Еще один катадиоптрик 1:12

[Ernest]

Тут натолкнулся на интересное упражнение SAY в части расчета схемы Кассегрена с линзой у вторичного зеркала и двухлинзовым разнесенным компенсатором в сходящемся ходе световых пучков.

Результат по качеству изображения неплох, но три разнесенных мениска ставят на этой схеме крест - ее реализация на практике проблематична, ввиду жесткости допусков и повышенной чувствительности к ошибкам изготовления/сборки и температурным разностям.

Я прикинул более спокойный в части допусков вариант этой схемы. Получилось что-то вроде нижеследующего.

Радиус	Толщина	Среда	Световой диаметр
-1800	-650.	-Воздух	300
117.9275	-14.	-К8	94
121.764	-1.	-Воздух	95
-753.522	1.	Воздух	92
121.764	14.	К8	95
117.9275	350.	Воздух	94
-165.826	10.	К8	62
309.47	10	Воздух	62
-1439.5	10	К8	64
-119.784	522	Воздух	64

Фокусное расстояние 3680 мм
Задний отрезок 522 мм
Апертура 300 мм
Центральное экранирование около 30%
Относительное отверстие 1:12
Поле зрения 45 мм (примерно 40 угловых минут)
Качество изображения по всему полю зрения - примерно вдвое лучше Марешалевского допуска
Схема еще сырая и подлежит доводке, но допуски получаются более-менее разумные.
Отличие от того, что посчитано SAY - противоположная ориентация мениска у вторичного зеркала и близкий к афокальному компактный двухлинзовый корректор вместо разнесенного двухлинзового. Ну и форма линз компенсатора далека от менисков.

[Сергей Ларионов]

Эрнест, а схема Филда, про которую Юдин упомянул http://www.telescopes.ru/articles/article5.phtml" onclick="window.open(this.href);return false;, при маленьком мениске она не более технологична? И почему она не применяется?

[Ernest]

Эрнест, а схема Филда, про которую Юдин упомянул http://www.telescopes.ru/articles/article5.phtml" onclick="window.open(this.href);return false;, при маленьком мениске она не более технологична? И почему она не применяется?

Применяется она или нет я не знаю, думаю вполне может применяться. Но ведь у нее только одна исправленная аберрация - сферическая. Еще нет хроматизма за счет использования ахроматических свойств мениска Максутова. Но кома, в меньшей степени астигматим и кривизна поля зрения у этой схемы присутствуют. Что в варианте расчета 1:10 и апертуре 250 мм ограничивают поле зрения 10 угловыми минутами - дальше качество изображения существенно ограничивается комой в первую очередь. Ну и центральное экранирование 40%.

В представленной схеме поле зрения в пределах 40 угл. минут (все поле зрения 2" самого длиннофокусного окуляра) ограничено почти только дифракцией при экранировании в 30%.

[Сергей Ларионов]

Тогда у меня вопрос 100% чайника - Что мешает для любой схемы Кассегрена делать линзовые корректоры компенсирующие аберрации до приемлемого уровня?

[Ernest]

Ну как...
Никто не мешает, они и есть.

Есть одно-двухлинзовые корректоры поля для классического Кассегрена (парабола + гипербола), в котором также изначально исправлена только сферическая аберрация. Разработаны корректоры поля для Ричи-Кретьена, в котором исправлена сферическая и кома, но есть астигматизм и кривизна поля зрения. Есть линзовые корректоры для исправления аберраций двухзеркальных схем на сферах: менисковые системы Максутова, Шмидты, Слефогта, Аргунова, Клевцова и т.д.

С линзовыми корректорами несколько типовых проблем:
- их обычно считают таким образом, чтобы они не требовали введения аберраций в исходную зеркальную схему, то есть Кассегрен и без того с хорошей точкой на оси без корректора, с корректором приобретает еще и апланатичные свойства. Тут проблема в том, что корректор должен считаться так чтобы он не вносил аберрации, которых нет в коррегируемой схеме и компенсировал аберрации, которыми она отягощена... Это условие накладывает существенные трудности на разработчика оптики. Парадоксально но корректоры, которые должны исправить пару аберраций (сферическую и кому) могут оказаться проще, чем корректоры которые правят одну аберрацию (например, астигматизм) при условии невнесения двух других.
- линзовые корректоры вносят ограничения в спектральный диапазон телескопа (например, не пропускают ультрафиолет) и вносят хроматические аберрации
- они сильно усложняют оптическую схему и делают ее сложной для неквалифицированного обслуживания.

[2noko]

Эрнест,рассчитанная схема по сути является конкурирующей клевцовской, но имеет на одну линзу больше.
Если взять в качестве сравнения известную трубу 250К ( Ф\Д =8.5 250мм) и пересчитать данную схему - будут ли какие преимущества в плане коррекции и технологичности? Собственно вопрос об "идеальности" корректора на "сферических поверхностях".

