienii să se pronunțe.  

Aș sugera totuși o soluție oarecum asemănătoare pentru vizual: 2 instrumente în paralel, corectate pe zone spectrale diferite, prin care privești ca prin binoclu. Ochii antrenați vor face compensările necesare, alegând informația utilă de pe cele 2 canale suprapuse. Poate da dureri de cap...  :twisted:[
 /quote] 

Ideea expusa de mine se referea strict la domeniul vizual.
Complicatii mecanice prea mari nu cred ca ar fi , poate doar putin la sincronizarea revolverului cu obiective cu obturatorul, absolut necesar , aflat undeva in apropierea planului focal .

Referitor la ideea ta cu cele doua instrumente in paralel , exista o solutie chiar mai buna , si anume adunarea imaginilor a trei obiective (prevazute cu filtre) cu ajutorul unui cub divizor provenit de la un anume tip de proiector video (cel cu 3 ecrane LCD)
Sistemul ar avea nevoie de niste prisme in plus , si chiar oglinzi , pentru a obtine ecartul necesar in functie de diametrul obiectivelor, care trebuie dispuse in linie.
Pentru doar doua lungimi de unda, poate fi folosit (pe invers) chiar si un binocular de microscop .

Cer scuze lui Zoth , daca am deviat prea tare de la subiect :?

-----------------------------------
zoth
19 Iul 2011 21:02


-----------------------------------
Nu e nevoie de scuze  :)  dar parca asteptam mai mult idei legate strict de optica si mai putin de mecanica.

Pentru a continua ideea inceputa mai sus, trebuie sa spun ca o lentila convergenta (pozitiva) are exact acelasi comportament cand este traversata de lumina ca si prisma din exemplul anterior.
Lentila noastra pe care o putem vedea in figura 2 disperseaza lumina si focalizeaza fiecare culoare componenta intr-un plan distinct.
Cel mai aproape de lentila va fi focalizata radiatia violet apoi cea albastra, galbena si in punctul cel mai indepartat, radiatia rosie.
Ecartul dintre planul focal al radiatiei albastre si cel al radiatiei rosii este numit cromatism longitudinal si este egal cu raportul dintre focala medie a lentilei si numarul Abbe.
In cartea sa din 1920 intitulata The amateur's telescope, Ellison denumeste inversul numarului Abbe drept puterea dispersiva (Pd) a materialului din care este construita lentila.
Aflam astfel ca ecartul delta f= fmediu*Pd, ... logic si frumos, nu-i asa?

-----------------------------------
zoth
20 Iul 2011 21:22


-----------------------------------
Ajuns in acest punct se cuvine sa amintesc ca lentilele simple convergente (pozitive) au constituit obiectivele primelor telescoape construite de inaintasii nostri.
Totusi trebuie spus ca pentru aplicatii de acest gen nu orice lentila convergenta este potrivita si tot pentru astfel de aplicatii nu mai are sens sa cuantificam valoarea absoluta exprimata in mm a cromatismului longitudinal ci sa urmarim ca raportul dintre marimea spotului axial in planul de focalizare si discul principal de difractie sa fie unul cat mai mic.
Cu alte cuvinte spus, cu cat mai multa energie este cuprinsa in discul principal de difractie cu atat imaginea obtinuta va fi mai buna.
Acest deziderat se poate indeplini prin cresterea focalei lunetei si spunand acest lucru ne amintim imediat de luneta de 123 picioare lungime construita de Huygens pentru Royal Society sau de luneta de 150 de picioare a lui Hevelius.
Pentru astfel de lungimi evident ca lunetele in cauza nu puteau avea ceea ce azi numim tubul sau corpul lunetei, inaintasii gasind alte solutii potrivite pentru fiecare caz in parte.
Din cartea lui Simms pe care am mai citat-o aici pe forum am extras o imagine a unei astfel de lunete pe care o puteti vedea mai jos:

-----------------------------------
zoth
21 Iul 2011 18:28


-----------------------------------
In gradina noastra mioritica am cunostinta doar de doi dintre colegii nostri de forum care au facut experimente cu obiective refractive dintr-o singura lentila.
Ei sunt Tavi F din Craiova care a postat chiar zilele astea imagini obtinute prin obiectivul de 28/1250 de constructie proprie si Mircea Pteancu din Arad care a experimentat pana acum mai multe variante daca nu ma insel.
Cred ca ar fi interesant sa vedem si cum arata graficele unui astfel de proiect.
In figura 4 avem proiectul unei lentile convergente simetrice cu deschiderea utila de 38mm si focala de 2052mm unde putem observa ca valoarea RMS a spotului axial depaseste doar de 2,3 ori limita de difractie chiar daca valoarea absoluta a cromatismului longitudinal calculata in detaliul din figura 5 ajunge la aproximativ 32mm!

-----------------------------------
Mircea Pteancu
21 Iul 2011 19:44


-----------------------------------
Confirm cele spuse de zoth.
Luneta mea din lentila de ochelari avea o apertura de 25mm si focal de 1000mm deci F/40,asociata cu oculare Huyghens.
Mai recenta mea experienta este o luneta Kepler cu apertura de 15mm si focal de 330mm deci F/22,asociata cu un ocular lentila simpla Kepler de 36mm.
Iar in luneta Galilei de 25mm apertura si 500mm focal,la un grosisment de 4x,aberatia cromatica pare inexistenta.
In ultimele doua lunete,imaginea pare uimitor de libera de aberatii cromatice.
Aceasta conditie este numita in monografia lui Danjon si Couder ''Lunettes et Telescopes'' drept conditie de pseudo-acromatism.Deci luneta nu este dar pare a fi acromatica.
Dintre experimentele de pana acum,luneta Kepler ''de un picior''  9x15mm ofera o imagine foarte rar intalnita in alte telescoape:in apropierea axei stelele sunt punctiforme pe un fond al cerului foarte intunecat  de culoare negru-tus.Calitatea de ansamblu a imaginii este surprinzator de buna si greu de mentinut sau reprodus in instrumentele mai mari.

In vechime se mergea cu diafragmarea pana la extrem.Se afla in circulatie si se vand inca la licitatii in mare numar lunete terestre din secolele XVII-XVIII de productie Semitecolo avand aperturi de 12mm sau 10mm si chiar si 6mm.Pentru a masura dimensiuni asa de mici,se folosea o unitate de masura numita ''linie'' reprezentand a douasprezecea parte dintr-un tol.Asadar aperturile de mai sus erau de 6 linii,5 linii sau 3 linii.

Mircea

-----------------------------------
zoth
23 Iul 2011 11:24


-----------------------------------
Mircea, iti multumesc pentru detaliile consistente pe care nu le-ai dat, pentru mine cel putin ele suna foarte interesant. Este drept ca in cazul lentilei simple ne intalnim cu un cromatism pe care unii il numesc "natural" si pe care ochiul il tolereaza si minimizeaza bine, cromatism pe care nu-l vom mai intalni la sistemele acromatizate!
Asteptam de la tine si alte detalii atunci cand se vor intampla noi experimente.

Noi mergem mai departe acum si vedem ce se intampla daca experimentului din figura 1 ii mai adaugam o prisma identica de data asta pozitionata cu capul in jos (sau cu fundul in sus, dupa preferinte ...).
De fapt stim deja ce se va intampla pentru ca am spus in postul respectiv: radiatiile de energie mai mare (violet, albastru) vor fi refractate mai mult iar cele de energie mai mica (rosu), mai putin.
Se poate observa ca a doua prisma recompune radiatia care a intrat initial in sistem, adica recompune lumina alba.
Experimentul de fata nu ne spune altceva decat ca un sistem format dintr-o lentila pozitiva si una negativa poate ajunge la conditia de anulare a dispersiei, adica cea de acromatizare daca este respectata relatia:
Po1 Pd1 = -Po2 Pd2 unde Po si Pd sunt puterile optice si respectiv dispersive ale celor doua lentile.
(Po2 fiind o putere optica negativa primeste un minus in fata)
Iata ce simplu este!
La lentile suntem obisnuiti mai mult sa jonglam cu distantele focale (inversul puterii optice) si relatia de mai sus poate fi scrisa si sub forma:
f1/(-f2) = Pd1/Pd2
Pentru a sublinia si mai accentuat ca puterea dispersiva este o functie de material (mediu optic) putem exprima relatia de mai sus si cu ajutorul numarului Abbe (inversul puterii dispersive) astfel:
f1/(-f2) = V2/V1, relatie regasita in toata literatura optica a sistemelor acromatizate.

-----------------------------------
zoth
23 Iul 2011 18:22


-----------------------------------
Pornind de la egalitatea aratata in figura 6 putem intelege acum foarte usor greseala pe care a facut-o Newton cand afirma ca nu este posibil de construit un obiectiv acromatic.
Plecand de la premisa falsa ca toate mediile optice produc aceeasi dispersie, conditia de acromatizare devenea posibila doar cand Po1 = -Po2, dar un astfel de sistem este incapabil sa produca un plan focal.
Pentru un obiectiv convergent (pozitiv) Po1>-Po2 si in consecinta acromatizarea nu mai poate fi mentinuta in conditiile de plecare aratate de Newton.
In realitate se intampla tocmai invers, nu exista doua medii optice diferite care sa aiba aceeasi dispersie si in consecinta un obiectivul acromat devine certitudine.
Ceea ce trebuie sa retinem noi din acest taraboi este un lucru foarte simplu: pentru a ajunge la conditia de acromatizare lentila pozitiva si cea negativa trebuie sa produca aceeasi dispersie, atat si nimic mai mult.
De la inventarea dubletului acromat si pana in zilele noastre s-au dezvoltat multe tipuri constructive pe care lumea opticii le-a clasificat simbolic in 3 clase principale:
- dublete lipite
- dublete de contact
- dublete larg spatiate
In posturile urmatoare vom poposi putin in lumea minunata a dubletelor.

-----------------------------------
zoth
24 Iul 2011 11:44


-----------------------------------
Recapituland putin etapele prin care am trecut putem spune ca pentru a construi un obiectiv dublet acromat trebuie sa indeplinim doua conditii:
1 - respectivul dublet trebuie sa aiba putere optica pozitiva pentru a fi capabil sa formeze un plan focal, conditie indeplinita de relatia: |Po1|>|Po2| sau exprimat in functie de focala: |f1|<|f2|
2 - ansamblul celor doua lentile sa indeplineasca conditia de acromatizare: f1/(-f2) = V2/V1
Din prima conditie de mai sus devine clar faptul ca nu putem folosi acelasi sort de sticla pentru constructia ambelor lentile ci va trebui sa alegem doua sorturi diferite care sa indeplineasca a doua conditie.
Intrebarea care se pune acum este ce sticle putem alege?
Teoretic putem alege orice sticle atata timp cat V1 va fi mereu mai mare decat V2 pentru a putea indeplini conditiile impuse din start, insa practic ne lovim si aici de niste limitari: daca V1 este doar putin mai mare decat V2, puterile optice ale lentilelor construite pentru o focala f data a obiectivului vor deveni foarte mari, asta insemnand curburi foarte accentuate ale suprafetelor si in consecinta un sferocromatism inadmisibil de mare.
Daca in schimb diferenta dintre V1 si V2 va fi prea mare, cromatismul longitudinal rezultat sau mai corect spus, spectrul rezidual longitudinal va creste prea mult alterand raspunsul obiectivului.
Pentru rezultate care sa impace si capra si varza in practica e bine sa mergem pe un raport aproximativ V1/V2 = 2/1
Focala rezultanta a unui sistem de doua lentile este data de relatia:
1/f = 1/f1 + 1/f2 - d/f1f2 ,unde d este distanta dintre lentile.
Daca dubletul este unul lipit sau de contact putem neglija ultimul termen si relatia devine:
1/f = 1/f1 + 1/f2, simplu de tot   :) 
In ambele relatii de mai sus se va tine cont de conventia de semn.
In cazul in care respectam si conditia de acromatizare focalele calculate ale lentilelor vor deveni:
f1 = (V1-V2)f/V1 si 
f2 = (V2-V1)f/V2
Asta e tot ce ne trebuie pentru a putea construi un obiectiv dublet acromat.
Restul relatiilor vazute prin alte carti de optica in care v-ati prins nasul sau nu, sunt utile pentru minimizarea celorlalte aberatii optice care pot sa apara la un obiectiv de acest gen.

-----------------------------------
zoth
24 Iul 2011 14:52


-----------------------------------
Pentru ca lucrurile sa fie clare cred ca ar fi bine venit un exemplu practic.
Ne propunem in cele ce urmeaza sa proiectam un dublet lipit acromat cu deschiderea de 50mm si focala de 800mm din sticle obisnuite BK7 si F2 sau variantele lor fara plumb N-BK7 si N-F2.
Verificam intai ce raport exista intre V1 si V2 pentru a ne convinge daca aceasta combinatie este potrivita sau nu.
Pentru a doua combinatie amintita mai sus V1/V2 = 64,17/36,43 = 1,76.
Cum rezultatul este apropiat oarecum de valoarea 2, consideram combinatia potrivita si calculam focalele celor doua lentile.
Pentru lentila pozitiva f1 = (V1-V2)f/V1 = (64,17-36,43)800/64,17 = 345,8mm
Pentru lentila negativa f2 = (V2-V1)f/V2 = (36,43-64,17)800/36,43 = -609,1mm
Dupa corectia aberatiei de sfericitate si tragerea pe calibre softul de calcul ne da urmatoarele valori:
Focala finala dublet f = 801,5mm
Focala lentila pozitiva f1 = 347,4mm
Focala lentila negativa f2 = -609,7mm
Performantele obiectivului obtinut le puteti analiza in figura de mai jos.
Dupa executia practica obiectivul a fost comparat cu un Borg de 50mm si focala 500mm.
Vizual nu s-au putut decela diferente intre cele doua obiective, fapt care m-a si facut sa vand Borg-ul si sa pastrez modestul acromat 50/800 caruia ii gasesc chiar cateva avantaje:
- pierderi mici de transmisie a luminii deoarece are doar doua suprafete de trecere aer-sticla.
- un raport focal mai mare, 16 in cazul de fata il face sa lucreze mai frumos cu oculare mai modeste in privinta designului optic.
Ca dezavantaj mai mult teoretic ar fi coma reziduala dezvoltata de obiectiv care insa nu iese din discul principal de difractie pe un camp de 1 grad si evident nu poate fi simtita vizual.

-----------------------------------
Mircea Pteancu
24 Iul 2011 16:06


-----------------------------------
In privinta acromatismului cum s-au comportat cele doua obiective?
Foarte interesant subiectul.
Mircea

-----------------------------------
neox
24 Iul 2011 17:14


-----------------------------------
Foarte bun topicul/subiectul :D !

