astro-talks

Ernest писал(а):... если денег на лантановое стекло не жалеть, то наверное возможно.

История получила продолжение. Изучил яркость бликов бинокля. Оказалось, блик от склейки в окуляре (№9 на фотографии) почти в 4 раза ярче блика от склейки в объективе (№4), что говорит об аномально большой разнице в коэффициентах преломления используемых стёкол. Также сравнительным методом получил абсолютные значения количества отражённого света.
Яркость бликов определялась в программе RawDigger, предоставляющей неискажённые данные о наполнении пикселей. В случае с моей камерой Canon 400D наполнение линейно пропорционально экспозиции пикселя. Принимая коэффициент отражения непросветлённой поверхности объектива 50мм рефрактора Galaxis за 0,04, находим количество энергии в бликах от просветлённых поверхностей. На иллюстрации в сносках приведены данные каждого блика в процентрах. Над чертой - для трёх каналов отдельно (красный/зелёный/синий), под чертой - среднее между каналами значение. Блик №11 с другой фотографии, из экономии места не стал её добавлять.

Если принять n1 для обычного стекла из пары 1,52, то из абсолютного значения интенсивности блика №9 ~0,56% можно прикинуть n2 второго, более тяжёлого компонента. Получится около 1,77! Действительно похоже на "лантан".

Порядковый	Расположение	Предполагаемый тип	Интенсивность	Интенсивность
номер	поверхности	просветления	R/G/B	средняя
1	внешняя	нет	4,0/4,0/4,0	4,0
2	внутреняя	однослойное	1,22/1,78/2,78	1,93
3	внешняя	однослойное	1,32/1,36/1,71	1,46
4	склейка		0,14/0,15/0,15	0,15
5	внутренняя	двухслойное	0,37/0,58/0,35	0,43
6	призма	однослойное	1,85/2,43/3,49	2,59
7		однослойное	2,33/2,39/2,62	2,44
8		однослойное	0,88/0,89/1,28	1,02
9	склейка		0,55/0,56/0,56	0,56
10	внешняя	двухслойное	0,50/0,65/0,51	0,55
11		однослойное	2,40/2,45/2,67	2,51

Круто!.. И полученные цифры близки похожи на правду.
Стоит в подробностях описать методику.

Только вот как вы определяете количество слоев в просветляющем покрытии?

Ernest писал(а):Стоит в подробностях описать методику.

Когда-нибудь...

Ernest писал(а):Только вот как вы определяете количество слоев в просветляющем покрытии?

Это предположение, конечно. Соображения такие:
- В объективе с тремя непросветлёнными поверхностями четвёртая вряд ли имеет просветление больше одного слоя.
- Блик однослойного имеет один минимум, значит спектральная характеристика должна быть с изгибом вниз. По числам это хорошо видно;
- Интенсивность однослойного просветления высока, оттенки ненасыщенные;
- В бинокле солидного возраста из 10 поверхностей 8 имеют однослойное просветление. На оставшихся двух нет смысла делать что-то очень эффективное (больше 2-х). Скорее всего смысл "маркетинговый" - в зелёном цвете, "для красоты". И чтобы можно было в спецификации заявить "multicoated";

"В объективе с тремя непросветлёнными поверхностями четвёртая вряд ли имеет просветление больше одного слоя" - просветление делают за одну установку - самое дорогое это помещение линз в вакуумную камеру, создание в ней достаточной степени разрежения, а один там будет слой, два или три уже мало влияет на цену
"Блик однослойного имеет один минимум, значит спектральная характеристика должна быть с изгибом вниз" - спектр отраженного блика может быть с одним минимумом и в случае многослойных покрытия, например один из слоев - корректирующий (чтобы скомпенсировать слишком большой показатель преломления стекла) или защитный (при плохой устойчивости предыдущего слоя)
"Интенсивность однослойного просветления высока, оттенки ненасыщенные" - тоже самое будет при защитной функции покрытия или при необычном показателе преломления
"В бинокле солидного возраста из 10 поверхностей 8 имеют однослойное просветление" - догадки...
"На оставшихся двух нет смысла делать что-то очень эффективное (больше 2-х)" - ну например, для коррекции суммарного спектра пропускания...

