Apupeilin testaus

[Lauri Kangas]

No, eiköhän nuo kaupalliset tasot ole kaikki isojen läppäyskoneiden tuotoksia. Se kuinka iso taso on tietenkin vaikuttaa sen tarkkuuteen, ts. on aivan eri asia tehdä taso joka on 20cm halkaisijaltaan kuin jokin pieni apupeilin kokoinen kappale. Uskoisin että nuo USSR tasot käyvät apupeilien tutkimiseen aivan mainiosti, tai en oikein tiedä miksi jokin apupeili olisi niitä parempi.

Joo, juuri näin se on. Esim. nuo omat apupeilit mitä on kohta tarkoitus testailla, on todennäköisesti muodoltaan niin huonoja että testaamiseen kelpaisi hyvin vaikka miten mutkainen flätti.

Tuossa ebayn tarjonnassa on hieman arpapeliä sen kanssa saako ostamansa tason kanssa varmaa tietoa sen suuruudesta. Mutta tarjontaa on niin paljon että on varaa valita ne, joissa on edes jollain tasolla otettu asiaan kantaa.

Tuolla suurimmalla tarkkuudella olevia on melko harvoin tarjolla, ostelin itselle pari jotka sattui löytymään. Nyt pitää sitten keksiä jokin projekti jossa noin hyvästä tarkkuudesta on hyötyä. Tasojen tekeminen itse voisi olla kyllä kutkuttavaa puuhaa..

[Ari Haavisto]

Väärä fresnel sai toimia mallineena, kun tein kollimointilinssille telineen. Nyt on kaikki valmista kunhan oikea linssi saapuu. Sitten nähdään.

Mihinkään ihmisten valmistamiin flätteihin tai muihin lasinpaloihin en luota enää. Ja mitä hyvämaineisempi valmistaja ja mitä parempi mittatodistus, sitä vähemmän luotan. Maapallon painovoimaan ja kaarevuuteen ja sitä myöden vedenpintaan luotan.

[rakentelija]

No voihan niitä tasoja testata toisiaan vasten ja pitääkin, siihenhän se koko homma perustuu. Eli pitää olla useampia pintoja joita verrataan toisiinsa. Tasojen tutkiminen on sinänsä paljon helpompaa kuin tihrustaa ja mitata paraboloidista eri vyöhykkeiden kaarevuussäteitä Foucaultin testillä.

Jonkun se putkeen tuleva apupeili pitää kuitenkin tehdä ja sitä ei ole vedenpinnan avulla tutkittu vaan vertaamalla toiseen tasoon. Tasojen tarkaksi tekeminen on prosessi, ei siinä lopulta jää "epäluottamukselle" paljoa sijaa. Kun tekee muutaman sata interferenssitestiä siihen oppii kyllä luottamaan ja pääsee selvyyteen siitä kuinka esim. lämpö vaikuttaa, kauanko pitää odottaa kiillotusten välillä jne. Fyysisillä kappaleilla pääsee myös tutkimaan pintojen muodon laatua ja esim sitä miten ulkoinen voima vaikuttaa, siis kuinka kappaleen muoto muuttuu painon alla jne.

Toivottavasti saat vesitestillä selkoa apupeilistäsi, mielenkiintoinen testi sinänsä ja toki erittäin tarkka  normaalikokoisille kappaleille. Vasta lähempänä metrin kokoluokkaa maapallon pallomaisuus alkaa tulla näkyviin selvemmin ja vesitestin luotettavuus vähetä.

[mistral]

Miten pintajännitysvoima vaikuttaa? Olettaisin ettei vaikuta koska pinta on niin suora ettei voima pysty siihen.

[Ari Haavisto]

Miten pintajännitysvoima vaikuttaa? Olettaisin ettei vaikuta koska pinta on niin suora ettei voima pysty siihen.