In sfarsit o formulare ordonata despre obiective refractive. De obicei in cartile de optica din cauza volumului mare de date incepe sa se puna o ceata  :lol: pana ajungi la final :mrgreen: .

Nu stiu daca ai in plan sau nu dar nu strica de pus si cateva repere (macar faculative) despre cum transpui toata teoria in softurile de design optic (cel putin in unul dintre ele Oslo pe care il folosesti si care pe langa Zemax e printre cele mai cunoscute). Aici ma refer si la optimizari si cateva functii si grafice importante.

Sunt lipit de ecran pentru postarile viitoare  :wink:

-----------------------------------
danto1313
24 Iul 2011 18:10


-----------------------------------
E foarte interesant subiectul.Poate ne vei da si cateva detalii ale realizarii practice.

-----------------------------------
zoth
24 Iul 2011 19:55


-----------------------------------
Multumesc tuturor pentru feedback, imi este foarte util.
In masura posibilitatilor am sa incerc sa ating toate punctele care vi se par de interes.
Initial dorinta era sa vorbesc doar despre aspectul acromatizarii dar ajungand in lumea dubletelor mi-am ingaduit un popas ceva mai consistent.
Daca mai sunt aspecte legate de subiectul discutat pe care doriti sa le atingem sau aprofundam putin va rog sa le exprimati pe parcurs.

Pentru Mircea un raspuns punctual:
Obiectivul Borg de care am facut vorbire mai sus era un dublet apo construit din sticle scumpe si fireste avea un raspuns ireprosabil atat vizual cat si fotografic banuiesc.
Dubletul lipit de 50/800 a fost comparat doar vizual cu Borg-ul si raspunsul lui a fost la fel de bun.
Fotografic banuiesc ca ar arata ceva violet pe imagine intrucat aceasta radiatie iese consistent din discul principal de difractie.
Si apropo de violet, ceea ce vedem noi violet in acromate nu este radiatia de 435,83 nm la care m-am referit mai sus ci altceva, sper sa nu trec peste acest amanunt cand voi ajunge punctual pe subiect.

-----------------------------------
zoth
25 Iul 2011 18:18


-----------------------------------
Revenind la oile noastre vreau sa mai amintesc un avantaj al dubletelor lipite: lipsa in totalitate a imaginilor fantoma pe care le mai gasim uneori la alte obiective.
Daca se alege alta combinatie de sticle, obiectivul poate fi corectat si pentru sfericitatea extra axiala (coma).
Din pacate cu sorturile folosite in proiectul de mai sus acest lucru nu este posibil.
Si totusi uitandu-ne la proiect ceva nu se potriveste cu ce ziceam in debutul topicului.
De unde provine cromatismul rezidual prezent in grafice daca la inceput spuneam ca lentila negativa a unui dublet produce o dispersie egala si opusa celei produse de lentila pozitiva?
Va propun pentru asta sa comparam graficele de variatie pentru indicii de refractie ale celor doua materiale.
Avem ca date de intrare valorile lui n pentru sticla N-BK7 pe cele trei linii spectrale:
nC=1,51432
nd=1,51680
nF=1,52238
si valorile lui n pentru sticla N-F2 pe cele trei linii spectrale:
nC=1,61506
nd=1,62005
nF=1,63208
vom suprapune acum pe linia d cele doua grafice de variatie:
1,51680/1,62005= 0,9362674=k
calculam valorile pentru capetele benzii vizuale (liniile C si F):
 linia C: 1,61506*k=1,51212
 linia F: 1,63208*k= 1,52806
Comparand valorile obtinute in aceste puncte cu cele ale indicelui sticlei N-BK7 obtinem urmatoarele valori:
1,51212-1,51432=-0,0022 pentru linia C
1,52806-1,52238=+0,00568 pentru linia F
valorile finale nu ne spun altceva decat ca o sticla flint cum este N-F2 refracta lumina rosie (linia C) mai putin si lumina albastra (linia F) mai mult decat o face o sticla crown cum este N-BK7.
Graficul variatiei celor doi indici de refractie suprapusi pe linia d se poate vedea in figura 8 de mai jos iar in figura 9 cum se formeaza spectrul rezidual intr-un acromat prin scaderea spectrelor de dispersie produse de lentilele componente.

-----------------------------------
zoth
26 Iul 2011 12:01


-----------------------------------
Privind imaginile de mai sus putem concluziona ca spectrul rezidual ce apare intr-un acromat se datoreaza variatiei diferite pe care o au indicii de refractie ai celor doua sticle functie de lungimea de unda.
Altfel spus, atunci cand ne raportam la lungimea de unda galben-verde (d) vom constata ca spectrul spre rosu al lentilei negative va fi mereu mai mic iar cel spre albastru va fi mereu mai mare decat corespondentele lor produse de lentila pozitiva.
Cei interesati pot studia graficele nd-Vd si PgF-Vd date de diferitii producatori de sticle optice.
In imaginile de mai jos (doar exemplificativ) aceste grafice date de firma germana Schott.
Daca am fi putut face cele doua lentile ale unui dublet din acelasi sort de sticla cromatismul rezidual nu ar mai fi existat insa cum am spus si mai sus acest caz particular impunea puteri optice egale pe cele doua componente iar obiectivul in ansamblul lui nu mai era capabil sa aiba putere optica, adica sa formeze un plan focal.

-----------------------------------
catalin dumitru
26 Iul 2011 15:11


-----------------------------------
Scurt si la obiect . :) 

Desi nu sunt un mare fan al graficelor , as fi placut impresionat sa compar acest spectru rezidual dat de cele doua sticle obisnuite (BK7 si F2) , cu cel al sticlelor folosite in semi sau apo-cromatele atat de ravnite de multi dintre noi.

Asta pentru a ne face o idee despre felul in care este minimalizat cromatismul longitudinal in asemenea sticle sau cristale scumpe : 

E vorba doar despre indici de dispersie redusi sau si despre potrivirea mai buna a variatiei lui "n" , intre cele doua sau mai multe componente ?
Mai mult de atat , cum se  impaca toate astea cu sferocromatismul, care se tine ca raia cam de toate sistemele refractive ?

Nu ma intereseaza un raspuns imediat , poate am luat-o eu inainte cu intrebarile .Sper sa nu se supere noii invatacei in ale lentilelor , oricum nici eu nu ma consider altfel. (experienta mea in potrivitul lentilelor se bazeaza exclusiv pe practica)

-----------------------------------
zoth
26 Iul 2011 20:52


-----------------------------------
 ... as fi placut impresionat sa compar acest spectru rezidual dat de cele doua sticle obisnuite (BK7 si F2) , cu cel al sticlelor folosite in semi sau apo-cromatele ...

O precizare: in topicul de fata discutam numai despre acromate, la apocromatele cu 3-4 lentile povestea e putin mai complicata.
Am in libraria de proiecte mai multe variante pentru un acromat 80/900 si am putut sa alcatuiesc pentru tine o comparatie:
Pe coloana din stanga spectrul rezidual si spotul axial pentru perechea BK7 F2 (cu V1/V2=64,17/36,37=1,76) iar pe coloana din dreapta acelasi lucru pentru perechea N-PK52A N-KZFS5 (cu V1/V2=81,61/39,7=2,05).
A doua varianta cred ca poate fi considerata un semi apo.
Imaginile sunt aduse la aceeasi scara pentru a putea fi comparate mai usor.

-----------------------------------
zoth
26 Iul 2011 21:31


-----------------------------------
Mai mult de atat , cum se  impaca toate astea cu sferocromatismul, care se tine ca raia cam de toate sistemele refractive ?

Sferocromatismul este influientat de mai multi factori printre care am amintit in posturile anterioare si de raportul V1/V2.
Iata inca o comparatie edificatoare in care apare perechea N-PK52A N-KZFS5 (V1/V2= 2,05) pe coloana din stanga iar in dreapta acelasi N-PK52A de data asta in compania nefericit aleasa a unui flint mult mai scump N-KZFS2 (V1/V2=81,61/54,16=1,50).
Spectrul rezidual pare semnificativ mai mic in ultimul caz dar este pur si simplu inecat intr-un sferocromatism de aproximativ 3x mai mare decat cel de pe coloana din stanga.
Imaginile au fost deasemenea aduse la aceasi scara pentru comoditatea comparatiei.

-----------------------------------
catalin dumitru
26 Iul 2011 22:39


-----------------------------------
Nene Zoth , mersi pentru promptitudine !

Iata de ce mi se pare mai incitanta optica refractiva .Trebuie gasite compromisuri nu numai in ceea ce priveste geometria suprafetelor , dar si in ceea ce priveste natura intrinseca a materialelor disponibile .

Inca mai visez sa fiu martorul unei veritabile revolutii in domeniul refractoarelor , un mediu transparent 'magic' care sa rezolve cele mai multe dintre complicatiile date de sticlele actuale.

Dar pana atunci , sa mai rontaim niste firmituri de la masa specialistilor  :D .

Baga nene Zoth !!

-----------------------------------
zoth
27 Iul 2011 11:22


-----------------------------------
Catalin, ramanem la statutul de amatori pasionati de lentile   :) 
In rest iti dau dreptate, optica refractiva este incitanta tocmai pentru ca pune probleme, nu putine si nu usoare, insa in loc sa asteptam aparitia miraculosului mediu optic care le rezolva pe toate, mai bine cautam alte cai de rezolvare a problemelor.
De exemplu, pentru ca tot am vorbit de sferocromatism, am putea gasi o cale pentru micsorarea lui in cazul proiectului prezentat mai sus?
Sigur ca putem, o solutie ar consta in splitarea uneia dintre lentilele dubletului in doua.
Obtinem aceeasi putere optica prin suma a doua puteri mai mici, iar putere mai mica insemna curburi mai relaxate si deci sferocromatism mai mic.
In imaginea de mai jos un astfel de proiect in care am splitat lentila negativa din N-KZFS2 si am ajuns la un design foarte frumos, tripletul Hastings.
Imbunatatirea imi pare evidenta:

-----------------------------------
catalin dumitru
27 Iul 2011 13:07


-----------------------------------
Fain !
 Sa nu uitam ca exista si varianta cu o lentila biconcava intre doua biconvexe.

De asemenea trebuie amintit ca , curburile mici (independent de parametrii fizici ceruti la un moment dat ) sunt obtinute folosind medii cu indici de refractie ridicat.

Din pacate in majoritatea situatiilor , indicii de refractie ridicati taraie dupa ei si indici de dispersie ridicati.

-----------------------------------
Mircea Pteancu
27 Iul 2011 16:46


-----------------------------------
''Practical Observations on Telescopes,Opera Glasses and Spectacles'' de William Kitchiner,London,1818,pag.16-17,nota de subsol,sublinierile mele:

''I observed Jupiter last night with the celebrated achromatic of 46 inches focus,with a treble object-glass of 3 and 1/4 inches aperture,(which was originally made for the Hon. Topham Beauclerc) wich I purchased at the sale of the  astronomical Mr.Aubert.With this well known and perfect instrument...''

Asadar ,obiectivele din trei lentile erau deja binecunoscute la scurt timp dupa aparitia dubletelor acromatice.Dar desi erau compuse din trei lentile,eu cred ca  totusi ele sunt legate mai mult de dublete decat de obiectivele apocromatice asa cum le intelegem astazi.Presupun ca motivul aparitiei lor au fost dificultatile epocii de a obtine sticla flint.
In orice caz,desi Kitchiner avea de unde sa aleaga din colectia sa de 51 de telescoape de pana la 230 mm diametru,se pare ca aceasta luneta de 82 mm diametru i-a fost draga in mod deosebit.
Mircea

-----------------------------------
neox
27 Iul 2011 17:05


-----------------------------------
Aha am ajuns la un punct in care pot sa pun o intrebare la obiect 8) .
Poate sunt mai greu de cap la ora asta :oops: , dar de unde deduci exact din grafic cat sferocromatism este? Ma uit la graficul "aberatia de sfericitate longitudinala"?
De asemenea inca o intrebare imi sare in minte....daca compar cea mai elemantara forma de acromatizare (primul exemlu), unde focusul perfect e intre verde si spectrul secundar la tripletul Hastings linia 'F' e putin in fata planului focal. Asta inseamna ca obiectivul a fost acromatizat mai mult pentru "d-C"? Asta ar insemna ca are un raspuns mai "cald"?

Presupun ca aici n-are rost sa aduc in discutie fotografia pt ca oricum violetul e inca departe de focusul optim si intervin sticle mai scumpe  :?:

P.S. a...inca ceva... ma uitam la cele doua exemple in problema cu sferocromatismul...conteaza cantitatea asa mult atata timp cat toata lumina pica in discul de difractie sau defectul e independent de asta?

-----------------------------------
Stanescu Octavian
27 Iul 2011 17:57


-----------------------------------
Pe graficul aberatiei lungitudinale sferice  albastru o ia mult la plimbare asta ar fi "buba".
la un sistem pur reflector cele trei linii sunt suprapuse si perfect verticale si drepte.
 totusi dupa cateva simulari pe Zemax facute la aceste doua sisteme N-PK52 acompaniat  cu N-KZFS5 comparat cu varinata N-KZFS2 mie imi arata ca cel din urma FS2 este mai bun atat la strehl(0.98 fata de 0.92) cat si la graficul MTF , focal shift ... 
jos in poza e si simularea unui spot in culori reale. central si la margine 0.9 grade pe cer 
 coloana stanga cu N-KZFS5.   
deci cu stam cu inecarea in aberatie sferocromatica ?

-----------------------------------
zoth
06 Aug 2011 15:00


-----------------------------------
Revin cu cateva explicatii asupra problemelor ridicate de voi:

Stanescu Octavian scrie:
deci cum stam cu inecarea in aberatie sferocromatica ? 
Afirmatia pe care am facut-o mai sus vine sa sublinieze faptul ca sferocromatismul dezvoltat de perechea N-PK52A si N-KZFS2 ascunde/maschaza spectrul rezidual al dubletului respectiv, nu ca degradeaza performanta la nivel global al acestuia, asa cum vad ca unii au inteles.
O revenire la postul respectiv sper sa clarifice treaba.

-----------------------------------
zoth
06 Aug 2011 16:00


-----------------------------------
neox scrie:
...daca compar cea mai elemantara forma de acromatizare (primul exemlu), unde focusul perfect e intre verde si spectrul secundar la tripletul Hastings linia 'F' e putin in fata planului focal. Asta inseamna ca obiectivul a fost acromatizat mai mult pentru "d-C"? Asta ar insemna ca are un raspuns mai "cald"?