Думаю, эту колонку стоит пометить как "предположительные данные". А главное - зачем она вообще нужна? Это если производителем указано, что покрытия в изделии многослойные, то потребитель может сделать предположение о его спектральной кривой и эффективности. А тут у вас и спектр, и эффективность уже есть - какая разница, чем они были достигнуты? Не стоит мешать в одной таблице догадки (да еще из самых общих соображений) с результатами объективных измерений.

Ernest писал(а):"Интенсивность однослойного просветления высока, оттенки ненасыщенные" - тоже самое будет при ... необычном показателе преломления.

Кстати про показатель преломления. Если посчитать, что материал нашего однослойного покрытия - MgF₂, то тяжёлое стекло будет иметь значительно меньший коэффициент отражения, чем обычное. Скорее всего блик №9, который заметно слабее остальных (кроме зелёных), как раз принадлежит второй поверхности лантановой линзы.

Ernest писал(а):"На оставшихся двух нет смысла делать что-то очень эффективное (больше 2-х)" - ну например, для коррекции суммарного спектра пропускания.

При суммарном бликовании (в каналах R/G/B) 15,9/18,8/23,8% эффект от перехода с 2-х слоёв на 3 всего на 2-х поверхностях будет несущественным.

Ernest писал(а):Думаю, эту колонку стоит пометить как "предположительные данные".

Исправил название столбца на "предполагаемый тип просветления".

Ernest писал(а):А главное - зачем она вообще нужна?

Из антимаркетинговых соображений, так сказать - для отрезвления пользователей, видение которых сформировано продавцами. На астрофоруме, преимущественно в разделе "барахолка", частенько встречается информация об FMC японских биноклей с аналогичным просветлением. При продаже Pentax PCF и того страшнее, вспоминают про фирменное 16-и слойное (!!) SMC просветление.

Почему вас так удивляет 16-слойное покрытие? Еще раз - если просветление наносится не осаждением из раствора, а напылением в вакуумной камере - количество слоев уже не так сильно повысит ценник процесса. Пожалуй, нанесение напылением однослойного покрытия должно выглядеть в такой ситуации как странный анахронизм.

Стоит иметь ввиду, что простое однослойное покрытие по краям спектрального диапазона отражает даже больше, чем непокрытое стекло.

Ernest писал(а):Почему вас так удивляет 16-слойное покрытие?

У тех Pentax'ов яркость бликов не ниже, чем у исследованного Bausch&Lomb, по 1,5..2,5%. Какое уж тут мульти.

Вы картинку в моем предыдущем сообщении видите?

Ernest писал(а):Вы картинку в моем предыдущем сообщении видите?

На картинке для однослойного просветления показан идеальный случай, когда коэффициент преломления материала плёнки равен среднегеометрическому из коэффициентов преломления сред. В реальности так не бывает. И в реальности блики однослойного покрытия в большинстве случаев ярче мульти.

То, что однослойное покрытие менее эффективно чем правильное многослойное и так понятно. Речь не об этом. На графике приведен пример спектральной кривой многослойного покрытия. Со средним значением немногим меньше 1%. То есть нельзя оценивать число слоев судя только по проценту отражения.

Ernest писал(а):Стоит иметь ввиду, что простое однослойное покрытие по краям спектрального диапазона отражает даже больше, чем непокрытое стекло.

Посмотрел ещё раз на график и не понял, как так происходит. В от поверхностей воздух/плёнка и плёнка/стекло отражается в ~4 раза меньше энергии, чем от непросветлённой границы воздух/стекло. В противофазе они гасятся (минимум отражения на графике), в фазе складываются: 1/4+1/4=2 ????

Хорошее наблюдение...
Тут только надо иметь ввиду, что показатель преломления флюорита магния 1.4231, что очень далеко от оптимального.

Ernest писал(а):Тут только надо иметь ввиду, что показатель преломления флюорита магния 1.4231, что очень далеко от оптимального.

Я имел в виду график, который вы привели. Там непросветлённое стекло отражает ~4,3%, т.е. n_стекла=~1,52. В минимуме отражение ноль, значит n_плёнки=~1,233. От границы воздух/плёнка отражается ~1,09%, от плёнка/стекло ~1,08%. Они интерферируют и, судя по графику, на длине волны ~385нм превращаются в 10%.

traveller in time писал(а):В минимуме отражение ноль, значит n_плёнки=~1,233

Это из чего следует?