Astian pitää olla sen verran isompi, että peilin reunojen ulkopuolelle jää joku sentti tilaa ennen astian seinämiä, joiden lähellä pintajännitys poikkeuttaa pintaa. Ja peilin päällä se milli vettä, ettei jostain kohtaa "imaise" kuopalle.

[Ari Haavisto]

Fresnel linssi tuli Perjantaina ja viikonloppuna tein ensimmäisen pikakokeilun.  Sain peilin ja vedenpinnan tasattua laserin avulla kohtuu helposti. Vettä jäi todennäköisesti liian paksu kerros peilin päälle. Sekoitin pieneen määrään vettä ceriumoksidia ja lorottelin peilin päälle, mutta en saanut millään tasaista himmennystä aikaan. Toisiin kohtiin tuli liikaa ceriumoksidia ja toisiin kohtiin se ei asettunut millään ja peili jäi kovin laikukkaaksi. Ehkä tässä vaiheessa vettä olisikin ensin pitänyt olla vieläkin enemmän peilin päällä? No, kokeilin silti natriumlampun kanssa ja sihtailin, mutta en nähnyt minkäänlaisia interferenssiviivoja missään vaikka kuinka veivailin ja yritin. Ensimmäinen yritys siis epäonnistui.

Tänään sitten uusi yritys. Jälleen pinnat tasaan. Uusi yritys ceriumoksidin kanssa, hiukan laihempi seos, ohuempi kerros, jälleen jäi tolkuttoman laikukkaaksi. Sitten lapoin vettä pois niin että peilin päälle jäi ihan ohuen ohut kerros vettä ja sihtaamaan natriumalamppua kädessä pitäen ja liikutin päätäni ja nyt näin jotain viivoitusta kenties. Fresnel paikalleen ja sihtaamaan ja nyt näkyi tiheä interferenssiraidoitus peilissä! Ohuemman ceriumoksidin kohdissa tosi hyvin ja paksuimmissa laikuissa ei näkynyt ollenkaan. Silti näkyi suurimmassa osassa peiliä. Säätelin mikrometriruuveja, kunnes sain raidat harvempaan. En niin harvaan kuin olisin halunnut, mutta harvempaan. Ja ilokseni totesin, että viivasuorilta näyttää! En havainnut minkäänlaista kaarevuutta. Ainoa kohta kaarevuutta oli pienen paksun ceriumoksidikukkulan ihan ympärillä, missä todennäköisesti mentiin pintajännityksen alueelle. Hienoa. Koitin säätää viivoja vielä harvempaan, mutta viivat tihenivät ja sitten koko alusta nytkähti ja kadotin viivat enkä enää saanut näkymään uudestaan. Touhusin käsivaralta ja viivat katosivat ennen kuin ehdin yrittää ottaa kuvaa.

Täytyy keksiä jotain miten saisin tuon ceriumoksidin tasaisemmin vai onkohan minulla jotenkin liian epätasalaatuista ceriumoksidia? Tämä on jotain auton tuulilasin hiontaan tarkoitettua. Ja mikrometriruuvien alle pitää laittaa tallat. Betonia vasten ne välillä ottavat kitkaa ja nytkäyttävät koko alustaa liikaa. Kun saan nuo ratkaistua, uskon saavani kuvaakin. Mutta ilo oli saada näkyviin silmämääräisesti ihan suorat viivoitukset. Toisaalta Astro reflectin pääpeilin mittauksen synteettinen tähtitestikuva oli niin Spot on oikeaan tähtitestiin apupeili mukana verrattuna, että ei siihen oikein sopisikaan minkäänlaista havaittavaa apupeilivikaa. Jahuu.

[Lauri Kangas]

Mullakin tapahtui juuri tänään edistystä. Saapui tuo läpinäkyvä flätti, on nelituumainen ja ehkä reilu 10 milliä paksu, joten on kätevä käsitellä mutta täytyy tarkoissa mittauksissa tukea hyvin. Todistusta ei ollut mutta myyjä kehui lambda/20:ksi niin kai se on sitten uskottava.

