Faceți-vă singur masca apodizantă

Autor postat: mp »11/11/2012 10:00

Realizarea unei măști apodizante

Introducere

Din întâmplare, am dat peste această mască, care este folosită mai ales de stelele planetare și binare. În timp ce navighează pe net, opiniile sunt împărțite, unii spun că sunt geniali, alții spun că nu sunt mai buni decât un filtru mediu de culoare sau un filtru neutru. Și aici am ridicat-o odată, opiniile mai degrabă negative erau majoritare - bineînțeles că nimeni nu a încercat vreodată. Am uitat chiar de asta o vreme, dar în ultima vreme mi-a venit din nou în minte faptul că Jupiter merge din nou destul de sus noaptea și am decis că nu mă voi baza pe părerea nimănui, aș prefera să merg după mine definitiv sau nu. Această postare arată cum să faci o astfel de mască, acoperind teoria funcționării, și apoi voi descrie experiența mea practică.

Scopul măștii de apodizare (mască de apodizare sau filtru de apodizare) este de a îmbunătăți contrastul, îmbunătățind paradoxal imaginea văzută în timp ce deteriorează detaliile imaginii. Acest lucru se realizează cu o întunecare specială, adică degradăm în mod intenționat imaginea telescopului în timp ce obținem o imagine mai bună în practică, deși numai în mijlocul câmpului vizual, cu aproximativ doi Jupiter în diametru. Restul imaginii devine practic inutilizabil. Poate fi cel mai util pentru sistemele ascunse - așa cum vom vedea aici, imaginea obținută este mai proastă din cauza difracției decât pentru binoclul obscur - dar aș dori, de asemenea, să cunosc experiența proprietarilor acestora din urmă.

Cum funcționează masca

Pentru a înțelege cum funcționează masca, trebuie să analizăm puțin conceptele optice, cum ar fi difracția Fresnel, discul Airy, rezoluția, inelele de difracție și așa mai departe. Deoarece nu sunt familiarizat în mod deosebit cu optica, nu garantez că va acoperi perfect realitatea despre care scriu peste tot, dar nu este nevoie să aprofundezi prea mult misterele opticii pentru a-mi da seama de ce acest lucru puțin cunoscut masca funcționează. În orice caz, dacă faceți o eroare materială undeva, nu ezitați să o corectați!

În primul rând, este important să știm că imagistica și rezoluția binoclului nostru - adică cât de mici detalii putem distinge cu el - este foarte influențată de diametrul său și de tot felul de lucruri care atârnă în câmpul nostru vizual, inclusiv capătul liber al delimită câmpul nostru vizual). Diametrul binoclului are un efect pozitiv asupra rezoluției: cu cât diametrul este mai mare, cu atât este mai bună rezoluția binoclului. Un grafic al intensității luminii unui fascicul de lumină care intră într-o gaură este prezentat în această figură:

Forma de undă medie, cu cea mai mare amplitudine atrage steaua însăși (sau un detaliu asemănător unui punct pe o planetă). Se poate observa că nu este asemănător unui punct, ci de o grosime dată, adică imaginea stelei nu va fi asemănătoare punctului în realitate, ci un mic disc care își pierde brusc strălucirea spre margine - acesta este numit discul Airy. La diametre mai mari, acest vârf de ondulație este mai îngust (discul Airy este mai mic) deoarece circumferința marginii tubului difractiv nu crește proporțional cu diametrul suprafeței optice: adică, pentru o optică relativ mică, marginea tubului valurile de lumină „se blochează” în jantă, schimbându-se astfel) raportul este mare față de dimensiunea opticii, în timp ce scade cu optica mare. Acest lucru poate fi văzut cu ușurință prin compararea diametrelor și perimetrului a două deschideri diferite.

Deci, la diametre mari, vârful undei centrale este mai îngust, discul Airy este mai mic și, din moment ce o imagine, precum pixelii de pe monitor, este, de asemenea, alcătuită din pixeli, imaginea unui detaliu atât de mic rezolvabil va deveni, de asemenea, mai mică diametrul crește. Adică, în timp ce cu optică mică, discurile Airy sunt relativ mari, se spală împreună pe o suprafață mare, astfel încât imaginea rezultată este mai moale, mai puțin contrastantă, mai puțin detaliată. Cu optica mare, pe de altă parte, discurile Airy se spală împreună pe o suprafață mică, mai mică, oferind imaginii mai multe detalii - creșterea rezoluției.

Privind din nou graficul de mai sus, se vede că nu numai valul mare central este generat datorită împrăștierii luminii, ci și un număr de mici de lângă acesta, până când valurile se sting încet și se atenuează. În difracție n. cunoaștem imagini de ordinul întâi, ceea ce înseamnă că se formează o imagine centrală, originală (aceasta este imaginea de difracție de ordinul 0), care va fi de fapt obiectul văzut în sine, apoi primul, al doilea, al treilea etc. sunt create în dreapta și în stânga acestuia.ordonați imagini de difracție. Acestea sunt deja fascicule de lumină deviate care, în cazul luminii albe, se descompun de fapt în componentele lor, ceea ce înseamnă că vor etala culorile curcubeului. Acestea sunt de fapt spectrele sursei de lumină, care se estompează. Astfel de imagini de difracție pot fi produse cu ușurință cu o prismă, o rețea de difracție și, mai simplu, un simplu disc cd/dvd. Nu aș intra în special în acest sens, există multe descrieri ale construcției „spectroscopului cd” pe internet.

Deci, înapoi la forma de undă: aceste unde de amplitudine descrescătoare determină așa-numitele inele de difracție, care sunt cercuri concentrice de luminozitate slabă, descrescătoare, care apar în jurul imaginii stelelor focalizate. Cu optica mai mică, aceste unde mai mici sunt, de asemenea, mai late, astfel încât inelele de difracție sunt chiar mai vizibile decât acestea, în timp ce la optica mai mare această atenuare are loc destul de „rapid”, ceea ce înseamnă că, cu optica mare, de multe ori cu greu puteți observa ceva în jurul imaginii stele . Deși detaliile imaginii sunt controlate în mare parte de dimensiunea discului Airy, contrastul este degradat semnificativ de aceste inele de difracție, care se îmbină și în imaginea văzută.

Este important ca nu numai marginea tubului să provoace difracție, ci și orice altceva care atârnă în calea luminii: oglinda auxiliară este principalul vinovat, deoarece obscurează cel mai mult, circumferința sa este destul de mare. De asemenea, provoacă difracție în suportul oglinzii auxiliare - într-un post ulterior, la introducerea construcției măștii hexagonale, voi sublinia că acest lucru va provoca un model diferit de difracție și vom analiza cauza, dar provoacă și difracție în marginea de focalizare a tubului sau chiar în tub - acest lucru se poate întâmpla în principal cu proprietarii de Dobson.

Așa că am ajuns la punctul în care înțelegem deja ce cauzează deteriorarea contrastului imaginii, este doar o chestiune de eliminare. Adică avem nevoie de ceva pentru a stinge aceste mici valuri. Ceva care cauzează pierderea luminii chiar acolo unde sunt aceste unde mici. Ceva care să minimizeze difracția cauzată de janta tubului.