Tasopeilin valmistus

[Wezen]

Tässähän idea on ilmeisesti se, että kun katsotaan pallopeiliä tasopeilin kautta, tasopeilin virheet näkyvät samalla tapaa kuin samanlaiset virheet pallopeilissä, kaksoisheijastuksen takia vain kaksi kertaa voimakkaampina. Ronchi-viivojen tulkinta on ainakin minulle vaikeaa, viivan kaarevuus ei näytä suoraan pinnan muotoa vaan pinnan kaarevuuden muutosta tai jotain sellaista. Minulla ainakin loppuu geometrinen intuitio usein kesken, mutta onneksi on kirjoja, joissa on mallikuvia yms.

Tässäkin tapauksessa pohdinnan jatkuessa ja kirjan käteen otettua tasopeilissä olisi keskellä kuoppa ja reunat koholla. Liekö tämäkään lopullinen totuus.

Usein selviää vasta, kun jatkaa kuluttamalla tietoisesti peilin jotain vyöhykettä ja katsoo, miten viivat muuttuvat.

[Wezen]

Jos katsoo projektin lähtökohtaa, eli ellipsin leikkausta ensin irti ja hiontaa kolmen jälleen kootun pyöreän kappaleen avulla, on tullut ilmi työtavan ilmeinen heikkous:

Kuten alussa mainitsin, piellä kootut kappaleet liukuvat hiljalleen toisistaan eroon ja reunapalat karkaavat myös ellipsiä alemmas. Nyt kun kaikki kolme kappaletta ovat saaneet hieman kiiltoa, on todettavissa, että hionnan jälkeen ne ovat sinänsä olleet lähellä tasoa, yksi hieman kupera, toinen kovera, mutta kaikissa pinnan muoto on sellainen, että keskellä on kuoppa ja reunat ovat koholla eli reunapalojen hitaan alta pettämisen takia reunat ovat saaneet vähemmän käsittelyä.

Pitääpä katsoa, pitäisikö kiillotuspiki muotoilla reunoja enemmän työstäväksi vai onko riittävästi tehtävissä kiillottamalla työkalu päällä pitkillä työnnöillä. Jälkimmäinen lisää taipuneen reunan riskiä - luulen minä.

[Timpe]

Tästä hommasta voinee jo sanoa, että harrastuksena on optiikan valmistus (liittyen väljästi tulevaan tähtiharrastukseen) 
On meinaten pakko olla kiinnostusta lasin työstöön, sillä muutoin ei näin työlästä muotoilutyötä pystyisi perustelemaan. Toisaalta tuollaisen projektin läpi käyneenä voikin sitten jo paukutella henkseleitään tyyliin "Teinpä tässä kaukoputken kokonaan itse..." ( samalla kun me laiskemmat lintsarit hankimme optiikan valmiina kaupasta).
Kysymys: entä jatkuuko projekti tuon jälkeen perinteitä kunnioittaen okulaarien valmistuksella?

[Wezen]

Tämä oma rakennusura on jatkunut parikymmentä vuotta, tuotokset on vähäiset, kun ei tule kaupalliseen tarkoitukseen. Hommaa ruokkii lähinnä vaativuusasteen nousu, ei ainakaan taloudellinen etu. Lasin kihnutuksen lisäksi tarjolla on kosolti aivojumppaa. Seuraavaksi ehkä hyperbolinen apupeili Cassegrainin apupeiliksi, helppoja linssejä kuten Lurie-Houghtonin korjauslasit... Siitä kivaa hommaa, että ei tosiaan haasteet lopu. Mennyt talvi oli niin pilvinen, että rakenteluharrastus oli tosiaan tarpeeseen, ettei koko harrastus unohdu, kun ei pääse havaitsemaan.

Komakorjaimia tms. on tullut tutkittua rakenteluprojektia ajatellen, okulaareja en oikein ole innostunut ajattelemaan Naglerin yms. läpi katsottuani. Niissä on vaikea päästä kaupallisten konstruktioiden ja laadun tasolle.