Alex, ca sa vorbim toti aceeasi limba: spectrul secundar (sau rezidual) este tot domeniul cuprins intre verde pe de o parte si rosu-albastru pe cealalta parte si se poate vedea foarte clar in figura 12.
In cazul tripletului Hastings construit din combinatia N-PK52A si N-KZFS2 se intampla un lucru mai neobisnuit, apare un spectru secundar inversat (rosu-albastru inaintea verdelui) asemanator cu unul furnizat de un ansamblu cu focala negativa (un barlow de exemplu).
De retinut poate fi faptul ca artificiul in cauza (ansamblu pozitiv de lentile cu spectru asemanator cu cel furnizat de un ansamblu negativ) se poate folosi la corectoarele de subapertura, un exemplu clasic fiind chromacorr-ul construit de Aries.
Asadar sensul de dezvoltare al spectrului secundar nu are nicio legatura cu raspunsul cald sau rece.

-----------------------------------
zoth
07 Aug 2011 10:40


-----------------------------------
Mircea, nu ma mir ca lui Kitchiner i-a fost atat de draga luneta cu obiectiv triplet.
Fie ca obiectivul ei era construit dupa formula Hastings cu lentila negativa splitata in doua, fie sub forma amintita de Catalin Dumitru, cu cea pozitiva splitata in doua, obiectivul se bucura de un nivel foarte mic al sferocromatismului, aberatie cunoscuta in general ca distrugatoare de detaliu, de rezolutie.
Si da, ai dreptate, aceste obiective sunt apropiate principial de dubletele acromate.
Dar lumea nu s-a oprit doar la aceste optiuni, in secolul 18 matematicianul francez d'Alembert a pus aceasta problema dintr-un unghi nou: mergand pe logica pe care se face acromatizarea unui dublet cu aducerea in acelasi plan focal a doua lungimi de unda de la capetele spectrului vizual, in speta rosu si albastru, oare nu se poate corecta sfericitatea unui dublet pentru aceste lungimi de unda?
Raspunsul afirmativ il da pentru prima data matematicianul german Gauss in secolul 19 cand aplica aceasta logica si inventeaza cele doua obiective ce ii vor purta numele (obiectivul Gauss si obiectivul reversed Gauss, numit si flint forward Gauss sau pe scurt FF Gauss).
Obiectivele in cauza rezolva in totalitate problema sferocromatismului insa cu tributul unei executii practice foarte dificile: raze de curbura accentuate, tolerante admise foarte mici si un centraj extrem de precis al lentilelor.
In figura 15 de mai jos puteti vedea proiectul unui obiectiv FF Gauss de 80mm si f/15 din sticle cu index mare (SF4 si SK2). Dupa cum se poate observa, liniile rosu si albastru sunt perfect suprapuse (conditia de acromatizare indeplinita) si perfect drepte (conditia anularii sfericitatii pe cele doua lungimi de unda indeplinita si ea).

-----------------------------------
zoth
09 Aug 2011 14:05


-----------------------------------
Coborand pe scara dificultatii constructive trecem de la obiectivul Gauss la clasicul si bine cunoscutul Fraunhofer.
Acesta din urma nu mai impune tolerante atat de stranse in constructia lui si nici curburi atat de pronuntate ale suprafetelor lentilelor  si cu toate astea are capacitatea de a corecta intr-o masura buna aberatiile cu care se intalneste in mod obisnuit un dublet.
Constructia lui ramane dificila mai ales la nivelul opticianului amator deoarece necesita ca toate cele 4 raze de curbura ale lentilelor sa fie diferite, deci 4 calibre necesare.
Efortul construirii lui este rasplatit insa de lipsa imaginilor fantoma sau a reflexiilor parazite chiar si atunci cand nu are depuneri antireflex si in plus este un obiectiv care poate corija usor atat sfericitatea axiala cat si pe cea extra axiala chiar daca este construit din sticle clasice ieftine.
Pun mai jos proiectul practic al unui dublet Fraunhofer de 110mm si f/10 pe care mi-am propus initial sa-l folosesc in compania unei prisme diagonale.
Si pentru ca orice prisma introduce si o mica supracorectie pe culoare, acromatizarea corecta C-F a fost facuta per ansamblu obiectiv-prisma.
Primele teste vizuale efectuate au dat rezultate frumoase.
Voi reveni cu detalii cand intrumentul va capata forma lui finala  :)

-----------------------------------
zoth
12 Aug 2011 18:15


-----------------------------------
Am omis sa amintesc ca lentilele obiectivului din proiectul de mai sus sunt construite din clasicele sticle BK7 si F2.
Ca aspect practic in cazul unui obiectiv Fraunhofer ar fi depunerea antireflex pe care ar fi bine sa o aiba fata posterioara a flintului (R4) mai ales atunci cand obiectivul are o focala mare.
Depunerea in cauza nu este obligatorie dar daca se poate face este bine venita, elimina in totalitate posibilitatea aparitiei imaginilor fantoma.

Mergand in continuare spre simplitate nu ar fi rau sa amintim si de obiectivul Baker, foarte asemanator cu dubletul lipit in sensul prezentei aceleiasi simetrii interne R2=R3.
Obiectivul lucreaza cu spatiere mai mare decat in cazul Fraunhoferului (de regula 3-10mm) si pooate ajunge la aceleasi performante.
In cazul lui mai multe masuri de precautie sunt necesare:
- este bine ca suprafetele interne (R2 si R3) sa aiba depunere antireflex si daca se poate si R4 la fel ca in cazul Fraunhoferului.
- spatierea cu care se calculeaza initial obiectivul sa nu fie exagerat de mare deoarece duce la aparitia cromatismului lateral si in plus obiectivul devine foarte sensibil la centrajul lentilelor.

-----------------------------------
zoth
12 Aug 2011 21:25


-----------------------------------
Ce se intampla oare daca ne continuam drumul spre simplitate, evoluam sau involuam???
Este o intrebare retorica, fara indoiala fiecare dintre noi isi are un raspuns propriu pentru ea.
Continuam oricum si analizam putin cazul R1=R2=R3=R iar R4=plan.
Avem asadar un dublet la care lentila pozitiva este echiconvexa iar cea negativa are o suprafata cu aceeasi curbara iar cealalta este plana, acesta este obiectivul Littrow.
Avand deja impuse curburile suprafetelor inseamna ca pentru a indeplini si conditia de acromatizare este nevoie sa cautam doua sorturi de sticle care indeplinesc aceste conditii.
Nu avem decat sa procedam la un calcul calitativ de prospectare, nimic pretentios sau foarte exact.
Putem pleca de la relatia care da distanta focala a unei lentile functie de curbura suprafetelor ei:
1/f=(nd-1)(1/R1-1/R2)
Pentru lentila pozitiva avem:
1/f1=2(nd1-1)/R  sau
f1=R/2(nd1-1)
Pentru lentila negativa:
1/f2=-(nd2-1)/R  sau
-f2=R/(nd2-1)
Pentru a indeplini si conditia de acromatizare trebuie dupa cum am mai spus ca:
f1/-f2=V2/V1
Inlocuind valorile obtinute pentru f1, f2, V1 si V2 (expresia numarului Abbe) obtinem in final:
(nd2-1)/2(nd1-1)=(nd2-1)/(nF2-nC2)*(nF1-nC1)/(nd1-1)
dupa simplificare gasim conditia care ne impune ce materiale sa folosim pentru un obiectiv Littrow:
(nF1-nC1)=(nF2-nC2)/2
Aceasta relatie ne spune ca putem construi un obiectiv Littrow daca variatia pe domeniul vizual al indicelui de refractie pentru materialul lentilei pozitive este jumatate cat cel al materialului din care este construita lentila negativa.
Mai clar, sa presupunem ca dorim sa construim un obiectiv Littrow la care lentila negativa este din F2.
Pentru a putea face acest lucru trebuie sa cautam pentru lentila pozitiva un material care are o variatie a indicelui de refractie pe domeniul vizual exact jumatate  din cat este la F2.
Ne uitam in catalog si gasim pentru F2: nF-nC=0,017050
Inseamna ca lentila pozitiva va avea nevoie de un material la care nF-nC=0,017050/2=0,008525
Cautand gasim cea mai apropiata valoare nF-nC=0,008461 pentru sticla K7.
In imaginea de mai jos un proiect al obiectivului Littrow 80/1500 din K7 si F2    :)

-----------------------------------
zoth
13 Aug 2011 11:06


-----------------------------------
Dupa cum putem observa in proiectul de mai sus, calculul nostru prospectiv a dat rezultatele asteptate: o acromatizare frumoasa si corecta pentru perechea K7 si F2.
Sfericitatea axiala, putin ajutata de reglarea spatierii dintre lentile a fost adusa si ea la un nivel la care nu mai genereaza probleme.
Ca masuri de precautie pentru acest obiectiv ar fi acoperirea obligatorie a suprafetei posterioare a flintului (R4) cu antireflex deoarece aceasta se poate comporta ca o suprafata de autocolimatie si deasemeni acoperiri antireflex pentru razele interne de curbura (R2 si R3) care la spatieri mici pot genera imagini fantoma in planul focal.
Ce facem insa daca nu ne putem permite sa alegem sorturile de sticle dupa cerintele impuse de calcule?
In acest caz vom fi nevoiti sa renuntam la cel putin una din conditiile initiale impuse pentru obiectivul Littrow.
Sa vedem in cele de mai jos ce se intampla daca vrem sa construim dubletul in cauza din clasicele sticle BK7 si F2 si renuntam de buna voie la conditia R4=plan.
Proiectul de mai jos arata ca putem ajunge relativ usor la acromatizare insa pentru anularea sfericitatii nu mai avem suficiente resurse: obiectivul ramane cu o subcorectie destul de pronuntata chiar daca reducem spatierea dintre lentile la zero (lucru posibil deoarece R2=R3).

-----------------------------------
zoth
13 Aug 2011 12:09


-----------------------------------
Ce facem intr-o asemenea situatie, ne dam batuti?
In niciun caz!
Ne aducem aminte din topicul despre corectia aberatiei de sfericitate la dubletele acromate ca putem jongla echilibrarea unui obiectiv prin modificarea razelor interne R2 si/sau R3.
Daca in cazul nostru modificam R2 vom pierde cu siguranta ambele simetrii castigate pana acum (R1=-R2 si R2=R3) si vom ajunge din nou la cazul obiectivului Fraunhofer.
Daca in schimb vom modifica R3, pierdem doar simetria interna dar ramanem cu lentila pozitiva echiconvexa (R1=-R2).
Noul obiectiv despre care vorbim nu este altul decat obiectivul Clark.
Un posibil proiect, derivat din cele precedente in imaginea de mai jos:

-----------------------------------
zoth
13 Aug 2011 18:02


-----------------------------------
Nu as vrea sa inchei fugara incursiune prin lumea dubletelor acromate fara a prezenta un obiectiv cu totul deosebit, uitat de vreme, dar revenit recent la viata prin efortul unor inimosi "sapatori" prin istoria opticii.
Nu cred ca gresesc daca spun ca este o premiera nationala prezentarea in cele ce urmeaza a dubletului Herschel, un obiectiv dominat atat de simetrie interna (R2=R3) cat si de simetrie externa (R1=-R4) si pe care il vad foarte potrivit cu firea de artist a autorului lui.
Avand impuse din start razele de curbura la care se mai adauga evident conditia generala de acromatizare putem spune ca ne aflam intr-o situatie similara celei din cazul obiectivului Littrow in care noi trebuie sa mai descoperim doar ce sticle optice pot indeplini conditiile impuse.
Iata mai jos proiectul unui obiectiv Herschel de 80mm din BAK4 si SF5:

PS. - ii multumesc lui Mircea pentru bunavointa de a-mi pune la dispozitie materialul documentar despre obiectivul Herschel   :)

-----------------------------------
catalin dumitru
13 Aug 2011 23:02


-----------------------------------
Parca incepe sa-mi para rau ca acest topic se apropie de sfarsit.

S-a mai facut ceva lumina in capul meu si vreau sa aduc multumiri tuturor celor care si-au consumat din timpul lor , pentru izbavirea refractoarelor, atat de criticate de unii.

Nu stiu daca topicul a consumat prezentarea dubletelor acromate (poate ca da) , dar am o mica nelamurire:

In cartea "OPTICA , Teorie si aplicatii " , de George C. Moisil si Eugen Curatu , scoasa de Editura Tehnica in 1986 , la pagina 364, se face referire pe langa 'Fraunhofer , Gauss , Harting ' si despre obiectivele 'Clairaut ' si 'Mossotti ' , ca fiind dublete lipite  , iar autorii specifica faptul ca avand doar trei raze de curbura , se pot indeplini numai trei conditii: (citez)

distanta focala ,

suprimarea aberatiei de sfericitate ,

a treia conditie putand fi acromatizarea axiala (Clairaut) sau 

eliminarea aberatiei de coma (la ob. tip Mossotti ) . 

Pagina respectiva nu explica clar geometria acestor obiective dar cel numit Clairaut este totusi reprezentat ca o biconvexa lipita de o biconcava 


 :shock: 

Ar trebui sa inteleg ca tipul Mossotti este format dintr-o biconvexa lipita de un menisc divergent , intocmai ca la obiectivele de binoclu ? 
Autorii nu spun daca eliminarea comei se realizeaza prin asferizarea unei suprafete . Mai exista o alta metoda de eliminare a comei la dubletele lipite ?

Si ce este cu acest Clairaut , care seamana cu dubletul de camp din unele oculare precum Konig sau Erfle ?

Multumesc pentru eventualele lamuriri. 
catalin.

-----------------------------------
zoth
14 Aug 2011 07:58


-----------------------------------
Catalin, multumesc pentru interventie, cred ca e util sa aduc unele lamuriri punctuale la problemele ridicate de tine:
- topicul de fata inca nu se apropie de sfarsit, ziceam pe undeva mai la inceput ca discutia de fata isi propune sa formeze o logica sau cel putin o vedere unificata in ce priveste acromatizarea unui ansamblu de lentile, tinta care nu a fost inca atinsa.
Am insistat poate prea mult pe dublete dar am facut-o din mai multe motive: odata pentru ca acromatizarea unui dublet este cheia de plecare in aceasta intreprindere si apoi pentru ca mi s-au parut interesante unele cazuri punctuale prin conditiile de plecare pe care le au.
Cu siguranta nu am baleiat toate tipurile de dublete acromate si nici nu imi propusesem sa fac lucrul asta dar daca exista interes pentru un anume design voi raspunde in masura in care cunosc si eu despre ce este vorba.
- dubletul Clairaut este la baza un dublet lipit (deci care are conditionarea R2=R3) indiferent de forma pe care o ia lentila negativa si a fost denumit asa dupa numele matematicianului francez care a studiat designul lipit.
In ultimii ani denumirea Clairaut a fost atribuita din ce in ce mai mult designului asemanator unui Littrow lipit, motiv pentru care unii il numesc Clairaut, altii Littrow iar altii Littrow-Clairaut.
- despre un obiectiv Mossotti nu am cunostinta, ce stiu este doar faptul ca Mossotti a pus in ecuatie conditiile pentru care un obiectiv lipit poate fi corectat pentru sfericitatea axiala si coma.  
- corectia comei la un dublet lipit nu se poate face prin asferizare, doar sfericitatea axiala poate fi corectata prin acest procedeu.
Coma se poate corecta in dubletele lipite doar prin alegerea perechilor de sticle care pe langa conditia de acromatizare pot corecta si aceasta aberatie.

