Sunday, December 12, 2010

Tuningul acromatelor

 Gasiti mai jos un articol despre tuningul acromatelor, articol descriind de fapt niste metode simple, concepute pentru uzul astronomului amator care nu are acces la bancuri optice, la instrumentele de masurare a calitatii optice ale obiectivelor de luneta si nici la utilajele de prelucrare care sa-i permita corectarea abaterilor de forma si de dimensiune ale lentilelor.Si nu are nici indemanarea si experienta pretinse de buna folosire a acestora. Ba mai mult, metodele de tuning ale acromatelor se adreseaza amatorilor care nu dispun nici de bani multi,(altminteri de ce ar cumpara cineva,nu-i asa, obiective ieftine produse in Extremul Orient?), dar care doresc sa imbunatateasca nivelul calitativ al lunetelor lor, cu pretul eforturilor proprii si asumandu-si un anume risc, tot pe cont propriu.
Ai deci o luneta care prezinta supracorectie sau subcorectie a aberatiei cromatice?In luneta ta se observa un halou,o ceata permanenta care invaluie imaginile chiar si atunci cand cerul este perfect senin,prezentand deci efectele aberatiei sferice? Citeste articolul lui Gyulai Pal,aduna-ti curajul,spune cateva rugaciuni si apuca-te de tuningul acromatelor.
Intai cateva cuvinte despre autorul articolului. Gyulai Pal s-a nascut la Budapesta in 1971. A devenit interesat de optica si Astronomie, la varsta de sase ani cand parintii i-au cumparat un joc produs in DDR si care permitea construirea de diferite aparate optice cu lentile si componente din plastic. Apoi interesul s-a accentuat, tot mai multe instrumente gasindu-si locul in camera lui Pal (varianta maghiara a lui Paul), la 14 ani construind deja un telescop Newton de 200x1350mm,pe montura ecuatoriala germana. Urmeaza mai apoi cursurile de Matematica si Fizica ale Universitatii Eotvos Lorand din Budapesta ,absolvite in 1996, si cele de Computer Science absolvite in 1998. Intre 1994 si 1999 a lucrat intr-un observator astronomic unde a observat cu o luneta mare - ce-si poate dori mai mult un iubitor al Astronomiei ? - si a predat matematica la o alta universitate intre 1995 si 2000.
Azi numele lui Gyulai Pal este legat de lunetele cu obiective apocromate cu ulei produse de catre firma GPU,proiectate de catre el. Aceste lunete sunt apreciate si in afara Ungariei, inclusiv in SUA, patria lui Astro-Physics si a lui Tele Vue. Un vechi proverb arab ne spune ca negustor bun este cel care reuseste sa vanda nisip in Sahara. Ei bine, Gyulai Pal a reusit sa faca aceasta. Citind articolul, vom intelege de ce, dincolo de randuri vom intui un spirit stralucitor, prietenos si care nu se da la o parte nici de la umorul sanatos.

Articolul a devenit o sursa de inspiratie pentru Silviu aka zoth, astronom amator si constructor de telescoape ,binecunoscut si respectat in comunitatea astronomica romaneasca. Voi prezenta jurnalul optimizarii unei lunete de catre Silviu,ca exemplu reusit al tuningului acromatelor dupa metoda lui Gyulai Pal.Articolul mi-a fost semnalat de catre Silviu,traducerea in limba romana a articolului de mai jos, a fost realizata de catre subsemnatul,fara acordul autorului,lucru care sper sa nu-l supere prea tare. Ca daca se supara,parca-l si vad cum ma pedepseste sa sterg acoperirea anti-reflex de pe vreo suta de lentile chinezesti!

Articolul:

Tuningul acromatelor

Dupa experienta mea un acromat obisnuit (aici ma gandesc la lentilele chinezesti ieftine,nu la lentilele Zeiss sau RR :-) ) nici nu-i asa de rau pentru imaginea pe care o ofera cu reglajele din fabrica. Pentru ca o lentila numai atunci se comporta apropiat de limitele teoretice daca si este reglata cu precizie. Aceste reglaje insa sunt lasate de catre producatorii de telescoape ieftine in grija cumparatorului. Asta insa nici nu este o problema daca ,in acest fel,telescopul este mai ieftin. Sa vedem ce parametrii trebuie reglati:
-Acromate cu lentile nelipite. Fanta sau interstitiul de aer,este sufletul acromatului,dar din pacate lentileleieftine au nevoie fiecare de alta valoare a acestei fante. Motivul este simplu:lentila simpla trebuie sa corespunda unor conditii de calitate nu prea stricte,producatorul bucurandu-se deja daca reuseste sa slefuiasca suprafata lentilelor la o forma ‘’apropiata de sfera’’. Cat priveste respectarea cu precizie a valorii razelor de curbura ,aceasta este privita ca o ‘’inutila optiune extra care doar mareste costurile’’ si careia deci nici nu-i mai acorda nici o atentie. Rezultatul:aberatie cromatica,respectiv sub- sau supracorectie. Ambele tipuri de aberatii se modifica odata cu modificarea valorii fantei de aer. In cazurile norocoase ambele aberatii scad prin modificarea in directia corecta a valorii fantei. Atunci, prin reglarea valorii fantei se pot obtine imbunatatiri foarte clare. Daca insa prin modificarea fantei intr-un sens,una se imbunatateste iar cealalta se inrautateste, (adica ‘’lucreaza una impotriva celeilalte’’),atunci preferinta data de gustul fiecaruia dintre noi va stabili pe care dintre aceste doua aberatii o vom corecta. In orice caz ,daca o lentila produce o aberatie cromatica prea mare,sau nu este corijata neutru (si suntem amarati din cauza aceasta intr-o asemenea masura incat suntem decisi sa cumparam un obiectiv nou,mai bun),atunci ca o ultima posibilitate merita sa incercam ‘’tunningul ‘’ lentilei,inainte de a plati o suma mai mare pentru o lentila de la o marca renumita . (Desi e adevarat,ca daca proprietarul lentilei chinezesti va cumpara o lentila RR in locul celei vechi,eu am sa ma bucur foarte tare si pentru asta :-)))))
In practica aceasta inseamna sa demontam cele doua componente ale lentilei (desigur cu mare atentie si dupa murmurarea rugaciunilor conforme credintei fiecaruia). Apoi pe distantierele care stabilesc valoarea fantei lipim unul sau mai multe straturi dintr-un material subtire,pe cat posibil de constant ca grosime (de pilda :celux/scoci ? sau folie de aluminiu). Cellux-ul este destul de gros,in general din acesta un singur strat ajunge. Folia de aluminiu in schimb este foarte subtire ,aceasta indoita in mai multe straturi ne permite reglarea foarte fina a valorii fantei de aer. Nu putem pune lipici sub folia de aluminiu deoarece nu putem practic sa portionam atat de precis lipiciul incat sa aiba aceeasi grosime sub toate trei distantierele iar apoi adaugarea de tot felul de lipiciuri intre elementele unei lentile ar fi oricum o ‘’joaca’’ destul de infricosatoare. In loc de asta sa lipim sub folia de aluminiu un strat de scoci astfel incat cellux-ul sa depaseasca putin marginea foliei,astfel se poate fixa folia de aluminiu.
Daca lentila produce un halo rosu intens in jurul planetelor sau stelelor stralucitoare,atunci fanta este prea mare,deci va trebui sa eliminam din distantierele originale (dar pe care nu le aruncam,le pastram),si trebuie sa pregatim distantiere noi ( mai subtiri).Daca lentila produce un halo albastru puternic in jurul planetelor ,(asadar mai puternic decat in cazul lentilelor de tip similar),atunci fanta de aer este prea mica si trebuie sa ingrosam distantierele.
-Conform experientei mele ,un acromat (executat din materiale traditionale,deci nu ED) va produce imaginea cea mai neta si cu cel mai puternic contrast atunci cand in imediata apropiere a obiectelor stralucitoare va prezenta o aberatie cromatica violeta ,adica intensitatile luminii rosii, respectiv albastre ,difuzate prin dispersie ,sunt aproximativ egale in imediata vecinatate a sursei de lumina.
-Daca deschiderea fantei nu este uniforma (in general deoarece colegul din Orient a strans prea tare inelul de fixare a lentilei si astfel a reusit sa ‘’scoata sufletul’’ din unul sau celalalt dintre distantiere) atunci inelele de difractie din imaginea defocalizata nu vor fi concentrice. Si atunci merita sa confectionam sau sa comandam distantiere noi.
-Daca luneta ne prezinta semne de astigmatism,atunci merita sa incercam sa rotim elementele acromatului unul fata de celalalt. Daca asta nu ajuta atunci citeste articolul referitor la lunetele construite cu obiective astigmatice.
-Importanta colimarii este in genere cunoscuta,pentru realizarea ei exista instructiuni bune asa ca aici nu ne vom ocupa de ea
-Acum urmeaza ‘’partea cea mai dura a articolului’’ destinata a fi citita doar de cei cu nervii tari!…Si asta nu-i gluma.