[SAY]

Добрый вечер.
Эрнест, я конечно польщён, что меня упомянули на этом Форуме.
Хочу уточнить про эту схему Кассегрена со сферической оптикой и 3-х линзовым корректором. Специальной задачи найти интересную схему планетника я не ставил. Просто пришла в голову мысль к изъезженной мною вдоль и поперёк схеме с асферикой на ГЗ и 2-х линзовым корректором (приводится в конце темы по ссылке на Астрофорум) попробовать убрать асферику с ГЗ за счёт ещё одной линзы перед вторичкой в двойном ходе.
Получается круто по всему полю, но лично я такой планетник никогда не стал бы делать, хотя бы из-за слишком большого ЦЭ (реально в блоке оно будет более 30% при относительном 1:12 в Вашей схеме) и сложной юстировки разнесённых элементов корректора, поскольку ни без последних двух линз, ни тем более без всех трёх изображение не фокусируется.
Из рассмотренных мною ранее кассегреновских схем с 2-х линзовым предфокальным корректором крон-крон лично я выделил бы астрограф с параболическим ГЗ и сферической вторичкой (большое ЦЭ по дипам не страшно), потрясающе рисует в теории. Без корректора он тоже лучи криво в фокусе сводит, но в нём только 2 линзы в блоке и эксперименты на программе показывают, что есть на мой непросвещённый взгляд алгоритм довольно простой юстировки схемы. Да и супер качество на оси астрографу не критично.
Схема визуального планетника при эллиптическим ГЗ с 2-х линзовым корректором крон-флинт на мой взгляд может быть интересна тем, что при относительном 1:14-14,5 можно получить ЦЭ 23% (апертура на память 200 мм при не форсированной светосиле ГЗ, с собой базы данных по ним нет). Кстати, без корректора уже очень даже прилично фокусируется.


ЗЫ. По Вашей схеме - стекло К8 ссоответствует параметрам нашего К8 или ихнего ВК7 (они немного отличаются). Я ввёл ВК7 и фокус в ноль сошёлся, вынос за ГЗ 251,5 см. С К8 не экспериментировал, нужно вручную параметры заводить.

[Ernest]

рассчитанная схема по сути является конкурирующей клевцовской, но имеет на одну линзу больше. Если взять в качестве сравнения известную трубу 250К ( Ф\Д =8.5 250мм) и пересчитать данную схему - будут ли какие преимущества в плане коррекции и технологичности? Собственно вопрос об "идеальности" корректора на "сферических поверхностях".

Схемы не совсем конкурирующие. Схема представленная в этом расчете "тяготеет" к более длиннофокусной типа 1:15 т.п.. Для того, чтобы заставить ее работать в режиме 1:12, а тем более 1:10 приходится применять особые усилия (в плане условий оптимизации), и жертвовать остаточными аберрациями. В то время как Клевцовкие схемы, насколько я помню, напротив, тяготеют к более светосильным вариантам и оптимизатор приходится вынуждать считать объектив более длиннофокусным. Но чтобы ответить наверное надо бы освежить в памяти особенности их расчета.
Ну и качество изображения в этих схемах различно - у Клевцова астигматизм заметно портит края поля зрения. А тут - дифракция от края до края.

[Ernest]

Получается круто по всему полю, но лично я такой планетник никогда не стал бы делать, хотя бы из-за слишком большого ЦЭ (реально в блоке оно будет более 30% при относительном 1:12 в Вашей схеме) и сложной юстировки разнесённых элементов корректора, поскольку ни без последних двух линз, ни тем более без всех трёх изображение не фокусируется.

Мне кажется, что фактор преувеличенного экранирование при апертурах за 250 мм уже не столь важен, ввиду более сильного фактора - атмосферы. Да и 30% это не смертельно. Как показывает расчет допусков, юстировка моего варианта не сложнее юстировки Клевцова, ввиду того, что полевой двухлинзовый корректор близок к афокальному.

Из рассмотренных мною ранее кассегреновских схем с 2-х линзовым предфокальным корректором крон-крон лично я выделил бы астрограф с параболическим ГЗ

Как только в схеме встречается настоящая глубокая асферика, так сразу же интерес к планетной реализации уменьшается ввиду сильной конкуренции со стороны простейших по схеме Ньютонов. Там одна парабола и хорошо сделанное зеркало в центре поля зрения оно решает все проблемы, а планеты не бог весть какие по своим размерам. Дополнительные оптические элементы способны только снизить контраст в центре поля зрения.

ЗЫ. По Вашей схеме - стекло К8 ссоответствует параметрам нашего К8 или ихнего ВК7

Нашего - из каталога Резника.

