© ATM Bulgaria

Projects

Newton 150mm
Classical Cassegrain 310mm
Schmidt-Cassegrain 200mm
Corrected Dall-Kirkham 400mm
Flat Mirrors
Mirror Testing
Vacuum Techniques
Optical Tube Assembly
Miscellaneous

Изготвяне и изследване на плоска повърхност

Както беше описано в раздела за Нютоновия телескоп, до момента все още не бяхме изработвали плоски огледала, тъй като имахме късмета да намерим готови такива с нужния размер. Изработката на плоски огледала е трудна задача, особено когато са с голям диаметър. По-долу е описано последователно изготвянето на 110mm плоско огледало.(Няколо месеца по-късно се изработи и едно 200мм плоско огледало предназначено за автоколимиране на SCT).

Изследването на плоска повърхност става най-лесно с Нютонов интерферометър, с помощта на еталонно плоско огледало. При липса на такова се налага да се използува теста на Ронки или метода с три огледала, които се шлайфат и полират по определена схема, след което при изследването се фигуризира само едно от тях.

Цели: Материали: 4 бр. стъклени дискове d=110mm дебелина 10mm

Техника

Предвиди се три от стъклата да бъдат огледала, а от четвъртото се направи полировалник. Огледалата могат да се означат с букви или цифри за по-лесното комбиниране (A, B, C или 1, 2, 3). Удачно е използуването на перманентен маркер за CD-та, с който се надписват означенията отстрани на стъклата. Също така добре е със стрелки да се означи обработваната повърхност, за да не стават конфузни грешки по-късно:

Метод на Ritchey-Common

Този метод използува същата опитна установка като гореописания. Огледалата се разполагат по-косо, с ъгъл между 10 и 20 градуса. Принципно този тест изследва астигматизма, който предизвиква плоското огледало (ако има някаква кривина) върху образа на точков източник на сферичното огледало.

Интерферометър на Нютон

Това е най-простият интерферометър. Интерференцията на светлината се получава в тясното пространство между изследваното и еталонното огледало, поставени едно върху друго, т.е необходим е пряк контакт между двете. За светлинен източник са подходящи всякакви неонови и луминисцентни лампи. Тестът е приложим както за плоски така и за сферични повърхности (виж вторично огледало, Класически Касегрен). Няма да се спираме подробно на теорията за интерференция на светлината, тъй като има достатъчно информация по интернет и ръководствата по физика. За любителя е важна интерпретацията на интерферограмите.

Интерферограмата представлява редуващи се светли и тъмни ивици. Разстоянието между две съседни светли или тъмни ивици представлява отклонение от 1/2 дължината на светлинната вълна. Това означава, че чрез измерване на тези разстояния може да се направи точна количествена и качествена оценка на повърхността. Недостатъци са необходимостта от точен плосък еталон (в нашият случай вече имаме еталонно стъкло тествано с метода на Ронки), както и възможността за надраскване на стъклата при тестването им. При липса на плосък еталон се прилага метода на трите стъкла споменат по-горе). Възможностите за една повърхност са три: плоска, изпъкнала или вдлъбната. Изглежда имаме уравнение с три неизвестни, което лесно може да се реши със система от три уравнения, т.е. нужни са три огледала. Огледалата се тестват във всички комбинации и се отчита разликата в кривините измерена в броя линии на интерферограмата. Това става лесно като се свържат двата края на една линия с прозрачна линийка или стъкло и се отчете колко други линии пресича. Напрimer, ако пресича шест линии, значи имаме отклонение с три дължини на вълната. Ако използуваме бяла луминисцентна светлина, линиите стават цветни. Това помага за определяне на кривината на стъклата. Разстоянието откъм червената страна на линията е по-голямо, т.е в тази посока нараства разликата. Обратно синята част показва по-плътен контакт.

Друг начин за установяване на вида на кривината е чрез натиск върху огледалата. Ако се приложи натиск с пръст върху единия край и линиите се придвижват към пръста, това означава, че повърхостта е вдлъбната и при натиска се доближава до еталона. Ако линиите се разбягват, то повърхнината е изпъкнала (по -удачно е вместо пръст да се използува молив, защото огледалото се деформира локално от телесната температура). За оценка по този метод препоръчваме програмката на three_planes.exe. Обикновено изследваното огледало винаги има някаква кривина. Когато огледалото и еталона се оставят по-дълго едно върху друго те се слягат и линиите от дъговидни стават концентрични фиг. b. По броя им може да се прецени колко е радиуса на кривината на огледалото. Тук може да се види прогресията при фигуризиране на второто стъкло демонстрирана с интерферограми направени през интервали от 1ч.

Някои любители смятат, че ако повърхността е плавна е по-добре огледалото да се остави леко вдлъбнато или изпъкнало в рамките на 1/2-1 дължини на вълната, което означава радиус на кривината няколко десетки километра. Това може да измести фокуса в нютоновия телескоп с няколко десети от милиметъра, но не и да окаже негативен ефект върху качеството на образа. За нуждите на нулевите тестове не е необходимо максимално точно плоско огледало, стига повърхността му да е плавна, без зонални грешки и завал. Леката му кривина ще доведе до незначително изместване на фокуса на изследваната система без да навреди особено на качествата и.

Изводи
Наличието на точно сферично огледало улеснява доста фигуризирането на плоска повърхност. Ето защо се предприе следната стратегия:
С комбинацията от двата метода може да се постигне голяма точност и продуктивност при изготвянето на плоски огледала.