-----------------------------------
Mircea Pteancu
14 Aug 2011 17:04


-----------------------------------
Intrutotul de acord cu zoth,acest topic interesant nu are cum sa fi ajuns la sfarsit.Daca ar fi sa ma gandesc numai la metodele de tunare/retusare/optimizare pe care zoth le-a studiat si pus in practica,si inca mai sunt multe lucruri de discutat.
Dar de fapt si Catalin doar a subliniat cat de mult ii place aceasta tema foarte interesanta si in care are interventii pe care le citesc cu cea mai mare placere.
Cat despre obiectivul Herschel,l-am gasit in peregrinarile mele prin arhivele de literatura astronomica veche si ma bucur foarte tare sa pot contribui cat de putin la revitalizarea interesului pentru acest instrument astronomic cu sange nobil care este luneta.Si care cam de un an exercita o atractie fascinanta asupra mea.Si de aceea am in diverse stadii nu mai putin de sapte proiecte de lunete ,doua lunete de 45mm,trei de 60mm,una de 70mm si una de 40mm.Pentru toate exista obietivele, iar pentru patru, tuburile optice sunt in diverse faze de executie fizica.
Mircea

-----------------------------------
zoth
15 Aug 2011 11:45


-----------------------------------
Mircea, mult spor in finalizarea proiectelor si pe masura ce le aduci in pozitia de "tragere" poate le prezinti si pe forum in sectiunea Self-made.
Ma gandeam la un topic dedicat, de genul "Ce instrumente am mai construit" in care ar putea toti constructorii amatori sa-si prezinte intr-un mod mai organizat realizarile.
Poate tu vei fi acela care inaugureaza un astfel de topic, multa bafta!
In ce priveste dubletul Herschel marturisesc ca de la inceput am fost fascinat de el, poate din cauza simetriilor ce le prezinta, poate din cauza incarcaturii istorice pe care o are in spate, nu stiu sigur dar primul gand pe care l-am avut in privinta lui a fost acela de a face un efort sa cumpar sticlele necesare de afara si sa construiesc unul.
Totusi nu vreau sa ma pripesc, as vrea sa mai incerc prin calcule sa gasesc o pereche de sticle care cu simetriile impuse de obiectiv sa corecteze aberatia de sfericitate pentru o spatiere egala cu zero si daca se poate si un nivel al comei mai mic la un f/15.
Daca as reusi acest lucru cu siguranta l-as duce pana la stadiul final.
Un dublet lipit Herschel sau apropo de ce spunea Catalin mai sus, un dublet Herschel-Clairaut ar insemna pentru mine armonia perfecta inchisa intr-un obiectiv.
Daca reusesc ceva in privinta asta am sa va tin la curent.

Va propun acum sa continuam discutia noastra despre acromatizare definind ca punt de plecate un obiectiv privit de data asta cumva in oglinda, adica trecand conditionarile date de simetrii intr-un plan secundar si aducand in fata o pereche de sticle clasice/uzuale din care sa fie construit.
Vom merge asadar (pentru ca nu avem de ales) pe perechea BK7 si F2 si vom defini un dublet care sa indeplineasca conditia de acromatizare:
Vom nota generic la inceput puterea optica a dubletului pe care vrem sa-l definim cu "1".
Ca date de intrare mai avem pentru BK7, V1=64,17 si pentru F2, V2=36,37
Din conditia de acromatizare calculam puterile optice ale celor doua lentile ale dubletului cu ajutorul relatiilor prezentate in postul din 24 iulie:
P1(BK7)=V1/(V2-V1)f= 64,17/(64,17-36,37)1=64,17/27,8=2,3
si
P2(F2)=V2/(V2-V1)f=36,37/(36,37-64,17)1=36,37/-27,8=-1,3
si gata!
Concluzia este ca pentru a forma un dublet acromatizat cu puterea optica "1" din perechea de sticle BK7 si F2 trebuie sa combinam doua lentile a caror puteri optice sunt de 2,3 si respectiv -1,3.
Vom retine aceste valori ca importante pentru drumul pe care avem sa-l stabatem mai departe!

-----------------------------------
zoth
15 Aug 2011 22:48


-----------------------------------
Am ajuns asadar la un dublet acromatizat construit din BK7 si F2 cu urmatoarea configuratie:
1=2,3-1,3 
relatie adevarata atat din punct de vedere matematic cat si optic.
Daca ne aducem aminte din posturile trecute cand a fost prezentat tripletul Hastings, relatia ramane valabila si daca splitam una din lentile in doua componente a caror puteri insumate sa fie egale cu cea a lentilei de la care am pornit.
In relatia pe care tocmai am stabilit-o mai sus va propun un astfel de artificiu in care putem scrie:
1=1+1,3-1,3
Se vede clar ca acum am splitat lentila pozitiva in doua componente, o lentila cu puterea optica +1 care va juca in continuare rol de obiectiv si va da focala instrumentului si o a doua lentila cu puterea optica de +1,3 pe care o vom combina cu lentila negativa din sistem si vom forma cu ele un grup corector care nu va mai fi guvernat de putere optica (+1,3-1,3).
Daca mutam acest grup corector undeva intre obiectiv si planul focal, sa zicem undeva pe la mijocul acestei distante nu obtinem altceva decat o luneta Rogers.
Pentru a recapitula ce se intampla intr-o astfel de luneta putem spune ca prima lentila pozitiva cu puterea optica de +1 formeaza obiectivul care da si focala instrumentului, lentila negativa cu puterea optica de -1,3 anuleaza dispersia celor doua lentile pozitive din sistem iar a doua lentila pozitiva cu puterea de +1,3 anuleaza divergenta produsa de lentila negativa.
Pentru ca mi-a placut aceasta dezvoltare a ideii dar si pentru ca luneta Rogers are ceva incarcatura istorica in spate am facut si un proiect practic la care optica este deja finalizata si mai urmeaza constructia mecanica.
Pun mai jos acest proiect asupra caruia am sa revin cu ceva comentarii data viitoare.

-----------------------------------
zoth
16 Aug 2011 12:32


-----------------------------------
Daca vom face comparatia acum intre puterile optice ale lentilelor unui dublet acromat clasic construit din BK7 si F2 (1=2,3-1,3) pe de o parte si puterile optice ale elementelor unei lunete Rogers de aceeasi focala si care foloseste aceleasi sticle (1=1+1,3-1,3) vom constata ca diferente nu sunt semnificativ de mari iar rezultatele practice vor duce ca cea din urma sa obtina un grad de corectie al aberatiilor doar usor mai bun decat in cazul unui dublet.
Vom avea in consecinta un nivel al sfericitatii policromatice, al sferocromatismului si cromatismului longitudinal usor mai bune decat la un dublet dar aceste diferente nu vor fi in stare sa departajeze net cele doua tipuri de instrumente.
Ceea ce apare in plus la o luneta Rogers este un nivel al cromatismului lateral semnificativ mai mare decat in cazul unui dublet clasic.
Acest lucru imi ridica la fileu o minge destul de dificila care poate avea insa doua solutii: ori folosirea unui corector de culoare laterala (o lentila pozitiva montata chiar in fata planului focal) ori proiectarea unui set de oculare speciale care sa anuleze acest defect.
Ramane sa ma hotarasc asupra acestei decizii dupa ce voi pune prima data ochiul la un ocular normal montat pe aceasta luneta.
Ca fapt divers, dupa terminarea constructiei cred ca va fi una dintre putinele lunete Rogers daca nu cumva chiar singura de pe la noi.

-----------------------------------
Mircea Pteancu
16 Aug 2011 19:54


-----------------------------------
Foarte fain,felicitari si succes in finalizarea mecanicii lunetei Rogers, zoth!
O intrebare,te rog:luneta Rogers este insasi luneta ''dyalit'' sau acelea formeaza un tip aparte?
Mircea

-----------------------------------
zoth
16 Aug 2011 20:04


-----------------------------------
La un timp dupa ce am finalizat primul proiect al lunetei Rogers mi-a venit ideea sa incerc o schimbare de sticle si sa vad cum s-ar comporta luneta daca in loc de flintul obisnuit F2 as folosi unul cu indice mai mare de dispersie.
Am ales pentru aceasta experienta SF4, o sticla care se mai gaseste si pe la noi si nu e nici foarte scumpa.
Din start ma asteptam la o corectie mai buna a sfericitatii si sferocromatismului insa nu si a cromatismului longitudinal, sticla avand o dispersie mare va avea cu siguranta si o variatie mai mare a indicelui de refractie cu lungimea de unda.
Zis si facut, am refacut calculele de mai sus schimband pe V2 cu valoarea 27,58 proprie lui SF4.
Pentru noua valoare, P1= 64,17/(64,17-27,58 )=1,75 iar P2=27,58/(27,58-64,17)=-0,75
Noua ecuatie a lunetei Rogers pentru sticla SF4 va fi deci: 1=1+(0,75-0,75).
Dupa finalizarea noului proiect presupunerile mele s-au adeverit cu o surpriza destul de mare insa, corectia sferocromatismului devine atat de buna incat raspunsul lunetei rivalizeaza cu cel al obiectivelor Gauss in aceasta privinta.
Pun mai jos comparativ pe coloana din stanga rezultatele proiectului initial (BK7 si F2) iar pe coloana din dreapta valorile pentru noul proiect (BK7 si SF4).
Focalele finale difera putin intre ele.

-----------------------------------
zoth
17 Aug 2011 19:32


-----------------------------------
Multumesc Mircea   :D 
Sigur, luneta Rogers face parte din clasa dyalite.

-----------------------------------
zoth
18 Aug 2011 18:11


-----------------------------------
Va propun sa continuam incursiunea noastra ramasa la ecuatia lunetei Rogers construita din sticlele BK7 si F2.
Ne amintim ca aceasta era: 1=1+(1,3-1,3) unde am pus in paranteza elementele corectorului.
Dar daca am inlocui corectorul acestei lunete cu o singura lentila negativa care sa acromatizeze obiectivul simplu al lunetei?
Prin regula de trei simpla aflam ca lentila in cauza ar trebui sa aiba o putere optica de 1(-1,3)/(1+1,3)=-0,56.
O astfel de combinatie dintre o lentila pozitiva cu puterea de +1 si o lentila negativa de -0,56 nu va mai putea avea insa aceeasi focala ca luneta de la care am plecat.
Pentru a reforma valoarea acestei focale nu avem decat sa adaugam in spatele lentilei negative o oglinda concava care sa faca acest lucru.
Dar daca adaugam aceasta oglinda, lentila negativa va fi parcursa de lumina ce vine de la obiectiv de doua ori si in consecinta puterea ei optica necesara va fi in cazul nostru de -0,56/2=-0,28.
Planul focal il putem scoate afara de pe axa optica cu ajutorul unei diagonale montate in spatele obiectivului, exact ca la telescoapele newtoniene.
Iata ca in acest fel am ajuns la designul propus si brevetat de Hamilton in 1814 si redescoprit mai tarziu de Schupmann sub denumirea de Brachymedial.
In imaginea de mai jos un proiect teoretic de Brachymedial construit din aceleasi sticle:
(In fereastra din stanga jos se poate vedea mai in detaliu lentila negativa si oglinda concava pentru reformarea planului focal)

-----------------------------------
zoth
18 Aug 2011 21:52


-----------------------------------
Putem scrie in acest moment ecuatia Brachymedialului ca fiind: 1=1-0,28-0,28+0,56*
*=putere optica apartinand oglinzii concave care nu intra in bilantul acromatizarii sistemului optic.
Daca facem o comparatie cu ecuatia dubletului initial de la care am pornit, construit din aceleasi sticle:1=2,3-1,3 constatam ca in cazul Brachymedialului utilizam pentru aceeasi focala rezultanta puteri optice semnificativ mai mici si ne asteptam in consecinta ca raspunsul acestui design sa fie si el semnificativ mai bun decat cel al unui dublet obisnuit.
Daca ar fi sa luam in considerare doar diagrama spot obtinuta, aceasta vorbeste de la sine.
(O paranteza importanta vreau sa fac aici si sa va indrept atentia asupra pozitionarii liniilor spectrale in graficul aberatiei sferice longitudinale.)
Mergem acum cu logica noastra mai departe si ne punem fireasca intrebare: daca tot formam planul focal cu ajutorul oglinzii concave, nu am putea folosi pentru corector acelasi sort de sticla ca cel al obiectivului si in felul asta sa scapam de cromatismul longitudinal rezidual?
Raspunsul este in parte afirmativ iar proiectul practic pe care il pun in figura de mai jos vine sa confirme acest lucru.
Este vorba de un Brachymedial de 120mm f/7,6 la care atat obiectivul cat si corectorul sunt construite din BK7.
Pentru a nu mai forma un element separat, oglinda este depusa direct pe fata posterioara a corectorului.
Graficele vorbesc singure.

-----------------------------------
Mircea Pteancu
18 Aug 2011 22:27


-----------------------------------
Si gaurim lentila pentru a prinde tija secundarei,probabil.Obstructia centrala este cuantificata in spot-diagrama?Nu cred sa aiba mare importanta si nici nu ar depasi 20% pentru vizual.
Poate gresesc dar pare cel putin la fel de bun ca un apocromat,cum de nu s-a extins mai mult?Pentru ca nu foloseste materiale exotice?
Mircea

-----------------------------------
zoth
19 Aug 2011 17:19


-----------------------------------
Da, lentila obiectivului poate avea perforatie centrala in care se poate prinde oglinda secundara, constructia instrumentului semanand in acest caz foarte mult cu cea a unui MN clasic.
Obstructia centrala nu este cuantificata in proiect.
Ea se incadreaza pentru exemplul de fata intre 16% si 18%.
Despre comparatia cu un apocromat sincer nu stiu ce sa spun, daca ar fi sa luam ca referinta definitia data de Abbe atunci cu siguranta raspunsul instrumentului nu se incadreaza in aceasta clasa asa cum nu se incadreaza raspunsul niciunui triplet din cele construite sau imaginate pana acum, iar daca ar fi sa luam in considerare ultima si cea mai moderna definitie a apocromatismului in care nu este necesar nici macar ca trei linii spectrale sa fie parfocale atunci putem spune ca Brachymedialul de mai sus se incadreaza cu brio in aceasta clasa.
De ce nu s-a extins iar nu stiu, nu am inteles niciodata ratiunile comerciale si cred ca imi vor ramane straine si pe mai departe.
Trebuie sa spun ca ma mandresc putin cu acest proiect, zic eu ca am obtinut o acromatizare usor mai buna si mai armonioasa decat a facut-o Honders inaintea mea.
Pentru justificarea acestei afirmatii pun mai jos o imagine comparativa in care pe coloana din stanga este raspunsul Brachymedialului proiectat de Honders iar pe cea din dreapta raspunsul celui proiectat de mine.
Sigur diferentele nu sunt semnificative dar eu sunt un adept al armoniei.