Ei tässä mitään "järkeä" ole eikä näistä harrastuksista tavallisille tallaajille paljon viitsi puhua  .

[al]

Itsekkin pakko otaa kantaa tuohon lasin kihnutukseen. Monta kertaa lähipiiristä kuulunut eriäviä kommentteja harrastukseeni, kun ei taida montaa kihnuttajaa olla enää. Se on minunkin mielestät juuri noin, että aivojumppaa joutuu harrastamaan, ja jos jonkin kohdan saa hyvin onnistumaan, niin hyvä juttu. Itse haluan yrittää mielummin tehdä erikoisemman pienemmän putken, kuin puolen metrin Newtonin. Jo sen takia, että varastointi veisi tilaa enemmän. Lähinnä tämä on työn vastapainoa, kun pääsee myös käsin tekemään, ja näkee valmistakin tavaraa. Eikä tästä tosiaan ole kaupallista hyötyä. Ja jos joskus ehtisi taivaallekin katsomaan.

Itse viimeaikoina olen kokeillut ns. "Flexed Mirror" systeemiä. Katsotaan, mitä tuosta tulee. Mielenkiintoista kuitenkin.. onko järkeä..?

[Timpe]

Monta kertaa lähipiiristä kuulunut eriäviä kommentteja harrastukseeni, kun ei taida montaa kihnuttajaa olla enää.

Juu, näin se vain menee (valitettavasti). Optiikan hiojat alkavat olemaan katoavaa kansanperinnettä; aivan kuten suomalaiset sellunkeittäjät muutaman vuoden kuluttua... 
Useimmilla ei taida olla aikaa (lue: halua) tai ihmisluonteen pitkäjänteisyyttä noin vaativaan ja kärsivällisyyttä vaativaan harrastukseen. Nostan siis virtuaali-hattua niille, jotka sinnittelevät harrastuksen parissa, josta ulkopuoliset tipahtavat laidan yli ensimmäisen viiden minuutin aikana.

Ei tässä mitään "järkeä" ole eikä näistä harrastuksista tavallisille tallaajille paljon viitsi puhua  .

Tarvinneeko tuossa harrastuksessa olla järkeä sen enempää, jos homma tuottaa onnistumisen elämyksiä ja mielihyvää tekijälleen? 

[al]

Kyllä näin varmaan on, että optiikan hiojat alkavat olla katoavaa kansanperinnettä. Sellunkeitosta en tiedä juuri mitään, mutta olipa kansanperinne mikä tahansa, niin eikös sitä kannata ylläpitää? Ja optiikan tekeminen ei ole loppujen lopuksi vaikeaa. Kysymys on vain, kuinka korkealle omat tavoitteet asettaa. Ihan pakko on myöntää, että välillä on mennyt omat optiikat ihan päin prinkkalaa, mutta sehän vain karasee luonnetta. Eikun lasi uudestaan pyörimään ja miettimään, mitä tuli tehtyä väärin. Yleensä koitta päivä, jolloin homma on pulkassa.

Toivotaan, että optiikan tekijöitä löytyy vielä.

T: Aki

[Wezen]

Projekti on hiljalleen jatkunut helpoimman eli ehjän 1. kappaleen muotoilulla. Näyttäisi siltä, että samaan aikaan tulee korjata kuperuutta/koveruutta ja suoristaa viivoja kohti pallopintaa eli lopulta pallopintaa, jolla on hyvin suuri kaarevuussäde. Kun viivat ovat Ronchilla katsoen melko suoria, saa Ritchey-Common testissä näkyviin ja fokusoitua yhdestä kirkkaasta ja useasta himmeämmästä viivasta koostuvan symmetrisen diffraktiokuvan. Kuva on toisella puolella testissä käytettävän pallopeilin kaarevuussädettä pystysuora ja toisella vaakasuora ja näiden kahden fokusten etäisyydestä voi laskea testattavan peilin kaarevuussäteen Texereaun kaavojen mukaan. Omalla tasopeililläni fokusten ero oli eilen 3 mm, tasopeilin kaarevuussäde siitä laskettuna n. 4 km ja pinnan kaarevuudesta tuleva virhe 1 lambda. Tätä on lähestytty pikkuhiljaa ja ilman töppäilyjä kiillotusta tarvitaan vielä noin 1/2 tuntia, jos Ronchi-viivat onnistuu pitämään suorina. Tämän peilin lähtömuoto oli kupera ja loppujen lopuksi tasoa on parhaiten onnistunut lähestymään pitkillä työnnöillä peili päällä varioiden hieman työnnön pituutta ja sivuttaisliikettä (W-työntö) riippuen siitä, onko peilin keskustaan pyrkinyt syntymään kohoumaa tai kuoppaa.