Ernest писал(а):

traveller in time писал(а):В минимуме отражение ноль, значит n_плёнки=~1,233

Это из чего следует?

Чтобы две волны полностью погасились, они должны обладать равной амплитудой/энергией. Это условие выполняется, когда n_плёнки=(n_среды*n_стекла)^0,5.

да, конечно...
что-то я притормозил

А как быть с интерференцией в фазе? 1,08%+1,09%=~10%? Должны быть, вроде как, те же 4,3%, что и от непросветлённой границы.

Немного новой информации о покрытиях старых японцев. Раскопал руководства по эксплуатации Pentax:





В PCF II производитель заявляет MC, т.е. часть поверхностей с многослойным просветлением. Анализ оттенков и яркости бликов показывают, что все поверхности PCF II просветлены. Значит не MC поверхности покрыты одним слоем.
Из брошюр ясно, что многослойных покрытий у Pentax'ов тех времён два типа: "простое", как у PCF II, и SMC, как у более дорогой модели PIF. Что интересно, в руководстве PIF говорится про SMC только на линзах, но не на призмах.
Pentax PCF II 7x35 и Bausch&Lomb Legacy 7x35 похожи как две капли воды. У них одинаковой схемы окуляры, размеры глазной линзы, форма призм, подрезание выходного зрачка и оттенки просветления. Стёкла, судя по яркости бликов, всё таки разные, но типы просветлений, надо полагать, одинаковые.
Сравнивая двух японцев с современным однослойным (производителем заявлено FC) Olympus DPS-I почти с полной уверенностью можно сказать, что единственные две поверхности PCF и Legacy с мультипросветлением - внутренняя объектива и внешняя окуляра (зелёного цвета).
Блик от склейки в окуляре DPS почти равен по яркости таковому в Legacy и в 3 раза ярче блика от склейки своего объектива. Получается, в составе окуляра DPS тоже есть линза из тяжёлого стекла.
Просвечивание PCF II 7x35 лазером показало, что глазная группа - дублет, в котором внутренняя линза двояко выпуклая, внешняя - выпукло-вогнутая. Т.е. схема окуляров всё-таки Кёльнер.

traveller in time писал(а):А как быть с интерференцией в фазе? 1,08%+1,09%=~10%? Должны быть, вроде как, те же 4,3%, что и от непросветлённой границы.

1 + 1 = 4?
Так и будет примерно 2%, арифметике не важно что складывать...

Ну а злополучный график, вероятно, иллюстрирует работу V-покрытия, которое не обязательно однослойное (и даже обычно не однослойное) цель которого - минимизация отражения для одной длины волны и используется в лазерной оптике (в ИК диапазоне обычны показатели преломления 2-3-4 и более). А подписи на нем были проставлены позже не таким внимательным как вы иллюстратором.

Вот более адекватный пример кривых.

Ernest писал(а):1 + 1 = 4?
Так и будет примерно 2%, арифметике не важно что складывать...

Только почему-то при гашении волн в противофазе пролетает не 98%, а 100%. Как-то они не арифметически складываются.

Путилин - Оптические покрытия (стр. 45..46, текст в pdf местами заслонён картинками, найти недостающее можно здесь): "... получили систему, которая будет обладать нулевым отражением на длине волны λ=λ0, а во всём спектральном интервале коэффициент отражения этой системы R меньше Rm т.е. коэффициента отражения подложки."

Есть предложение к Администрации - сделать отдельную тему по постам, связанным с просветлением.

traveller in time писал(а):

Ernest писал(а):1 + 1 = 4?
Так и будет примерно 2%, арифметике не важно что складывать...

Только почему-то при гашении волн в противофазе пролетает не 98%, а 100%. Как-то они не арифметически складываются.

В амплитудном выражении: в противофазе 1% - 1% = 0%, в фазе 1% + 1% = 2% Какие проблемы?

Другое дело что энергия волны пропорциональна квадрату амплитуды. Поэтому если исходный 1% это энергетический коэффициент отражения, то для получения амплитудного сначала надо из него извлечь корень корень(0.01) = 0.1. Потом сложить 0.1+0.1 = 0.2. А потому опять возвести в квадрат: 0.2*0.2 = 0.04 или 4%.

Как ни крути, а 10% при однослойном оптимальном покрытии по стеклу с обычным показателем преломления получиться не может.