-----------------------------------
Mircea Pteancu
19 Aug 2011 23:48


-----------------------------------
Felicitari sensei!
De asferizari este nevoie sau numai de suprafete sferice?
Mircea

-----------------------------------
zoth
20 Aug 2011 09:40


-----------------------------------
Sa nu exageram, Honders va ramane pe mai departe un mentor de seama pentru cei care se incumeta sa-i analizeze proiectele   :) 
Multumesc de atentionare, toate proiectele prezentate pana acum au doar suprafete sferice, cand va fi vorba de ceva mai special am sa subliniez punctual.

Bun, mergem mai departe acum si va reamintesc ca in urma cu vreo doua posturi va atrageam atentia asupra pozitionarii liniilor spectrale in graficul aberatiei sferice longitudinale pentru cazul Brachymedialului construit din BK7 si F2.
Daca ne uitam la acesta constatam ca apare afisat in "oglinda" fata de acela al unui obiectiv dublet clasic.
Lucrul asta este firesc deoarece acum lumina vine in focus de la drepta spre stanga fiind intoarsa de oglinda concava.
Dar daca alaturam acest grafic langa raspunsul Brachymedialului construit numai din BK7 constatam o anomalie in cazul celui din urma, linia verde nu se opreste intre rosu si albastru cum era firesc (anularea in totalitate a spectrului rezidual) ci trece mai departe de acestea si se situeaza usor in stanga lor.
Nici in proiectul prezentat de Honders (cu toate ca acesta mai include o lentila pozitiva suplimentara) linia verde nu se situeaza pe pozitia ei normala chiar daca poposeste intre rosu si albastru.
Inseamna ca mai apare un factor in ecuatie de care nu am tinut cont pana acum si care duce la o supra acromatizare sau la o acromatizare suplimentara.
Poate cineva sa spuna ce fenomen suplimentar intervine si ne strica ploile?
Mai jos, graficele despre care vorbim:

-----------------------------------
zoth
20 Aug 2011 16:15


-----------------------------------
Din multitudinea de raspunsuri primite l-am ales pe cel care spune ca fenomenul acromatizarii suplimentare introduse in sistem se datoreaza spatierii largi dintre obiectiv si elementul corector.
Dupa cum ne aducem aminte, o lentila (fie ea pozitiva sau negativa) pentru a aduce lumina incidenta in acelasi focar refracta mai putin razele axiale si mai mult pe cele marginale, iar in cazul nostru al Brachymedialului, lumina ce cade pe elementul corector (aflat undeva pe la jumatatea distantei focale) vine deja departajata pe culori cu focale diferite, radiatia albastra cu focal mai scurt va forma pe elementul corector un spot central mai mic, cea verde ceva mai mare si cea rosie si mai mare.
In felul acesta lumina albastra va fi refractata mai putin iar cea rosie mai mult, rezultand in final o micsorare a intervalului delta f (vezi figura 2).
E clar acum ca din cauza acestui fenomen un Brachymedial construit din acelasi sort de sticla nu va avea un rezidual cromatic zero si este necesar sa cautam doua sorturi diferite sau sa compunem elementul corector din mai multe sticle (lucru pe care l-a facut Schupmann).
In cautarile mele am gasit o combinatie de sticle care promite sa faca treaba buna, pun mai jos rezultatele deocamdata provizorii de la o luneta de focal lung construita pe acest principiu si care foloseste ca sticle BK7 si K5.
Cromatism rezidual dupa cum se vede nu mai avem iar ca lucrurile sa fie interesante pana la sfarsit apar si 3 lungimi de unda parfocale (vezi focal shift) in conditiile in care luneta este compusa doar din doua lentile cu sticle ieftine. 
Daca voi mai avansa cu proiectul am sa va tin la curent.

-----------------------------------
zoth
21 Aug 2011 09:59


-----------------------------------
Daca mai facem un ultim experiment si mutam corectorul Brachymedialului impreuna cu oglinda lui concava dincolo de planul focal al obiectivului oare mai obtinem ceva in plus?
Se pare ca da, putem scapa in primul rand de obstructia centrala, apoi prin adaugarea unei lentile de camp situata usor inaintea planului focal dat de obiectiv putem corecta in totalitate cromatismul lateral, putem scapa de asemenea de fenomenul acromatizarii suplimentare devenind posibila construirea unui instrument dintr-un singur sort de sticla si nu in ultimul rand putem aplica tot in planul focal al obiectivului o diafragma de camp astfel pozitionata incat instrumentul final sa nu mai necesite inclinarea niciunui element optic.
Ei bine, instrumentul despre care vorbim nu este altul decat un Super Schupmann care lucreaza in regim split field (idee propusa pentru prima data de J. Baker in 1954 si pusa in practica ceva mai tarziu de J. Daley).
Un astfel de proiect in imaginea de mai jos unde din nu stiu ce ratiuni de moment am fortat un raport focal cam mic dar care nu degradeaza (zic eu) raspunsul final al instrumentului.

Calatoria prin lumea sistemelor acromatizate se incheie aici, poate ar fi trebuit sa spun cateva lucruri si despre noile sisteme aparute si ma gandesc acum la Hypochromat si la Zerochromat dar ele nu sunt sisteme semnificativ diferite fata de cele prin care am trecut deja.
Deasemeni poate ar fi trebuit sa spun cate ceva si despre minimizarea nivelului de cromatism longitudinal pentru diferite combinatii intre tipuri de obiective si oculare dar cred ca fiecare poate sa-si dezvolte de la acest nivel logica necasara unei astfel de intreprinderi.
Tuturor mult spor in proiectele personale     :D

-----------------------------------
ZENDOW
21 Aug 2011 22:58

Acromate
-----------------------------------
Imi pare rau ca nu am pregatirea necesara in domeniul optic ca sa pot urmari expunerea competenta a lui Silviu. Cert e ca avem pe forum in specialist de top de la care putem trage cu coada ochiului sa mai furam ceva meserie!

Felicitari!


Cu stima,

-----------------------------------
zoth
27 Aug 2011 10:29

Re: Acromate
-----------------------------------
Imi pare rau ca nu am pregatirea necesara in domeniul optic ca sa pot urmari expunerea...

Dan, ce sa zic ???...
Inainte de a demara acest topic m-am gandit mai mult de doua luni la cateva aspecte: daca acest subiect va putea fi util cuiva, cum sa fac sa-l prezint intr-un mod cat mai simplu si usor de inteles, cum sa evit unele capcane care duc la complicatii si alte aspecte de genul asta...
Intr-un exces de zel am demarat subiectul dar se pare ca nu am facut bine ceea ce am facut, reactia ta este indreptatita.
Mai mult, aceasta reactie este sustinuta de numarul extrem de mic al userilor interesati de subiect care s-au implicat in discutie dar si de numarul mai mult decat modest al citirilor raportat la numarul de postari.
Cu alte cuvinte, asa ceva nu intereseaza si probabil nu este un subiect potrivit pentru un forum de astronomie.
Drept urmare voi considera subiectul inchis si nu voi mai face alte comentarii in legatura cu el.
Multumesc pentru sinceritatea opiniei tale.

-----------------------------------
danto1313
27 Aug 2011 16:14


-----------------------------------
Zoth,parerea mea este ca ar fi pacat sa te opresti.Poate ca nu sunt multi interesati de subiect si dintre cei interesati multi nu au cunostintele necesare sa dialogheze cu tine dar cu siguranta subiectul este interesant si folositor celor care vor sa invete ceva.

 Dan

-----------------------------------
ZENDOW
28 Aug 2011 10:12

Experiente in acromatizare
-----------------------------------
Silviu reprosul imi era adresat asa ca subiectul tratat de tine nu are nici o vina , dimpotriva. Personal nu am avut pana acum aplecari asupra opticii, dar simt nevoia sa ma initiez in domeniu si probabil voi pune cateva intrebari mai inocente despre optica.

Zilele trecute mi-am bagat mana pana la coate in niste binocluri vechi si unde mecanic am rezolvat destule probleme, alinierea opticii e o problema de bun simt, dar de exemplu am observat la un binoclu 16x50 probleme mai delicate-deformari geometrice, un canal arata imaginea mai in ceata decat celalalt -  si cred da sunt necesare cunostiinte de optica pentru rezolvarea lor.

  Acum astept un mic refractor Celestron Astromaster 90/1000 si voi incerca sa obtin maxim-ul posibil de la optica respectiva, pentru ca astronomi amatori  cu experienta de pe acest forum le dau destula importanta ! Sper ca nu te voi deranja prea tare cu intrebari despre ce si cum?!

-----------------------------------
zoth
28 Aug 2011 10:56


-----------------------------------
Am inteles punctele de vedere pe care le-ati exprimat mai sus dar impreuna trebuie sa constientizam faptul ca traim intr-o anume realitate si fie ca vrem sau nu, trebuie sa tinem cont de ea.
Eu zic ca pentru subiectul in discutie am atins si dezbatut majoritatea aspectelor esentiale cu care ne putem intalni atat in proiectare cat si in practica iar o incursiune suplimentara prin fineturile fenomenului nu se justifica cel putin pe moment.

Orice intrebari sunt bine venite si in masura in care cunosc fenomenul raspund cu placere.
Mult spor!

-----------------------------------
Mircea Pteancu
28 Aug 2011 19:52


-----------------------------------
zoth
multumesc pentru introducerea excelenta in acest domeniu fascinant,te rog nu inchide subiectul,da-ne timp sa studiem ca sa putem reveni cu intrebari.
Sa stii ca ai talent pedagogic!
Cer senin si sticle optice perfecte,Mircea

-----------------------------------
neox
29 Aug 2011 16:37


-----------------------------------
Secondez si eu pe nenea Mircea :) !
Desi am lipsit ultimele doua saptamani de pe forum subiectul deschis de tine nu e nici pe departe uitat. Asa ca ma poti considera cititor fidel :wink: si urmeaza sa reiau totul de la inceput pentru aprofundare. 
Desi sunt putini cunoscatori de optica nu cred ca ti-ai pierdut vremea inutil cu topicul asta :!: Sunt totusi informatii complexe care trebuie asimilate in timp dar sunt sigur ca ajuta chiar si pentru neinitiati. Educatia trebuie sa vina sub o forma sau alta  8) . Eu zic ca subiectul merita sa ramana la loc de cinste ca topic 'sticky' si deschis pentru viitoare discutii mai particulare.

-----------------------------------
zoth
29 Aug 2011 20:12


-----------------------------------
Cred ca este vorba de o mica neintelegere   :) 
Cand am folosit exprimarea:
...voi considera subiectul inchis...
ma refeream in principal la faptul ca am finalizat dezbaterea celor mai importante aspecte ce privesc fenomenul de acromatizare dar recunosc ca eram si putin deceptionat de slaba reactie pe care am primit-o la subiect si pe moment am considerat potrivit sa inchei cu formularea:
...si nu voi mai face alte comentarii in legatura cu el.
De altfel nici nu am posibilitatea practica sa inchid acest subiect.
Daca moderatorul sectiunii nu-l inchide, eu cu atat mai putin  :) 
Acum cred ca suntem lamuriti.

Nu va grabiti cu parcurgerea acestui material, o puteti face pe indelete pentru ca nimeni nu se grabeste. Daca vor fi si intrebari, ele vor putea veni oricand.
Spor!

-----------------------------------
zoth
05 Oct 2011 20:00


-----------------------------------
Dragilor, am ajuns la concluzia ca acest topic a inceput sa faca victime ... :lol:  :lol: 
In seara asta pe cand stateam la coada la tigari, numai ce vad in fata mea o fatuca ce avea tatuata pe umarul drept imaginea din figura 1 postata pe acest topic, aceea cu lumina dispersata de o prisma.
Cu ocazia asta am aflat ca exista si tatuaje in culori, pana acum nu remarcasem.
Abia astept sa ma intalnesc si cu primul grafic PSF integrat ...  :lol:  :lol: 
Va tin la curent   :)

-----------------------------------
Andi
06 Oct 2011 10:06


-----------------------------------
Coadă la țigări! Mi-aduc aminte de vremuri apuse!  

La tatuaje nu se aplică regula de copyright?

-----------------------------------
zoth
08 Oct 2011 17:32


-----------------------------------
Se pare ca ai ramas cu ceva nostalgii din vremurile trecute ...  :) 
Se mai intampla, nu e vina nimanui...

Va propun sa nu continuam cu off-topic aici nu de alta da am muncit ceva pentru materialul asta.
Informatia cu fatuca tatuata am pus-o aici pentru ca mi s-a parut a avea o legatura nostima cu subiectul nostru.

-----------------------------------
zoth
22 Oct 2011 16:55


-----------------------------------
Daca pana acum m-am axat in experimentele de acromatizare aproape exclusiv pe obiective sau instrumente tratate per ansamblu, m-am gandit ca poate nu ar fi rau sa incercam noi experimente ce privesc si alte sisteme refractive.
Ma refer asadar la extendere de focala (lentile Barlow), reductoare de focala si alte corectoare de subapertura pe care le mai putem imagina (inclusiv corectoare ale cromatismului longitudinal care ar putea transforma acromatele clasice dar si o buna parte din gunoaiele chinezesti aflate pe piata in adevarate apocromate).

Inainte de a porni pe acest drum vreau sa reamintesc ca de un real ajutor in intocmirea materialului precedent dar si a celui ce urmeaza mi-au fost lecturi din Ceragioli, Christen, Schupmann, Daley, Honders, Rutten, Lord, Ellison si probabil si altele de care nu-mi amintesc in momentul asta.