Tarkan R-C -testin ja mittauksen teko on vaikeaa, jos peilissä on paljon pallosta eroava muoto - vyöhykevirhettä tms., koska diffraktiokuvia on vaikea fokusoida. Koveruus/kuperuus selviää kyllä helposti.

[Wezen]

No reilu puoli tuntia tuli muotoilua vielä, keskelle kasvanutta kumparetta piti vähän peukalolla nitistää, sellaisesta tulee aina vähän aallokkoa helposti tulokseksi, mutta hävisihän tuo pikialustaa vasten muuten kiillottaessa.

R-C -testissä peili näyttää tasomaiselta. Testin herkkyys lisääntyy, kun tasopeilin kulmaa pienennetään, mutta tässä tapauksessa diffraktiokuvat menevät tällöin muusiksi. Epäilen syyn olevan siinä, että peilin takapinnan heijastus häiritsee. Käytän laserdiodia valolähteenä kappaleiden suuntauksessa ja siitä näkee, että kun kulma pienenee, menevät eri heijastukset päällekkäin. Pelkästään R-C -testiä käytettäessä kannattaisi peilin takapinta ilmeisesti hioa mataksi.

Ronchi-kuvat ovat nyt aika lähellä mittauksessa käytetyn pallopeilin (Väisälän optiikkapajan peili, jonka olen historiallisista syistä hankkinut) kuvia, tasopeili nollaa testipeilin keskellä olevan montun / loivat reunat, mutta koska en ole aivan varma, onko peilissä vielä kuperuutta / koveruutta, en lähtenyt vielä korjaamaan.

Kappaleet 2 ja 3 menevät työn alle seuraavaksi ja lopuksi voin tehdä interferenssitestiä kaikkien kolmen kesken ja ehkä saada vielä tarkemman käsityksen muodosta.

Kyllä tasopeiln teko on yllättävän vaikeaa. Yhtä aikaa pitää saada muoto ja "polttoväli" just kohdalleen. Muotoilussa tämä tietää haasteita, koska muodon ja kuperuuden/koveruuden vaatima kikka ei välttämättä ole sama ja toinen voi mennä poskelleen toista korjatessa.

Kuvista näkee, että aluminoimattoman tasopeilin kaksoisheijastus syö valoa ja kamerassa joutuu käyttämään korkeaa herkkyyttä ja pitkää valotusaikaa (=kohinaa). Valolähteinä on superkirkas ledi ja Teknofokuksesta saatu risa laserdiodi, joilla saa aika kirkkaan valon. Miten lie menneiden aikojen optikot tässä mielessä selvinneet  ?

[Wezen]

Ensimmäinen kokeilu interferenssitestillä tehty. Kappaleen 2 muoto vaikuttaa alkuvaiheessa aika epämääräiseltä, mutta mahdollista syytä siihen pohdiskelin jo aiemmin. Kappaleen 3 kiillotus on vielä enemmän vaiheessa, pinta on vielä osin sameakin. Interferenssiviivat pompsahtavat kuitenkin helposti näkyviin. Kappale 1 toimii parina molemmissa kuvissa.