Tein pikaisen testin laskemalla flätin 42-millisen apupeilin päälle ja sihtaamalla diffusoitua laseria käsivaralta yläviistosta. Viivoja näkyi heti, mutta laserin kanssa saa olla melko huolellinen ettei näkymä ole pelkkää epäselvää speckle-mössöä. Kontrasti ei ollut kummoinen, mutta sehän on odotettavissakin kun toisessa palassa on alumiinia ja toisessa ei. Viivoja on aika vaikea saada stillikuvaan, videossa näkyi vähän paremmin.

Samaa ongelmaa on ettei saanut viivoja tarpeeksi vähennettyä, mutta ehkä se siitä kun hankin kolmannen käden. Täytyy tehdä tästä setuppi jota pystyy valokuvaamaan helposti.

Kiinnostaa kovasti vesitestinkin kuvat, jos sellaiset onnistuu jossain vaiheessa.

[Ari Haavisto]

Ensimmäisestä pikakokeilusta viikonlopulta fiiliksiä. Ensin kun peiliä ei ollut samennettu, laserin peiliheijastus näkyy katossa kirkkaana pisteenä. Sen toisella puolen laserin heijastus vedenpinnasta ja toisella puolella paluuheijastus vedenpinnan sisäpinnasta takaisin peilin kautta ylös.




Sitten sekoittelin ceriumoksidia veteen ja koitin kaadella peilin päälle. Alla näkyy laser ja samennettu peili.



Nyt paluuheijastus katosi ja peilin ja vedenpinnan heijastukset ovat suunnilleen yhtä kirkkaita.


Säädin heijastukset päällekkäin. Tuo ceriumoksidi asettui tosi laikukkaasti ja rumasti peilin pinnalle.



No, natriumlamppu päälle ja linssin läpi sihtaamaan. Monovalossa tuo samennuksen epätasaisuus oikein korostuu. Kuvassa näkyvät tiheät rengasmaiset "äänilevyurat" ovat fresnel linssin rakennetta, eivät interferenssiviivoja. Tuolla ensimmäisellä yrityksellä en viivoja saanut näkymään.



Eilen sitten vaihdoin isomman astian. Samennuspinta oli entistä laikukkaampi. Mutta vedenpinta peilin päällä mahdollisimman ohut.



Teippasin myös lamppuun varjostinpahvin, jolloin sain sihdattua ihan lampun vierestä ohi peiliä.



Ja tällä kertaa interferenssiviivat näkyivät siis hyvin ja selvinä, paitsi paksumman ceriumoksidin kohdissa. Valitettavasti kuvaa ei saatu, koska mikrometriruuvin päät välillä purivat kitkalla sementtilattiaan ja koko alusta pyörähti mikrometriruuvin kärjen varassa sivulle ja säätö hukkui ennen kuin älysin ottaa kuvaa.

Seuraavaan kertaan laitan ruuvien alle muovilevyn palat, joissa öljytyt poterot ruuvin kärjille. Tällöin pitäisi säädön toimia nätisti. Ja ehkä laitan peilin päälle ensin paksun kerroksen vettä, jotta ceriumoksidi laskettuu tasaisemmin, ja sitten poistan vettä oikeaan paksuuteen. Ehkä sitten saadaan kuvaakin otettua ja säädettyä viivojen määrä sopivaksi, kun tuo säätö saadaan toimimaan.

Viivojen paksuus tarvinnee saada isoksi, jotta pääsen parempaan tarkkuuteen. Jos viiva vastaa 3/8 valoaaltoa, enkä paljain silmin havainnut kaarevuutta, olen taipuvainen uskomaan että tuo hyvinkin täyttää sen vähintään 1/8 aaltoa, jonka Mirrosphere lupaa. Olisi nyt tehnyt sen pääpeilin lupaamaansa tarkkuuteen ja mokannut tuon apupeilin, mutta ei...