Cu siguranta principiile acromatizarii sunt universal valabile pentru toate sistemele refractive dar pentru incursiunea in lumea corectoarelor de subapertura este necesar sa verificam mai intai daca procedurile de proiectare si analiza pe care le-am aplicat pana acum isi mentin valabilitatea.
Pentru acest lucru ne vine in ajutor designul Rogers prezentat in materialul anterior la care vom analiza separat raspunsul obiectivului si pe cel al corectorului.
In biblia sistemelor refractive a lui Ceragioli gasim urmatoarea afirmatie facuta de autor legata de designul Rogers:

One must recall that the corrector is intentionally not apochromatic; its whole reason for existence is to create negative primary spectrum which will compensate the positive primary spectrum of the objective.

Daca mergem pe afirmatia lui Ceragioli inseamna ca analizand separat raspunsul obiectivului si pe cel al corectorului va trebui sa obtinem doua rezultate asemanatoare dar cu semne schimbate.
Ca sa vedem daca lucrurile stau asa voi pune mai jos cele doua analize si vom privi in primul rand la graficele "Longitudinal spherical aberation" si bine inteles la scara la care sunt reprezentate.
Dupa cum se vede cele doua grafice nu prezinta nicio asemanare, nici pozitionarea liniilor spectrale nu se potriveste si nici scara la care sunt reprezentate.
Asta inseamna ca ceva nu este in regula, ori Ceragioli nu are dreptate, ori metoda noastra de analiza nu e buna, ori OSLO nu se descurca in astfel de situatii.
Va invit (evident pe cei interesati de subiect) sa spuneti ce nu vi se pare in regula sau ce anume este gresit    :)

-----------------------------------
Stanescu Octavian
22 Oct 2011 20:10


-----------------------------------
Nu e simplu de verificat si proiectat  separat componetele unui sistem optic.  
suntem obisnuiti ca  programele de proiectare sa analizeze si sa optimizeze   spoturi focalizate a luminii paralele trecute prin sistem . 
 Daca luam separat componentele si le dam tot lumina paralela evident ca rezultatele sunt eronate .
de ex un Barlow ce e divergent se poate testa doar in sistem convergent si daca e posibil chiar impreuna cu sistemul cu care va lucra .
Nu cred ca are rost sa desfaci un sistem si sa faci teste si optimizari separat .
eu am facut anumite simulari separat pe componente doar ca un ajutor pentru fabricarea lor 
de exemplu am folosit Zemax in modul  Non- sequential mode pentru a simula interferenta unei lame schmidt  cu un calibru plan ce am comparat cu realitatea.

-----------------------------------
zoth
23 Oct 2011 08:54


-----------------------------------
Sigur, asta este raspunsul, metoda de analiza prezentata mai sus nu este corecta!
De retinut este faptul ca nici analiza si nici proiectarea in lumina paralela a unor lentile sau grupuri de lentile care sunt destinate sa lucreze in alte conditii nu se poate face in felul asta.
Imi amintesc ca in urma cu 2 sau 3 ani cand aminteam aici pe forum de lentile care nu sunt corectate pentru infinit am fost luat serios in balon, dar timpul a trecut si vreau sa cred ca am mai invatat cu totii cate ceva de atunci.
Si totusi, chiar daca de regula nu se procedeaza la o analiza sau proiectare separata a elementelor optice dintr-un sistem, exista si cazuri cand aceste operatii sunt benefice.
Astfel putem intelege mai bine prin vizualizare unele fenomene care se intampla local, putem verifica in cazul de fata si afirmatia facuta de Ceragioli mai sus (nu ca nu l-am crede, dar uneori ne place sa fim in postura lui Toma necredinciosul) si in unele cazuri putem extinde limitarile aduse in particular de unele softuri de calcul optic care stopeaza numarul suprafetelor optice de lucru la 10 (cum este si cazul variantei de OSLO pe care lucrez acum).
Ce am facut ca sa pot analiza separat corectorul Rogers?
Un lucru simplu, am inlocuit obiectivul sistemului cu o oglinda concava care nu denatureaza raspunsul cromatic si al carei focal l-am adus exact la valoarea BWD a obiectivului original.
In plus, pentru a nu introduce sfericitate suplimentara in sistem care sa denatureze raspunsul am parabolizat oglinda.
Am asezat apoi corectorul la distanta prevazuta in proiect in conul de lumina generat de oglinda.
Singurul lucru de care trebuia sa tin cont pe mai departe era acela ca raspunsul final al analizei va fi vazut in oglinda (deci inversat) deoarece lumina vine de data asta in focar de la drepta la stanga.
Iata in imaginea de mai jos raspunsul obiectivului Rogers pe coloana din stanga (analizat normal in lumina paralela) si raspunsul corectorului pe coloana din dreapta (analizat in conul oglinzii ce simuleaza BWD-ul obiectivului).
De data asta vedem ca lucrurile s-au schimbat, cele doua raspunsuri sunt foarte apropiate iar micile diferente care se vad intre ele vor genera in sistemul de ansamblu spectrul secundar rezidual al designului Rogers pe care il afisez din nou in imaginea a doua.
Daca aruncam o privire si asupra diagramelor spot vom observa foarte lesne diferenta dintre raspunsurile componentelor in parte unde discul principal de difractie se vede ca un mic cerculet central si raspunsul de ansamblu unde aproape tot spectrul secundar rezidual intra in acest disc.

-----------------------------------
zoth
23 Oct 2011 19:20


-----------------------------------
Odata stabilita metoda de lucru, putem trece la primul exercitiu pe care il propun a fi varianta cu 3 elemente a chromacor-ului Ceragioli aplicat pe o luneta acromata de 200mm f15.
Am despartit ansamblul in obiectiv pe de o parte si corector pe de alta si le-am analizat separat.
In prima imagine afisata se afla pe linia de sus raspunsul obiectivului iar pe cea de jos a corectorului.
Putem observa ca obiectivul sta bine la corectia pe sfericitate dar e acromatizat cam nasparliu cu usoara supracorectie pe culoare.
Corectorul pe de alta parte arata usoara supracorectie la sfericitate pe verde (imaginea ne amintim ca este in oglinda) si o supracorectie pe culoare mai mare decat cea a obiectivului.
In aceasta situatie ne asteptam ca in raspunsul final sa gasim linia albastra in stanga spectrului rezultat spatiata clar de cea rosie iar pe verde sa regasim supracorectia pe sfericitate de care vorbeam putin mai sus.
Raspunsul ansamblului obiectiv + corector il regasim in imaginea a doua unde putem identifica aspectele aratate.
Chiar daca nu are un raspuns perfect, acest ansamblu se comporta realmente ca un apocromat pe un camp de analiza de 0,6 grade.

O joaca de 3-5 minute asupra obiectivului la care am introdus o supracorectie pe culoare astfel incat raspunsul lui sa fie mai apropiat de cel al corectorului mi-a permis sa mai reduc putin din spectrul rezidual si sa ajung la raspunsul de ansamblu prezentat in imaginea a treia in care valoarea RMS a spotului este redusa substantial fata de varianta originala.

Am uitat sa specific materialele utilizate de Ceragioli:
Obiectiv: BK7 si F2
Corector: FBLB58-53, KZFSN2 si SK11

-----------------------------------
catalin dumitru
24 Oct 2011 23:39


-----------------------------------
Trebuie sa recunosc , problema corectiei de subapertura la refractoare  , reprezinta subiectul cel mai fascinant pentru mine , mai ales ca am obtinut ceva rezultate  pur si simplu prin incercari repetate. 
Toate astea se intamplau cu ceva ani in urma , pe vremea cand habar nu aveam sa pornesc un computer , daramite sa mai si folosesc vreun program pentru calcule sau simulari in domeniu.

Nici acum , daca vreau sa mai potrivesc niste 'sticle' , nu catadisesc  sa apelez la calculator , deja cred ca sunt prea ruginit pentru asta , asa ca apelez tot la calea cea veche si oarecum sinuoasa.

Pentru a-mi usura munca , am construit mai demult un sistem mecanic ce-mi permitea sa inlocuiesc o lentila sau un grup de lentile , in doar cateva secunde.
Poate ca ar fi trebuit sa-l descriu si sa pun ceva poze in sectiunea ATM , mai demult , cine stie , posibil ca si altcineva sa se fi lovit de problema schimbului rapid de lentile (ca doar nu oi fi singurul 'sticlar' pervertit ).

Disponibilitatea relativ redusa de crown-uri si flint-uri de dimensiuni acceptabile pentru diferite teste , m-a determinat sa incerc optimizarea unui acromat sau al altuia , folosind corectia de subapertura (daca se mai poate numi asa ) cu sisteme de lentile de diametre reduse , plasate dupa planul focal al obiectivului vizat.

Asa a luat nastere refractorul cu imagine dreapta (bineinteles ca nu l-am inventat eu), cu focalizare interioara  si care poate oferi imagini mult imbunatatite fata de varianta cu prisme.
Undeva prin casa zace un carnetel cu schite si notite ale celor mai bune variante descoperite de mine, variante care , din cate am observat eu , dau rezultate atat la acromatele lipite cat si la cele spatiate. Trebuie sa gasesc carnetul neaparat , mai ales ca am o promisiune neonorata in acest forum. 
Sper ca nu am divagat prea mult si cer scuze anticipat.
Deja sunt iar "agatat" :D !

catalin.

-----------------------------------
zoth
29 Oct 2011 10:20


-----------------------------------
In afara faptului ca este un subiect fascinant, lumea corectoarelor de subapertura deschide un domeniu aproape inepuizabil de posibilitati corective aplicate unui sistem refractiv atat prin combinatiile care se pot face cat si prin corectiile rezultate in final.
Ganditi-va numai la corectiile combinate si este de ajuns  :) 
Este un domeniu care nu a fost explorat la adevarata lui capacitate si lucrul asta ne lasa o portita deschisa pentru ideile noi.
In ultima perioada ma gandesc daca nu este posibil de construit un corector de natura unui element Barlow cu factor mic de magnificatie (1,2-1,5x) special dedicat pentru refractoare cu raport focal mic si mediu care pe langa functia dedicata sa corecteze si sferocromatismul acestor sisteme.
Ideea mi-a venit in urma reanalizarii proiectului RFT-ului de 110mm pe care l-am mai prezentat aici pe forum.
Dupa analiza separata a elementelor (metoda prezentata in posturile anterioare) am inteles mai bine cum lucreaza corectorul proiectat si faptul ca pe langa corectia sfericitatii policromatice ajuta si la o acromatizare mai buna a ansamblului rezultat.
Va arat in imaginea de mai jos aceasta noua analiza: in stanga sus avem raspunsul obiectivului simplu, in dreapta sus avem raspunsul corectorului analizat cu metoda oglinzii iar pe linia de jos in stanga raspunsul final al sistemului. In dreapta jos se poate vedea cum este asezat corectorul in lumina oglinzii de test.

-----------------------------------
neox
29 Oct 2011 12:48


-----------------------------------
Ma bucur ca ai ajuns cu problema in punctul asta pentru ca as putea sa-mi clarific cateva curiozitati :) .

In primul rand...care ar fi procedeul de urmat (daca este unul) cand proiectezi un corector? Adica sa zicem ca ai un obiectiv (mergem pe refractoare fiind vorba de ele in topicul de fata) care sti exact ce poate prin softul de analiza. Bun...in continuare de unde incepi? Pur si simplu prin experimentare sau sunt reguli fundamentale la care poti sa aduci numai mici variatii? 

...si doi... apropo de corectorul care l-ai utilizat la RFT-ul tau; ce s-ar intampla daca l-ai acromatiza? Ma gandesc ca in felul asta ai putea sa compensezi mai mult si din aberatiile cromatice.

-----------------------------------
catalin dumitru
29 Oct 2011 15:52


-----------------------------------
Care ar fi procedeul de urmat atunci cand proiectezi un corector ?
Din punctul meu de vedere sunt cel putin doua aspecte care trebuie luate in calcul.
Unul ar tine de focala rezultanta iar un altul de numarul de componente aditionale necesar pentru obtinerea unui rezultat satisfacator.
La primul punct , as putea considera trei tipuri de corectoare , unul divergent (tendinta generala duce invariabil catre o focala negativa , desi nu este obligatoriu ca aceasta sa dea cele mai bune rezultate), al doi-lea de tip convergent si eu as paria si pe un corector afocal, chiar daca unii nu prea iar vedea rostul.
Mai conteaza de asemenea locul in care este plasata lentila (sau grupul de lentile) , in raport cu planul focal al "pacientului".
Corectorul divergent va produce o lungire a focalei daca e plasat inaintea planului focal initial , iar cel convergent , o scurtare a distantei focale.
De asemeni , corectorul convergent va lungi focala daca este plasat dupa planul focal initial.
Sunt si sisteme convergente care sunt montate, in , sau in imediata vecinatate a planului focal initial , cu rol in special de reducere a abscisei (in speta reducerea unghiului conului luminos) , pentru o mai buna adaptare cu sistemele optice ulterioare.

La al 2-lea punct, trebuie tinut cont ca un numar mare de suprafete aer-sticla , chiar daca va da rezultate multumitoare , ar putea introduce pierderi de lumina asa de mari incat ar fi mai rentabila vignetarea din start a obiectivului.Cine a experimentat asta , a constatat probabil ca pierderea de luminozitate este placut compensata de o crestere semnificativa a claritatii , chiar daca pe ansamblu va fi micsorata si rezolutia.

Desi unii constructori mai pretentiosi ar putea ridica superior din sprancene , la cele expuse de mine , eu incurajez pe oricine care are destula rabdare , sa faca tot felul de teste care le trec prin cap , si daca vor tine cont de un minim de reguli , rezultatele nu vor intarzia prea mult.
Practica mi-a dovedit ca la un moment dat , se formeaza un fel de instinct in ce priveste drumul de urmat pentru a obtine inbunatatiri , uneori chiar consistente. 
La asta contribuie foarte mult testarea din aproape in aproape , totul depinzand in schimb de numarul si varietatea de componente (lentile sau ansambluri de lentile) de care dispune fiecare .

Ar mai fi destule de spus pe tema asta dar trebuie sa las loc teoriei si calculelor , absolut indispensabile in cazul cand ne dorim rezultate rapide si fara echivoc. 

Nu uitati insa ca si practica are rostul ei. Pana si vecinii nostri de la rasarit , au construit motoare de racheta mai puternice decat ale americanilor , cu mai putini bani , doar experimentand si optimizand diverse prototipuri, invatand din greselile anterioare.

Rabdare multa si lentile cat cuprinde !! :) 

catalin.

