Foucaults knivseggstest
Foucaults knivseggstest är ett optiskt test för att noggrant mäta formen på konkava böjda speglar . Det används ofta av amatörteleskoptillverkare för att räkna ut primära speglar i reflekterande teleskop . Den använder en relativt enkel, billig apparat jämfört med andra testtekniker.
Översikt
Foucaults knivseggstest beskrevs 1858 av den franske fysikern Léon Foucault som ett sätt att mäta koniska former av optiska speglar. Den mäter spegelytans dimensioner genom att reflektera ljus i en knivsegg vid eller nära spegelns krökningscentrum. För att göra det behöver den bara en testare som i sin mest grundläggande 1800-talsform består av en glödlampa , en bit aluminiumfolie med ett nålhål i och ett rakblad för att skapa knivseggen. Testanordningen är justerbar längs X-axeln (knivens skärriktning) över Y-axeln ( optisk axel ), och är vanligtvis utrustad med mätbar justering till 0,001 tum (25 µm) eller bättre längs linjer parallella med den optiska axeln. Testet kan mäta fel i en spegels krökning till bråkdelar av ljusets våglängder (eller Ångström , miljondelar av en tum eller nanometer ).
Grunderna i Foucault-testet
Foucault-testning används ofta av amatörteleskoptillverkare för att räkna ut primära speglar i reflekterande teleskop . Spegeln som ska testas placeras vertikalt i ett stativ. Foucault-testaren sätts upp på avståndet från spegelns krökningsradie (radien R är två gånger brännvidden.) med nålhålet på ena sidan av krökningscentrum (en kort vertikal slits parallell med kniveggen kan användas istället av nålhålet). Testaren är justerad så att den återkommande strålen från hålets ljuskälla avbryts av kniveggen.
Om man tittar på spegeln bakom kniveggen visas ett mönster på spegelytan. Om spegelytan är en del av en perfekt sfär, verkar spegeln vara jämnt upplyst över hela ytan. Om spegeln är sfärisk men med defekter som stötar eller fördjupningar, verkar defekterna kraftigt förstorade i höjdled. Om ytan är paraboloid ser spegeln vanligtvis ut som en munk eller pastill, även om det exakta utseendet beror på kniveggens exakta position.
Det är möjligt att beräkna hur mycket spegelytan liknar en perfekt parabel genom att placera en Couder- mask, Everest pin stick (efter AW Everest) eller annan zonmarkör över spegeln. En serie mätningar med testaren, som hittar krökningsradier för zonerna längs spegelns optiska axel (Y-axeln). Dessa data reduceras sedan och plottas mot en ideal parabolkurva.
Andra testtekniker
Ett antal andra tester används som mäter spegeln i krökningscentrum. Vissa teleskoptillverkare använder en variant av Foucault-testet som kallas ett Ronchi-test som ersätter kniveggen med ett gitter (liknande ett mycket grovt diffraktionsgitter) som består av fina parallella trådar, en etsning på en glasskiva, ett fotonegativ eller datortryckt transparens . Ronchi-testmönster matchas med standardspeglar eller genereras av dator.
Andra varianter av Foucault-testet inkluderar Gaviola- eller Caustic-testet som kan mäta speglar med snabbt f/ratio mer exakt än Foucault-testet som är begränsat till ungefär (λ/8) våglängdsnoggrannhet på små och medelstora speglar. Det kaustiska testet kan mäta större speglar och uppnå en (λ/20) noggrannhet från vågtopp till dal genom att använda ett teststeg som justeras från sida till sida för att mäta varje zon på varje sida av spegeln från mitten av spegeln. dess krökning.
Dall -nolltestet använder en plankonvex lins placerad en kort bit framför hålet. Med korrekt positionering av linsen ser en parabolisk spegel platt ut under testning istället för munkformad så att testningen är mycket enklare och zonmätningar behövs inte. [1]
Det finns ett antal interferometriska tester som har använts, inklusive Michelson-Twyman- och Michelson -metoden, båda publicerade 1918, Lenouvel-metoden och Fizeau- metoden . Interferometriska tester har gjorts mer överkomliga de senaste åren av prisvärda lasrar, digitalkameror (som webbkameror) och datorer, men är fortfarande i första hand en industriell metod.
Se även
- Schlieren fotografering
- Luftig disk
- Amatörteleskoptillverkning
- Vinkelupplösning (se Vinkelupplösning#Förklaring för diskussion av Rayleigh-kriteriet)
- Diffraktionsbegränsat system
- Huygens–Fresnel-principen#Enkelslitsdiffraktion
- Tillverkning och testning av optiska komponenter
- Nollkorrigerare
- Strehl-förhållande
- Harbour, David A (juli 2013). William J Welker (red.). Understanding Foucault: A primer for beginners (2nd edition) . Sapphire Publications. ISBN 978-1-62374-003-0 .
- Texereau, Jean (1984). Hur man gör ett teleskop (andra engelska upplagan) . Richmond, VA: Willman-Bell. ISBN 0-943396-04-2 .
- Thompson, Allyn J (15 april 1947). Att göra ditt eget teleskop . Cambridge, MA: Sky Publishing. ASIN B0007DK32U .
Vidare läsning
- L. Foucault, "Description des procedees employes pour reconnaitre la configuration des surfaces optiques," Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, Paris , vol. 47, sid. 958-959 (1858).
- L. Foucault, "Mémoire sur la construction des télescopes en verre argenté," Annales de l'Observatoire impériale de Paris , vol. 5, sid 197-237 (1859).