[mistral]

Onko ceriumoksidi mahdollista suihkupullolla levittää? Jos se ei riko pullon pumppua ja suutin päästää litkun läpi niin tulee ikäänkuin maalattu levitys.

[hm]

Eikö peilistä heijastuvan valon intensiteettiä voisi vaimentaa sekoittamalla veteen tilkka mustetta tai muuta valoa vaimentavaa ainetta?

Hannu Määttänen

[Ari Haavisto]

Eikö peilistä heijastuvan valon intensiteettiä voisi vaimentaa sekoittamalla veteen tilkka mustetta tai muuta valoa vaimentavaa ainetta?

Hannu Määttänen

Tähän ideaan tartuin. Muste hiukan hirvitti, eikä heti tullut mieleen mistä sellaista tätä nykyä helposti saisi. Mutta ruokakaupassa oli mausteosastolla mustaa elintarvikeväriä ja päätin kokeilla.



Sekoitin pieneen vesimäärään ja kaadoin peilin päälle kun peili oli paksuhkosti upoksissa vedessä. Koko peili katosi ensin näkyvistä.



Mutta kun lapikoin vettä pois niin, että peilin päälle jäi vain ohuen ohut kerros, peili oli melko sopivan samennuksen peitossa. Edelleen peiliheijastus oli jonkin verran vesiheijastusta kirkkaampi, mutta uskoin että kontrasti riittäisi.



Leikkasin kolme lätkää leikkuulaudasta mikrometriruuvien alle. Tein senkkausterällä ruuvinpäille pienet poterot joihin laitoin laakerirasvaa. Nyt alustan tilttisäätö toimii silkinpehmeästi, alusta ei nyi mihinkään päin ja veden liplattelu asettuu parissa sekunnissa säädön jälkeen. Erinomaista.



Ja nyt melko nopeasti löysin interferenssiviivat, kun tiesin jo mitä etsiä. Tilttisäätö toimi nyt oikein hyvin ja sain viivat huomattavasti harvempaan. Valitettavasti viivat harventuessaan samalla löysivät inhottavan kaarevan muodon ja kun mikään katselukulman tai valon muutos ei asiaa auttanut, pahoin pelkään että tämmöinen tämä apupeilikin nyt on... Vasta jälkikäteen hoksasin, että kollimointilinssin olisi voinut telineineen kääntää eri päin ja katsoa muuttuuko mikään, jos sen asento jotain aiheuttaisi, mutta en kyllä usko tämän sieltä tulevan. Pah!

Mutta nyt saatiin kuvaakin. Napsin kännykällä käsivaralta.
Tässä ensin yksi käsittelemätön räpsy. Aika lailla tältä näytti paljaalla silmälläkin.



Ja sitten venytelty kuva, jotta hiukan olisi enemmän kontrastia



Ja sitten vielä tämmöinen jossa näkyy heijastuksena näpeissäni oleva kännykkä ja natriumlamppu.



Nyt taas pientä tuumausta ja sitten uusi testi kunhan hiukan mietitään ensin. Ja 400:n apupeili pääsee seuraavaan kierrokseen myös.

[Lauri Kangas]

Tuopa peili Hauholle niin voidaan vilkaista tuleeko 4" kokoisella alueella sama havainto viivojen käyryydestä. Toisena testinä voisi koittaa autokollimaatiota tuon mun 6" flätin ja jonkun tunnetusti hyvän linssiputken avulla niin, että vertaa suoraan läpi katsottua ja tuon apupeilin kautta heijastettua ronchia.

Ilman pientä mutustelua ei ehkä vielä kannata vetää tuosta testistä liikaa johtopäätöksiä ennen kuin on kunnon näppituntuma mikä kaikki saattaisi onnistua menemään mittausjärjestelyssä pieleen ennen kuin suoran tason saa tuottamaan suoria viivoja.

Kannattanee testata myös kaikkien lähistöltä löytyvien kulmapeilien käytös, varsinkin sellaisten joiden kyljessä lukee joku lambdan murto-osa.