-----------------------------------
zoth
29 Oct 2011 17:30


-----------------------------------
Recunosc ca procedurile enumerate de Catalin mai sus mi-au retrezit nostalgia vremurilor in care experimentam imbunatatirea raspunsului optic dupa posibilitatile practice pe care le aveam atunci.
Din punctul de vedere al proiectantului care lucreaza cu date precise lucrurile se schimba putin chiar daca esenta este pe undeva aceeasi.
Si in acest caz se pot defini tot doi pasi.
Primul ar fi analiza cat mai amanuntita a raspunsului pe care il are obiectivul sau sistemul optic aflat in discutie si delimitarea cat mai exacta a aberatiilor limitative/deranjante.
Acest pas nu face altceva decat sa ne spuna ce avem de facut mai departe si ce trebuie sa urmarim.
Al doilea pas ar fi proiectarea propriu-zisa tinand cont de regulile elementare ce definesc comportamentul componentelor si materialelor optice.

Pentru a doua intrebare mi se pare ca am mai raspuns odata dar revin: daca ne uitam cu atentie la raspunsul obiectivului vom observa ca acesta nu a fost acromatizat la un nivel satisfacator prezentand o subcorectie pe culoare destul de pronuntata si care daca ar fi lasata asa cu siguranta ar deranja in final.
Sigur am putea proiecta un corector dublet cu raspuns supracorectat pe culoare pentru a aduce acromatizarea acolo unde trebuie.
Am reusit totusi sa compensez aceasta subcorectie pe culoare cu un singur element si am preferat solutia asta pentru ca la momentul respectiv tinta suprema era pretul.
In imaginea de mai jos se poate vedea in stanga ce raspuns ar fi avut obiectivul daca asupra lui nu as fi aplicat decat corectia pe sfericitate si in dreapta raspunsul final corectat pe sfericitate si adus la un nivel de acromatizare acceptabil.

-----------------------------------
zoth
30 Oct 2011 12:54


-----------------------------------
Neox, nu stiu daca am fost suficient de clar cu cei doi pasi pe care i-am prezentat ca metoda de lucru pentru proiectarea unui corector de aceea revin cu un exemplu concret.
Pentru ca tot am discutat mai sus despre RFT-ul optimizat am sa descriu procedura pe acesta:

Pasul 1 - analiza raspunsului obiectivului de 110mm.
Putem observa daca ne uitam in graficele prezentate anterior existenta unei subcorectii mari pe sfericitate si deasemeni o subcorectie pe culoare, ce e drept mai mica dar care trebuie corectata.
Restul aberatiilor prezente se pare ca se gasesc in proportii normale pentru un acromat rapid.
Primul pas a fost asadar rezolvat, stim ca va trebui sa proiectam un corector care sa introduca in sistem o supracorectie mare pe sfericitate si o alta supracorectie pe culoare astfel incat prin sumarea raspunsului obiectivului cu cel al corectorului aberatiile amintite sa se anuleze reciproc sau in cel mai rau caz sa ajunga la un minim acceptabil.

Pasul 2 - Aplicarea regulilor elementare ce definesc comportamentul componentelor si materialelor optice.
Stim cu totii ca o lentila negativa introduce intr-un sistem optic o supracorectie pe sfericitate dar si o supracorectie pe culoare.
Functie de parametrii lentilei putem pondera cele doua aberatii dupa necesitatile pe care le avem.
Avem la dispozitie asadar puterea optica a lentilei, factorul ei de forma, materialul optic din care este construita.
In exemplul concret am ales sa jonglez nivelul de supracorectie al sfericitatii in primul rand din factorul de forma pentru ca acesta imi asigura o plaja larga de variatie pentru o putere optica data.
Usoara supracorectie pe culoare am ales sa o definesc in primul rand prin puterea optica a lentilei deoarece este nevoie de o putere mica ce nu-mi va influienta mult nici focala finala a ansamblului rezultat.
Fata de rezultatul final pe care l-am obtinut, o usoara marire a puterii optice m-ar fi putut duce la o acromatizare si mai buna doar cu pretul cresterii focalei finale cu 12mm.
Iata mai jos o varianta pe care am descoperit-o mai tarziu: in stanga rezultatul practic obtinut iar in dreapta un raspuns cu acromatizare standard obtinut printr-o usoara creste a puterii optice.

Sper ca de data asta am fost suficient de clar, dar daca mai sunt nelamuriri le astept.

-----------------------------------
neox
30 Oct 2011 16:29


-----------------------------------
Zoth, multumesc pentru iluminare :D . Incepe sa se ridice ceata...de pe optica :mrgreen: .

-----------------------------------
catalin dumitru
30 Oct 2011 16:57


-----------------------------------
Si eu incep sa ma 'luminez' putin cate putin !

Daca ai ales sa corectezi sfericitatea , preponderent din factorul de forma , iar cromatismul din puterea optica (negativa bineinteles) , nu se poate 'umbla' nitel si la coma sau chiar si la curbura campului?

Intreb asta deoarece mi-am amintit de corectoarele de subapertura compuse din doua lentile negative lipite.
Practic sistemul ar incepe sa semene cu teleobiectivul clasic pentru foto , desi nu toate constructiile rezolva sfericitatea extraaxiala la fel de eficient.

catalin.

-----------------------------------
zoth
30 Oct 2011 19:36


-----------------------------------
Atunci hai sa ne luminam si mai mult   :)
 
Am ales sa fac corectiile in felul prezentat mai sus dupa mai multe incercari si dupa ce am constientizat faptul ca asta e cea mai facila cale.
O mica corectie insa, din puterea optica a lentilei nu am corectat cromatismul ci gradul de acromatizare, care altfel spus inseamna suprapunerea liniilor spectrale rosu si albastru la 0,7-0,8 din din inaltimea graficului.
Chiar in figura de mai sus se vede ca suprapunerea realizata de corectorul care echipeaza acum luneta de 110 se face pe undeva pe la 0,94-0,95 din inaltime (figura din stanga) iar varianta imbunatatita (crescuta usor puterea optica a lentilei) face suprapunerea standard pe undeva pe la 0,74-0,75.

Un alt aspect la care trebuie sa acordam multa atentie cand vorbim despre obiective refractive este cel al comei. Majoritatea obiectivelor ce echipeaza lunetele astronomice (design Fraunhofer, Baker, Steinheil ...) sunt libere de coma.
Am auzit de multe ori posesori de lunete spunand ca pe testul de stea au inele de difractie concentrice si in consecinta considera lunetele lor bine colimate. Nimic mai fals!
Nici in obiectivul lunetei de 110 nu am descoperit coma.
Am facut si analiza policromatica si monocromatica pe liniile principale si nu am descoperit nimic pe un camp de 2 grade.
In caz de nevoie sigur se poate induce un nivel de coma din factorul de forma, din puterea optica si din pozitionarea fata de planul focal.
In cazurile prezentate mai sus datorita puterii optice foarte mici a lentilei corectoare (focal de -6,4 metri pentru graficul din stanga si -4,7 metri pentru cel din dreapta) nivelul comei induse ramane indiscernabil pe acelasi camp de analiza.

Curbura planului focal se putea imbunatati printr-o apropiere mai mare a corectorului de focar lucru care cerea insa o putere optica mai mare pentru lentila si curburi mai accentuate ale suprafetelor. Aceste modificari ar fi dus insa si la o crestere a sferocromatismului care oricum este mare in cazul unui RFT.
In concluzie am preferat o apropiere mai mare fata de obiectiv decat fata de focar chiar daca asta a insemnat un diametru mai mare pentru lentila corectoare.

-----------------------------------
catalin dumitru
30 Oct 2011 22:15


-----------------------------------
Multumesc pentru promptitudinea raspunsului si pentru clarificari.

Cer scuze pentru sacaiala , stiu ca nu totdeauna reusesc sa punctez corect toate intrebarile dar imi cam place sa-ti ridic mingea la fileu.
E vina ta Zoth , pentru ca asa obtin raspunsuri la mult mai multe intrebari :D !

Sper ca aceste discutii sa-i tina in priza pe cat mai multi dintre cititori.

catalin.

-----------------------------------
catalin dumitru
02 Noi 2011 11:07


-----------------------------------
O afirmatie care m-a lasat putin in bezna  :? .

Citez:

"In caz de nevoie sigur se poate induce un nivel de coma din factorul de forma, din puterea optica si din pozitionarea fata de planul focal. "

De ce ar avea cineva nevoie de un anumit nivel de coma , intr-un oarecare sistem optic ? (trebuia scris "reduce" in loc de "induce" ?)

Coma , este totusi o aberatie , asa ca nu ar fi de dorit sa scapam de ea ?

catalin.

-----------------------------------
zoth
02 Noi 2011 12:10


-----------------------------------
Nu, nu am gresit cand am scris "induce".
De ce am avea nevoie de un anumit nivel de coma?
Simplu, pentru ca nu toate sistemele optice sau obiectivele sunt libere de coma din start.
Dupa cum stii deja oglinzile parabolice au coma, la fel si unele obiective refractive ca de exemplu dubletele lipite construite din sticle obisnuite, obiectivele Gauss, FF Gaus si altele.
Ca si alte aberatii optice coma are semn, poate fi coma pozitiva sau negativa.
Daca un obiectiv dezvolta din start coma pozitiva de exemplu, prin adaugarea unui corector putem "induce" in sistemul respectiv un nivel potrivit de coma negativa astfel incat raspunsul de ansamblu al sistemului sa minimizeze aceasta aberatie sau chiar sa o elimine pe un camp dat.

-----------------------------------
catalin dumitru
02 Noi 2011 23:31


-----------------------------------
Gata , am inteles ! :) 
Greseala a fost a mea pentru ca am scos fraza din context.(urmele de "Asperger" care ma mai bantuie ocazional ma fac sa nu inteleg imediat unele chestii)

O sa incerc sa nu te mai sacai. Multumesc.

catalin.

-----------------------------------
zoth
03 Noi 2011 10:58


-----------------------------------
Ma bucur daca am reusit sa ma fac inteles, chiar episodic, dar nu-mi aduc aminte sa-ti fi facut vre-un repros legat de sacaiala sau de alta natura.
Intr-un fel este normal sa nu ne intelegem in totalitate si in mod continuu pentru ca fiecare dintre noi si-a dezvoltat aceasta pasiune mergand pe drumul propriu si nu este obligatoriu ca acest drum sa fie perfect acelasi pentru toti.
Fiind unul dintre "cei multi" care au avut curajul si curiozitatea de a se implica activ in aceasta discutie impresia pe care o am se afla la polul opus celei exprimate de tine.
Sa avem spor!

-----------------------------------
zoth
05 Noi 2011 14:54


-----------------------------------
Continuam pe subiect cu analiza celui de-al doilea cromacorector proiectat de Ceragioli.
Din pacate OSLO nu permite o analiza completa a sistemului deoarece corectorul este un bloc alcatuit din 6 lentile lipite si impreuna cu obiectivul depasesc numarul limita al suprafetelor optice permise de acest soft.
Cu metoda pe care am prezentat-o mai sus putem insa face o analiza separata a obiectivului si corectorului si sa tragem concluziile de rigoare.
In imaginea de mai jos avem pe coloana din stanga spectrul secundar si spotul axial pentru obiectivul acromat de 150mm f8 iar pe coloana din dreapta vazute in oglinda aceeasi parametri furnizati de corector.
Lentilele corectorului sunt in ordinea intrarii luminii in el construite din FK3, FPL53, FK3, SF4, SF11, SF4. Va las pe voi sa trageti concluziile.

-----------------------------------
catalin dumitru
05 Noi 2011 19:19


-----------------------------------
Cele doua 'chromatic focal shift ' par a se suprapune aproape perfect , avand in vedere ca scala orizontala a corectorului e dublul celeilalte. Am inteles ca asta inseamna un plan focal foarte bine delimitat , facand abstractie de planul spectrului violet , cred.

In ceea ce priveste graficele aberatiilor longitudinale , ma intreb daca nu exista vreun program care sa le poata procesa (insuma sau scadea , luati-o cum vreti) asa cum sunt ele , sau cu unul inversat in oglinda. Stiu ca inversarea in oglinda a unei imagini nu reprezinta vreo problema.
Compunerea aritmetica a celor doua grafice nu ar rezolva limitarile programului OSLO?
Intrebarea e valabila si pentru diagramele spoturilor.

Cred ca am putea incerca delimitarea spectrului rezidual combinand cele doua grafice pe hartie milimetrica. Proiectia punctului de intersectie dintre rosu si albastru ne va da abscisele , pe care mai apoi le vom scadea una din cealalta. La verde e si mai simplu , rezultatul scaderii dintre cele doua valori trecandu-l bineinteles in stanga ordonatei. 

Parca as afi la gimnaziu 
 :oops: 

catalin.

-----------------------------------
zoth
05 Noi 2011 21:24


-----------------------------------
Scuze pentru reprezentarea focal shiftului la scari diferite, nu am fost suficient de atent in momentul salvarii imaginii.
Nu cred ca e musai sa facem pe hartie, putem trage si niste concluzii aproximative pana una alta ...
Vedem astfel ca diferente mari in ce priveste cromatismul rezidual nu sunt si ne putem imagina cu usurinta ca raspunsul final (prin scaderea valorilor una din alta) va fi destul de frumos, asemanator in multe privinte cu al unui apo.
La capitolul sferocromatism vedem insa diferente ceva mai mari, asta insemnand ca aberatia cu pricina va ramane factorul limitativ al instrumentului rezultat din combinatia obiectivului cu acest corector.
O alta cale de a afla un raspuns rapid al comporatamentului final ar fi sa scadem valoarea RMS a spotului dat de corector din cea a obiectivului, operatie prin care am obtine valoarea 0,00229 care este clar sub nivelul limitei de difractie (valoare medie 0,0057).
Pentru siguranta am facut si o simulare in Modas care ne duce cam spre acelasi rezultat.
Nu am mai lucrat demult in Modas si sper sa nu fi gresit ceva.

PS. In Modas radiatia de 587,56 nm este reprezentata cu galben.

-----------------------------------
zoth
06 Noi 2011 11:22


-----------------------------------
Revin cu informatii despre comportamentul in violet.
Pentru o intelegere mai usoara am inclus in graficele aberatiei longitudinale (din prima imagine de mai jos) si linia de 435,83 nm a hidralgirului.
E lesne de observat ca prin sumarea algebrica a celor doua semnale, cromatismul longidudinal pe linia 435,83 nm va fi anulat si cam tot ce va ramane din aceasta radiatie se va manifesta sub forma de sferocromatism.
Pentru confirmare o noua simulare cu Modas in imaginea a doua.