[Wezen]

Rakensin interferometrin Newtonin renkaiden katseluun ja kuvaamiseen. Meinasin ensin tehdä ihan oikean laitteen, mutta sitten älysin kotoa löytyvän kaapin, jossa on kaksi lasihyllyä. Kallistin alemman 45 asteen kulmaan ja laitoin kasvilampun (elohopeapurkauslamppu) ylemmän päälle. Ylemmän lasin tehtävä on UV-valon suodatus, alempi heijastaa kuvan sivuun katseltavaksi. Diffuseri on huono (leivinpaperi), mutta ihan hyvin renkaat tulevat näkyviin. Toinen kuva on otettu vihreän suotimen läpi. Elohopealampun säteily on enimmäkseen sillä seudulla ja taitaa kontrasti hieman parantua, ainakin katsellessa. Natriumpurkauslamppu olisi paras, siitä saa käytännössä monokromaattista valoa. On hakusessa. Diffuuserikin pitäisi tehdä parempi - hioa lasinkappale mataksi.

[allar]

Kerrohan Wezen jos löydät jostakin noita Natrium-lamppuja. Itselläni on valmiiksi rakennettu koppi jossa mataksi hiottu lasi diffuserina ja puoliläpäisevä peili 45 asteen kulmassa katselua varten. Hyvä valolähde kuitenkin puuttuu. Yritin ensin viidellä suurteho ledillä jotka emittoi hyvin kapealla spektrileveydellä, mutta ne eivät oikeen toimineet 

[Wezen]

Juu, ledistä puuttuu potkua, kasvilamppu on 80 W tehoinen. Olen vähän kysellyt romuvalaisimia natriumputkille, jos löytyy, löytyy varmaan useampia. Natriumputkia sinänsä saa sähköliikkeistä, tehot 35-180 W, hinta muutama kymppi, kuristimet, lampun kannat tms. voi olla vaikeampia. Katsotaan, jos onnistaa.

Kasvilamppukin toimii ihan hyvin. Puoliläpäisevä peili ja kunnon diffuuseri olisivat varmaan tärkein parannus.

[tidzu]

Luin tekstisi äskettäin... Hieno projekti. Kumpa olisi itselläkin tarpeeksi sisua alkaa hiomaan lasia :D (Ja taitoa.) Siitä juolahtikin mieleen koneet, ja miten niitä voisi tehdä itse... Sitten päähäni tuli hullu ajatus sellaisseesta isosta taikinanvatkauskoneesta (mikälie)... Siis sehän pyörittää pyörivää osaa. (ymmärtääkseni peilinhionnassa sen pitää olla niin.) Muokkaa vaan jotenkin sitä niin, että siihen saisi pidemmän axelin, sitten vaan kiekot paikoilleen ja pyörimään.

Ei sillä, että alkaisin yrittämään tuota... tuli vaan mieleen  Eli älkää luulko minua hulluksi :'D

[Wezen]

Ajatus valmistaa apupeili itse lähti liikkeelle epäilyksestä kaupallisten apupeilien laadun tasosta. Kun on saanut Newton pääpeilit alkamaan onnistumaan alle 1/10 aallon tarkkuudella, tuntuu turhalta pilata koko optiikka huonolla apupeilillä. Tämä näyttää vahvistavan epäilyn:

http://www.loptics.com/ellipticals.html

Kaveri on muuten tainnut ponnistaa ATM-pohjalta ammattilaiseksi kaupallisia kaukoputkia korjaamaan ja erikoisempia tilaustöitä toteuttamaan.

Valmiiksi elliptisiksi leikattujen peilien muotoilu on osoittautunut aika haasteelliseksi, mutta en ihan vielä luovuta. Linkin kaverikin korjailee elliptisiä peilejä sellaisenaan.

Kolmannesta pyöreästä kappaleesta muotoutuu toivottavasti lopuksi referessitasopeili, jonka muoto tulee tunnetuksi. Silläpä voi sitten helposti tarkastaa muutaman käytössä olevan kaupallisen apupeilin laadun.