[Ari Haavisto]

Tänään jatkoin vesitestin ihmettelyä. Itsekin olen taipuvainen ajattelemaan, että joku glitchi testisetupissa tai -proceduurissa tuntuisi todennäköiseltä. Noin suurta apupeilin virhettä ei vaan yksinkertaisesti enää oikein mahdu jo todettujen pääpeilin virheiden kaveriksi, jotta tähtitestikuvat ja oikeat planeettakuvat voisivat olla sellaisia kuin olivat. Niinpä tutkimaan.

Ensin laitoin apupeilin jo heti aamusta vesiastiaan, että lämpötilat varmasti ovat tasan. Vesi ja apupeili ovat olleet koko ajan samassa tilassa, mutta eri paikoissa, jolloin jotain lämpötilaeroa saattaisi olla. Sitten tällä kertaa kiertelin kameran kanssa eri asentoihin ja katsoin muuttuuko kuvio ja otin videotakin.

Tuo astiassa lämmön tasaaminen saattoi hiukan rauhoittaa väreilyjä, interferogrammin muoto oli hiukan säännöllisempi, mutta edelleen puolessa välissä peiliä oli tuo voimakas taive. Mikään kameran kanssa liikuskelu ei tuohon auttanut. Mutta viivat ovat nyt suorat molemmin puolin tuota kinkkiä. Tuo ei nyt oikein tunnu järkevältä muodolta peilille.

 

No, laitoin astiaan sitten 400P:n apupeilin. Sen päällä vedenpinta ei rauhoittunut millään, vaan jatkoi koko ajan aaltoiluaan. Ikäänkuin jokin heiluttaisi astiaa koko ajan tai jokin ilmavirta puhaltaisi veteen, mutta mikään ei ollut muuttunut tällä välin. Luulen, että peili oli vaan niin paljon lämpimämpi ylempänä pöydällä oltuaan, ja kyseessä oli lämpövirtaus tai jokin muu vastaava juttu. Sain kuitenkin kuvaa ja videota ja välillä kuvio hiukan rauhoittui. Ja kas kummaa, 400P:n apupeilissäkin oli samankaltainen kinkki! Liian suuri sattuma, jokin testisetupissa tuon varmaankin aiheuttaa.




No, 400P:n apupeilistä sain myös toisensuuntaisen viivaston kuvaan ja vaikka lämpövirtaus tai mikälie aaltoilutti kuviota, näinpäiset viivat näyttivät suorilta, mutta kallistuivat hiukan eri suuntiin "kinkin" eri puolilla, eli kinkki näkyy tavallaan tässäkin.




Tässä kohtaa vahingossa potkaisin alustaa ja suuntaukset menivät keturalleen ja päätin lopettaa tältä erää ja miettiä taas hiukan. Kun tutkiskelin kuvia, yksi hypoteesi kuitenkin syntyi: Alla olevassa kuvassa näkyy 600:n apupeili ja fresnel linssi sen päällä. Kuviossa on vain muutama viiva ja tuo taitos näkyy hyvin. Tuossa näkyy myös, kuinka fresnel lepää neljältä reunalta pienten vaneriliuskojen päällä, jotka on ruuvattu tuon puukehikon alapintaan. Tuo interferogrammin taitos sopii aika hyvin linssin (kuvassa) vaakakannatuspisteiden linjaan. Jos (kuvassa) pystykannattimet ovat hiukan alempana tai ylempänä, ehkä ohut muovinen fresnel linssi taipuu oman painonsa alla vaakakannattimien tai pystykannattimien varassa ja tuottaa tuon taitoksen. Jos olisin pyöräyttänyt kehikkoa 90 astetta, ehkä kinkki pyörähtäisi mukana? Kokeiltavaa siis seuraavaksi kerraksi. Muuta aiheuttajaa en oikein vielä keksi.

[Lauri Kangas]

Kuinka lähellä olet tuon fresnelin polttotasoa? Tuleeko varmasti joka puolelle kenttää kohtisuoraa heijastusta?