-----------------------------------
zoth
18 Feb 2012 12:04


-----------------------------------
Recentul botez al lunetei construita de Teo mi-a adus aminte de un alt obiectiv acromat cu nume asemanator despre care nu am vorbit pana acum.
Este vorba despre un triplet construit din sticle optice nepretentioase, proiectat de Yasunori de la firma nipona Asahi Kogaku si care se vrea a fi un acromat cu spectru rezidual semnificativ redus fata de unul clasic. Obiectivul este gandit sa lucreze la un raport focal de 12.
Pentru a ajunge la aceasta performanta, Yasunori spune ca trebuiesc indeplinite simultan urmatoarele 7 conditionari:

1. 40<v2<45
2. P2(g)<0,5700 si P2(A')>0,3300
3. v1>v2+15
4. |v3-v2|<5>0,005 si P2(A')-P3(A')>0
6. 0,15f<-f2<0,5f
7. 0,5<f1/f3<2,0

Ar mai fi de subliniat doar faptul ca Yasunori a aplicat o acromatizare C-g (uz fotografic) dar se poate merge si pe o acromatizare C-F (vizual).
In imaginea de mai jos puteti vedea raspunsul obiectivului Yasunori cu deschiderea de 100mm, focala de 1250mm si acromatizarea situata intre cele doua limite amintite mai sus:

-----------------------------------
catalin dumitru
18 Feb 2012 13:15


-----------------------------------
Micsorarea sferocromatismului prin impartirea puterii optice pe cele doua lentile crown , pare destul de evidenta.
In schimb , spectrul longitudinal rezidual pare a depasi 0.5 mm. Ce inseamna asta fata de un fraunhofer de aceeasi focala si deschidere , cu acromatizare intermediara ca cea de mai sus ? Am senzatia ca tripletul e acromatizat cam naspa , dupa indicatiile japonezului.

catalin.

-----------------------------------
zoth
18 Feb 2012 16:36


-----------------------------------
Nu, nu, indicatiile japonezului sunt ok, numai ca el a mers pe o acromatizare pentru uz fotografic (C-g).
Pun mai jos graficele lui (scalele exprimate in inch).
"Isprava" de mai sus imi apartine si se datoreaza faptului ca am vrut sa impusc doi iepuri dintr-o lovitura, adica sa aduc proiectul concomitent pe sticle Schott (chiar modelate manual) si sa mut si acromatizarea spre modul vizual.
Era normal sa nu iasa Zeiss din prima, proiectul japonezului mai contine ceva clenciuri, dar le vom cauta si le vom gasi daca insistam.

PS. Raspunsul unui instrument cu acromatizare intermediara seamana cu acela al unui instrument acromatizat pentru vizual care a fost diafragmat la o anumita valoare.
A observat cineva "incalzirea" raspunsului unui obiectiv diafragmat???
Vedem acum cine are ochiul bun si spirit de observatie ...

-----------------------------------
catalin dumitru
18 Feb 2012 20:38


-----------------------------------
Gata , m-am prins. 

Cat despre efectul de'' incalzire'' al unui obiectiv diafragmat , e normal sa fie asa , nu ?..
Atata timp cat efectul de prisma al unei lentile e mai accentuat catre margini.

Dar efectul poate trece neobservat atunci cand ai de a face cu un obiectiv  corectat necorespunzator (pentru aplicatia dorita) la aberatia de sfericitate.
Pe mine m-au uimit rezultatele obtinute prin diafragmarea unor obiective de proiectie , care pentru infinit , ofereau initial imagini oribile. Desigur scaderea luminozitatii nu o mai iau in calcul , e ceva inerent procesului de vignetare . 
Cel mai placut,  e disparitia blur-ului , de cateva ori fiind tentat sa ma apuc de decuparea fizica a lentilelor pentru a obtine ceva mai fiabil . Ce rost are sa tii o gramada de sticla in jurul aperturii utile.

Nu am facut asta niciodata pentru ca am fost pus mereu in fata altor provocari de natura optica sau nu.

catalin.

-----------------------------------
zoth
18 Feb 2012 22:52


-----------------------------------
Exact Catalin!
Ca sa inteleaga toata lumea despre ce vorbim, pun mai jos graficul unui obiectiv de 100mm acromatizat "ca la carte" (desenul din stanga) ce cuprinde si zona hasurata.
Prin diafragmarea acestui obiectiv sa zic la o valoare de 70% nu fac altceva decat sa decupez zona superioara a acelui grafic de la inaltimea respectiva (linia orizontala) si sa arunc la gunoi partea hasurata.
Pentru confirmare in imaginea din dreapta este aplicat in soft un stop de apertura la aceeasi valoare.
Asadar prin diafragmare raspunsul cromatic al unui obiectiv se modifica dar nimeni nu s-a plans de asta pana acum, pretentia unei acromatizari stricte pare mai degraba un moft de domnisoara.

-----------------------------------
catalin dumitru
26 Feb 2012 18:22


-----------------------------------
Doua poze facute in graba cu telefonul tinut la ocular. 
Tinta , telegondola lui 'Pinalti' , distanta cam 1,2 km , marire in jur de 100x .
Obiectiv , refractor SW 102/500 .

Una din poze e facuta prin fereastra de 50 mm din constructia capacului de la parasolar.

Se observa clar incalzirea raspunsului cromatic la care se referea Zoth mai devreme.

catalin.

-----------------------------------
zoth
26 Feb 2012 21:48


-----------------------------------
Multumesc pentru colaborare pe topic   :) 
Nu ma asteptam la asa ajutor.

-----------------------------------
catalin dumitru
27 Feb 2012 19:13


-----------------------------------
Multumesc pentru colaborare pe topic   :) 
Nu ma asteptam la asa ajutor.

Cu placere.
Din pacate , cam subtirel ajutorul meu dar ''asta avem , cu asta defilam''.

Important e ca tu sa nu-ti pierzi elanul si motivatia ,legat de topicurile despre optica refractiva.Eu unul , sunt numai ochi si urechi. 
Si nu sunt singurul. Suntem mai multi decat ai putea crede.

catalin.

-----------------------------------
nobody
27 Feb 2012 20:49


-----------------------------------
Te urmarim din umbra  8) 

Referitor la grafice, curbele se modifica, chiar daca aproape imperceptibil ochiometric, chiar si la astigmatism.

-----------------------------------
zoth
28 Feb 2012 22:00


-----------------------------------
Da, nobody, apare o modificare si la nivelul astigmatismului dar fara consecinte vizuale.
Pe testul de stea in intra/extra focus putem detecta nivelul astigmatismului cand ducem steaua la marginea campului dar nu vom putea spune ca e mai mic decat in modul nediafragmat.

-----------------------------------
zoth
08 Iul 2012 17:36


-----------------------------------
Referitor la problema ridicata de Catalin Dumitru pe topicul de oculare extreme: scaderea sferocromatismului acromatelor rapide:
Trebuie sa spun ca am avut cateva tentative de acest gen in momentul in care am proiectat corectorul de sfericitate policromatica pentru refractorul meu de 110mm f5,5 al carui obiectiv arata initial o subcorectie severa.
Daca tot eram in postura de a corecta sfericitatea mi-am zis ca nu ar strica sa intervin si la scaderea sferocromatismului. Dupa cateva cautari am obtinut ceva rezultate, scaderea sferocromatismului pana la nivelul unui obiectiv cu aceeasi deschidere si raport focal de 12... 15.
Din pacate rezultatul obtinut si-a cerut tributul lui, introducea in sistem un nivel de coma care era inacceptabil pentru mine asa ca in cele din urma am renuntat.
Se poate vedea in imaginea de mai jos pe coloana din stanga raspunsul actual al lunetei iar pe coloana din dreapta presupusul rezultat al corectorului combinat pentru sfericitate policromatica si sferocromatism.
De mentionat ca materialul folosit pentru corectorul de pe coloana din stanga este BK7 iar pentru cel din dreapta tandemul SF6/SF4.

-----------------------------------
tavi 84
05 Iul 2013 15:33


-----------------------------------
Citind pe aici topicurile de optica,am inteles ca un obiectiv dublet Littrow,cu R1=R2=R3 poate fi acromatizat,cu sorturi de sticla impuse,doar renuntand la R4 plan insa pentru corectia aberatiei de sfericitate nu mai raman resurse.Desfacand(prin incalzire) un obiectiv lipit de binoclu,am constatat ca nu numai R4 difera de zero(era usor convexa fata posterioara a flintului)dar si R1 difera de R2(crownul avea o convexitate mai pronuntata pe fata externa).In aceste conditii(R1 diferit de R2 si R4 diferit de zero)se poate obtine simultan corectia sfericitatii si acromatizarea sau ce am observat are legatura cu alte "optimizari"? :roll:

-----------------------------------
catalin dumitru
05 Iul 2013 21:49


-----------------------------------
Citind pe aici topicurile de optica,am inteles ca un obiectiv dublet Littrow,cu R1=R2=R3 poate fi acromatizat,cu sorturi de sticla impuse,doar renuntand la R4 plan insa pentru corectia aberatiei de sfericitate nu mai raman resurse.Desfacand(prin incalzire) un obiectiv lipit de binoclu,am constatat ca nu numai R4 difera de zero(era usor convexa fata posterioara a flintului)dar si R1 difera de R2(crownul avea o convexitate mai pronuntata pe fata externa).In aceste conditii(R1 diferit de R2 si R4 diferit de zero)se poate obtine simultan corectia sfericitatii si acromatizarea sau ce am observat are legatura cu alte "optimizari"? :roll:

Ceea ce ai dezlipit este de fapt un obiectiv Clairaut.

Din pacate , daca e facut din sticle obisnuite (BK7si F2) va da imagini afectate de coma , destul de deranjanta la focale scurte.

Am putea spune ca designul Clairaut e de fapt un Littrow optimizat .



La Clairaut , crown-ul are convexitatea mai pronuntata pe fata interna.

Asa ca daca nu ai facut o confuzie , nu stiu exact ce ai dezlipit.

Oricum , raspunsul la intrebare , este -'da'.

Alte optimizari , precum curbura campului de exemplu , nu prea au relevanta la asa raporturi focale . 
Cu doar doua sorturi de sticla nu poti sa le rezolvi pe toate din doar doua lentile.

-----------------------------------
Erwin
06 Iul 2013 11:42


-----------------------------------
Binoclul ce l-am recondi&#539;ionat recent (urmează colimarea fina) are câmpul curbat, de&#537;i focalizează destul de bine pe întreg câmpul, dacă privesc un bloc, casă, liniile paralele apar curbate cu un efect de pernă. Se pare că acest gen de distorsiune este apreciat de cunoscători pentru că indică corec&#539;ii destul de bune pentru celelalte abera&#539;ii optice. Într-adevăr, am separat stele duble cu 25-30 secunde de arc cu el &#537;i pe cer este invizibilă această distorsiune iar stelele apar punctiforme până la margine.

-----------------------------------
catalin dumitru
06 Iul 2013 17:37


-----------------------------------
Binoclul ce l-am recondi&#539;ionat recent (urmează colimarea fina) are câmpul curbat, de&#537;i focalizează destul de bine pe întreg câmpul, dacă privesc un bloc, casă, liniile paralele apar curbate cu un efect de pernă. Se pare că acest gen de distorsiune este apreciat de cunoscători pentru că indică corec&#539;ii destul de bune pentru celelalte abera&#539;ii optice. Într-adevăr, am separat stele duble cu 25-30 secunde de arc cu el &#537;i pe cer este invizibilă această distorsiune iar stelele apar punctiforme până la margine.

Distorsiunea imaginii la nivelul cercului ocular nu este neaparat o consecinta a curburii lui Petzval de la obiectiv.

Aceasta curbura a suprafetei focale a obiectivului duce mai degraba la focalizare zonala si concentrica a suprafetei campului aparent. 
Efectul e cu atat mai enervant cu cat ochiul imbatraneste si trage cu ravna spre prezbitism. 

La raporturi focale foarte mici , curbura lui Petzval e atat de pronuntata ca nici cel mai adaptabil ochi nu face fata la un ocular Kellner sau chiar Erfle.

Asa ca un binoclu care focalizeaza corect si simultan tot campul aparent , poate fi considerat excelent pentru astro .
Dar asta inseamna fie oculare cu camp mai mic , fie oculare cu camp mare dar cu  vreun design exotic , poate chiar negative , vorba lui Zoth.

-----------------------------------
tavi 84
07 Iul 2013 13:20


-----------------------------------
Am reexaminat elementul crown respectiv,care provenea de la un binoclu EXAKTA 8x40 demontat in urma cu cativa ani(in realitate un 7x35 din pricina vignietarii induse de prisme)si aveti dreptate,urmele de "ciment" optic erau pe fata cu o curbura mai accentuata.Designul optic e deci Clairaut.In ce priveste coma produsa de un asemenea tip de obiectiv,vad ca toate binoclurile uzuale(chiar si cele destul de scumpe,peste 1000 lei)au obiective dublet lipit,cu sticle care nu sunt ED.E coma indusa de obiective mai putin importanta fata de distorsiunile ocularelor sau este ameliorata altfel?

-----------------------------------
catalin dumitru
07 Iul 2013 19:57


-----------------------------------
Am reexaminat elementul crown respectiv,care provenea de la un binoclu EXAKTA 8x40 demontat in urma cu cativa ani(in realitate un 7x35 din pricina vignietarii induse de prisme)si aveti dreptate,urmele de "ciment" optic erau pe fata cu o curbura mai accentuata.Designul optic e deci Clairaut.In ce priveste coma produsa de un asemenea tip de obiectiv,vad ca toate binoclurile uzuale(chiar si cele destul de scumpe,peste 1000 lei)au obiective dublet lipit,cu sticle care nu sunt ED.E coma indusa de obiective mai putin importanta fata de distorsiunile ocularelor sau este ameliorata altfel?

Coma in asemenea situatii (sticle crown si flint obisnuite) nu este ameliorata in nici un fel. 

Faza tare e ca la grosismente mici , aceasta coma a obiectivelor este oricum suprapusa peste astigmatismul dat de oculare si nici nu se chinuie vreun producator sa le faca sa se scada una din cealalta , adica sa se compenseze . Desi sunt aberatii diferite din surse diferite , compensarea reciproca ar mai reduce din manjeala campului marginal.

Raspunsul la intrebarea ta , este iarasi 'da' , dar mai ales pentru binocluri mici cu grosismente mici.

Ameliorarea , de fapt suprimarea comei este dorita mai ales la binoclurile mari , de la 80 mm in sus apertura si care au grosismente maricele , de la 15-20 X in sus. De aceea , aceste obiective au lentilele spatiate . 

Coma apare la dubletii lipiti din sticle cu index mic din cauza ca la anumite unghiuri razele inclinate sufera o sicanare pe care eu as numi-o dispersie acromatica (suna tampit dar nu am gasit alta comparatie :) ) , sicanare care are legatura directa cu raportul dintre cei doi indici de refractie , la care mai are influenta si distanta dintre cei doi dioptri .

Un strat mai gros de 'ciment optic' , va micsora coma dar va crea alte neajunsuri . Vorbim de crown si flint uzuale si ieftine (BK7 si F2) .