-Daca lentila este sub-corectata sau supra-corectata,atunci avem doua optiuni.O putem duce la un mester care s-a evidentiat in slefuirea oglinzilor si sa incercam ‘’sa-l induplecam’’ sa poliseze un pic in inima lentilei. In general nimeni nu se angajeaza sa faca acest lucru,dar daca exista totusi un asemenea mester curajos,si care s-ar angaja la asa ceva,atunci va rog scrieti-mi un email si de acum pe el am sa-l recomand,ca de altfel si pe acest forum am sa fac publica aceasta informatie de interes general. Acest lucru are doar un dezavantaj:costa bani (presupun) . Dar rezultatul poate fi exceptional daca exista cineva care sa se angajeze in asemenea lucrari. Daca in schimb nu vrem sa cheltuim bani,atunci mai exista o posibilitate…. (Si acuma vine adevarata BARBARIE)!!!!
Fundamentul metodei sta pe faptul ca, dupa calculele mele, fie o acoperire antireflex (adica avand indicele de refractie de 1.5 si grosimea de lambda/4),si o raza de lumina care trece prin acest strat si care va intarzia cu aprox. lambda/12 in comparatie cu raza de lumina care va face acelasi drum prin vid (ma rog,prin aer). Adica daca de pe o parte a suprafatei lentilei vom indeparta acoperirea AR,atunci putem grabi frontul de unda pe acea parte a suprafatei cu aceasta valoare. Daca lentila are o acoperire AR de culoare verde,adica in mai multe straturi ,atunci prin indepartarea acesteia ‘’castigam’’ o valoare de o data si jumatate pana la doua ori mai mare.
Un acromat obisnuit (ca marime:-)) are acoperiri AR pe patru suprafete,asadar daca ‘’ne vom ocupa’’ de toate ,atunci avem 4x1/12 adica putem modifica frontul de unda cu lambda/3 (in ipoteza acoperirilor cu un singur strat,cu mai nult de atat in cazul acoperirilor multistrat). In practica insa chiar si printre cele mai slabe lentile chinezesti sunt rare cele la care aberatia este mai mare de lambda/2 (posibilul astigmatism nu-l socotim aici,acesta se poate elimina complet prin metoda oglinzii diagonale deformate). Daca corijam o lentila care are aberatie de lambda/2 cu lambda /3,asta chiar si intre frati inseamna lambda/6! Asa-i ca suna grozav?Imbunatatirea imaginii este uriasa.Dar metoda are si dezavantaje. In primul rand absenta partiala a acoperirii antireflex pe o lentila nu este ceva foarte estetic. Pe de alta parte la marginea ramasa a acoperirii se va pierde ceva lumina. Iar reflexiile interne sunt mai intense fara acoperiri si in luneta intra si ceva mai putina lumina. Dar toate acestea sunt nimicuri in comparatie cu imbunatatirea elementara care se poate realiza prin aceasta metoda. O lentila buna poate fi exceptionala si fara acoperiri,sa dea imagini contrastante iar pe marginea ramasa a acoperirii se pierde doar o frantura din lumina pierduta la bordul lentilei. Alta problema o constituie presupunerea pe care se bazeaza metoda si anume ca materialul acoperirii este mai moale decat sticla de sub ea,deoarece in acest moment nu stiu sa va propun o metoda mai buna de indepartare a acoperirilor decat aceea realizata prin ‘’frecarea ‘’ lor cu pasta de dinti si batiste moi de hartie. In timpul acestei manevre, lentila se poate zgaria (si se va si zgaria!),asadar in nici un caz sa nu ne asteptam ca aceasta va arata la sfarsitul tratamentului ca la inceput. Va garantez ca veti avea strangeri de inima la vederea ei! Asadar recomand utilizarea metodei (fara indoiala foarte barbara) intradevar doar atunci cand lentila este la un fir de par de a fi aruncata la pubela. Dar si aceasta este adevarat ca toate lentilele ‘’uratite’’ de mine prin aceasta metoda ‘’au suferit’’ o imbunatatire a calitatii imaginii intr-o asemenea masura ca daca n-as fi vazut ,n-as fi crezut.
-Daca eventual cineva se teme ‘’sa se dea la lentila lui‘’ in acest mod,sau simte ca nu are suficienta incredere in sine pentru a calcula de pe care suprafate/ cate acoperiri trebuie inlaturate,atunci acea persoana sa-mi scrie un email,ajut cu placere. Natural insa ca voi garanta doar pentru faptul ca ‘’am sa-i fac galerie intensa’’ pentru succes:-)))). Daca in schimb lucrurile ‘’iasa rau’’,atunci pot sa-i procur o lentila noua,excelenta (desigur pentru o suma respectabila,asta ar trebui sa-i dea nitica incredere :-)))). Iar daca cineva doreste,atunci cu placere voi scadea valoarea lentilei de slaba calitate din pretul lentilei noi si voi incerca eu sa o corijez. Daca reusesc,atunci lentila (care va da imagine buna dar care arata batuta de soarta) va fi oferita, pentru suma convenita a fi scazuta ,unui amator cu mijloace financiare mai modeste (sau amatorilor care traiesc in tari mai sarace) si care nu-si pot permite un refractor nou. (Istoria dn spatele acestei intentii sta in faptul ca si eu am primit in trecut ,pentru scopuri pedagogice,acromate pentru 1(un) Forint,si as vrea sa cultiv si sa transmit mai departe aceasta traditie :-).

Articol de Gyulai Pal

Traducere :Mircea Pteancu,Octombrie,2010