Löydät tarkan polttotason etäisyyden linssistä helposti kun laitat fresnelin minkä vain tasopeilin päälle ja heilutat jotain pientä valoa ja varjostinta sen yllä. Kun saat valonlähteestä tarkan kuvan yhtä korkealla olevalle screenille, olet sillä korkeudella jolta mittaukset on havainnoitava.

[Ari Haavisto]

Kuinka lähellä olet tuon fresnelin polttotasoa? Tuleeko varmasti joka puolelle kenttää kohtisuoraa heijastusta?

Löydät tarkan polttotason etäisyyden linssistä helposti kun laitat fresnelin minkä vain tasopeilin päälle ja heilutat jotain pientä valoa ja varjostinta sen yllä. Kun saat valonlähteestä tarkan kuvan yhtä korkealla olevalle screenille, olet sillä korkeudella jolta mittaukset on havainnoitava.

Laitan jossain välissä videon, jossa heilun edestakaisin ja ylös ja alas polttotason ympärillä. Tässä metodissa viivat ei näy kuin pienehköllä alueella oikean kohdan ympärillä, jonka löytää kun tietyt heijastukset/kuvajaiset paisuu ja flippaa polttopisteen yli. Ei noiden viivojen muoto muutu sillä alueella millä ne näkyy.

Tänään käänsin vesiastiaa ja siten peiliä 90 astetta suhteessa fresneliin ja itseeni ja kokeilin kiertyykö viivojen muotovirhe mukana. Kiertyi peilin mukana. Edelleen interferogrammi on sitä mieltä, että peilin keskellä on taitos eli/tai peilissä on poikittainen sylinterimäinen muoto. Viivojen näkyessä painelin, vääntelin ja kääntelin fresneliä, mutta se ei viivoihin vaikuttanut havaittavissa määrin. Siitä tuo ei siis tule. Myöskään mikään tanssi eri asentoihin tai korkeuksille peilistä ja fresnelistä ei asiaa tuntunut muuttavan. Ihan oikeasti tuo testi siis edelleen viittaa taitokseen apupeilin keskellä. Alla pari kuvaa.




Kun molemmissa peileissä (600:n 130mm ja 400:n 100mm) tuo sama taite näkyy viivojen ollessa pituusakselin suuntaisia ja sitten taas poikkiakselin suuntaisena ollessaan viivat ovat suoria ilman taitosta, mutta eri kulmassa toisiinsa keskikohdan eri puolilla, tuo kyllä olisi johdonmukainen tulos jos molemmat peilit ovat taitoksella keskeltä. Jos tuo olisi joku kosinivirhe testisetupissa, se näkyisi isossa apupeilissä myös poikkisuunnassa, sillä se on poikkisuuntaan samaa mittaluokkaa kuin pieni peili pituussuuntaan. Ja miten testisetuppiin saa virheen, joka vastaa taitoksellista peiliä, kun kerran fresnelin taivuttelu ei vaikuta. En kertakaikkiaan keksi mitään.

No, jos sitten oletetaankin että tulos on todellinen ja molemmat peilit on taitoksella keskeltä, miten sellainen sattuma olisi mahdollinen? Joku siellä varmasti jo teroittaakin näppäimistöään vastatakseen, että se johtuu siitä, että itsepäisesti olen liimannut molemmat peilit samalla tavalla silikonilla pitimeensä ja se vääntää peilit kinkille. Niin uskomatonta kuin se minun mielestäni onkin, aion tutkia tuonkin mahdollisuuden. Irrotan ison peilin pitimestään ja katsotaan muuttuuko mikään, sittenhän se tiedetään.

Niin ja tuolla nurkassa on vielä 300mm F5 putki, siitäkin voisi napata apupeilin irti ja katsoa mitä se sanoo. Se taitaa olla alkuperäisellä Syntan kaksipuoleisella teipillä kiinni pitimessään.