[SAY]

Ниже привожу схему 8" 1:14, которому лично я отдал бы сейчас наверное предпочтение перед ньютонами и другими зеркально-линзовыми схемами аналогичной апертуры (в том числе со сферической оптикой).
Основные параметры:
- фокус главного 800 мм, базовый вариант для переделки - труба ньютона 8" 800 мм
- невиньетированное поле диаметром 2 мм
- квадрат эксцентриситета на главном 0,765 (эллипс)
- сферическая вторичка 48 мм
- 2-х линзовый корректор (сферы) крон-флинт.
- ЦЭ 23,5%
- Радиусы углов соответствуют полевым диафрагмам диаметром 0, 27, 40 и 46 мм.
- без корректора Штрель на оси 0,972 при большой полевой коме (с корректором почти в 20 раз меньше)

При эквивалентном относительном 1:15 ЦЭ выходит 22%.

[Ernest]

Ниже привожу схему 8" 1:14, которому лично я отдал бы сейчас наверное предпочтение перед ньютонами...

У 8" 1:5 Ньютона будет доступно поле зрения более 2-х с половиной градусов, а при хорошем поставщике оптики (например, Orion Optics UK ultra grade) и экранировании порядка 18% он к тому-же даст отличное качество и на оси, скажем, для наблюдения планет.

Представленный вариант с полем зрения менее градуса, полуоткрытой трубой, преувеличенным экранированием (не забудьте про изрядный запас на светозащиту) и высокой монтировкой едва-ли будет по достоинству оценен наблюдателями. Ну и не меньшая чем у Ньютона зависимость от т качества асферизации (скорее даже большая, параболизация на потоке, а тут и для тестирования, и для асферизации придется ставить специальную схему).

[SAY]

Если таким образом рассуждать, то и вариант схемы в первом посте неконкурентен Ньютону 300/1800 (прекрасно будет себя чувствовать в моторизованном варианте Доба):
- поле в 2 раза меньше;
- со светозащитой всего поля в 2" формате ЦЭ уплывёт на вскидку под 35-36% против 16% ньютоновских;
- серийный сферический Клевцов 250 мм порядка 2200 зелёных стоит (или уже больше?), 300-ка в серии как минимум-миниморум в 1,5 раза дороже будет, а скорее всего под 2 раза (ИМХО). Это в серии.

PS. Вышесказанное не означает, что я рассматриваю Ньютоны в качестве наилучшего планетного инструмента.

[Ernest]

Если таким образом рассуждать, то и вариант схемы в первом посте неконкурентен Ньютону 300/1800 (прекрасно будет себя чувствовать в моторизованном варианте Доба)

Согласен, именно так и есть - ничего более как расчетный казус.
Но экранирование там дано уже с учетом светозащиты.

[SAY]

Но экранирование там дано уже с учетом светозащиты.

Со световым диаметром вторичного зеркала при нулевом невиньетированном поле 83,3 мм (27,77%) и бленде 90 мм (30%) ? На поле 46 мм и при том, что 2-х линзовый корректор расширяет световой пучёк от блока вторички ? Без этого корректора вынос фокуса приближается к вторичке на 175 мм (Штрель 0,14).

[Ernest]

Со световым диаметром вторичного зеркала при нулевом невиньетированном поле 83,3 мм (27,77%) и бленде 90 мм (30%)?

Там ведь указан световой диаметр на мениске - 94-95 мм. Эта величина и может быть принято за ориентир экранирования - 31-32%

[SAY]

Со световым диаметром вторичного зеркала при нулевом невиньетированном поле 83,3 мм (27,77%) и бленде 90 мм (30%)?

Там ведь указан световой диаметр на мениске - 94-95 мм. Эта величина и может быть принято за ориентир экранирования - 31-32%

Ещё там был указан световой диаметр вторички 92 мм, а также отдельной строкой ЦЭ около 30%. Так что со светозащитой на поле 45 мм?
В МАКе например как на приложенной схеме. Зелёный луч - центральный, синий - полевая диафрагма 46 мм. Невиньетированное поле диаметром 2 мм.

[Ernest]

Ещё там был указан световой диаметр вторички 92 мм, а также отдельной строкой ЦЭ около 30%.

Без мениска схема-то не работает.
А слово "около" можно понимать весьма расширительно.

Так что со светозащитой на поле 45 мм?

Детальный расчет делать большого желания нет, но прикидки показывают, что светозащита в указанном пределе экранирования возможна.

В МАКе например как на приложенной схеме. Зелёный луч - центральный, синий - полевая диафрагма 46 мм. Невиньетированное поле диаметром 2 мм.

Ну для визуала, в невиньетируемость, понятно дело, упираться незачем.

[SAY]

Я схему МАКа привёл, потому что при относительном главного приблизительно 1:3 (как в схеме поста 1) ЦЭ светоотсекающей блендой на вторичке составляет около 28% при ЦЭ вторичкой около 21%. И это при практически нулевом невиньетированном поле.
Понятное дело, что ход лучей в схеме поста 1 несколько отличается, тем не менее желания тратить время на расчёт светоотсекателей в данном конкретном случае не возникает, хотя это и не так уж долго сделать на программе.