Jump to content

Potrzebne napylenie lustra SCT 127mm!


Recommended Posts

- Al pokryte SiO - wypada w sumie nieźle i niewiele gorzej niż Al, tzn. zanim Al pokryje się Al2O3.

Podsumowując, wychodzi na to, że powłoki zabezpieczające naszych aluminiowych luster są z SiO.

 

Szkło pokryte warstwą Al ma wsp. odbicia ~86%. Po nałożeniu kwarcowej warstwy zabezpieczajacej SiO2 wsp. odbicia wzrasta do około 91-92%. Takie też lustra znajdują sie w większości sprzedawanych obecnie teleskopów.

Link to post
Share on other sites
Szkło pokryte warstwą Al ma wsp. odbicia ~86%. Po nałożeniu kwarcowej warstwy zabezpieczajacej SiO2 wsp. odbicia wzrasta do około 91-92%. Takie też lustra znajdują sie w większości sprzedawanych obecnie teleskopów.

Jesteś pewien, że nie na odwrót? Nałożenie dodatkowej warstwy (SiO) będzie raczej powodować dodatkowe straty (rozpraszanie, przejście przez dodatkowy ośrodek). Z materiałów, które wyżej opisywałem, wynika, że czyste Al (bez powłok, bez nalotu Al2O3) ma wsp. odbicia znacznie powyżej 90% z "dziurą" w okolicy długości fali 800um. Al pokryte SiO wypada 5-10% gorzej, ale zgaduję, że to już zależy od producenta i może od grubości warstwy(?).

Wydaje mi się, że powłoka SiO ma tylko za zadanie chronić warstwę Al przed utlenianiem i w jakimś stopniu przed zarysowaniami.

Pozdrawiam,

Jad.

 

EDIT: Wsp. odbicia dla Al z PWr. Pl wikipedia podaje wartość wsp. odbicia 95-99%, en wikipedia podaje 92-98%, a na de jest wykres. Myślę, że wszystko zależy od tego, na ile czyste i nieutlenione aluminium bierzemy do badań.

Edited by Jad
Link to post
Share on other sites

Mowa jest o napylonym dwutlenku glinu a nie utlenionym aluminium bo to są dwie różne rzeczy. Utlenione aluminium na lustrze tworzy sieć krystaliczną podobną do powierzchni anodowanego aluminium co powoduje matowienie lustra. A napylony AL2O3 tworzy warstwę dielektryczną. Lustro aluminiowane bez powłoki zabezpieczającej utlenia się kosztem nałożonej warstwy AL przez co warstwa AL z biegiem czasu jest nieco cieńsza. Koszt dobrego pokrycia AL2O3 jest kilkakrotnie wyższy od pokrycia SI2O3 z powodu wyższej temperatury parowania AL2O3.Dlatego pokrycia SI2O3 są popularne.Kwarc jako element optyczny nie ma praktycznego zastosowania jedynie przepuszcza UV no i oczywiście zabezpieczenie powłoki AL przed utlenianiem ale tylko zabezpieczeniem bo nic nie wnosi w podniesieniu sprawności lustra .Natomiast rubin czyli AL2O3 po napyleniu jest dielektrykiem podnoszącym sprawność układu optycznego i w kombinacji z dwutlenkiem tytanu powstała seria maków Meade z powłokami UHMC.Trochę namieszałem w tym pokrywaniu luster.

Edited by endriu624
Link to post
Share on other sites
Natomiast rubin czyli AL2O3 po napyleniu jest dielektrykiem podnoszącym sprawność układu optycznego i w kombinacji z dwutlenkiem tytanu powstała seria maków Meade z powłokami UHMC.Trochę namieszałem w tym pokrywaniu luster.

Nie.

Nie Meade UMHC tylko Meade UTHC.

Lustro główne: "Ultra-High Transmission Coatings group include primary and secondary mirrors coated with aluminum enhanced with a complex stack of multi-layer coatings of titanium dioxide (TiO2) and silicon dioxide (SiO2)." SiO2 a nie Al2O3.

Powłoki rubinowe, krystaliczny Al2O3, są na soczewki, nie na lustro.

Namieszałeś. Nie przejmuj się. Zdarza się.

Pozdrawiam,

Jad

Edited by Jad
Link to post
Share on other sites

Pokrywanie luster w próżni AL nie jest skomplikowanym procesem w prostych napylarkach próżniowych ,natomiast wytworzenie w próżni warstw dielektrycznych gdzie grubość warstwy dobrana jest do danej długości fali to jest proces skomplikowany i wymaga mierzenia warstwy napylanej w trakcie procesu .

Edited by endriu624
Link to post
Share on other sites
Mowa jest o napylonym (1) dwutlenku glinu a nie utlenionym aluminium bo to są dwie różne rzeczy. Utlenione aluminium na (2) lustrze tworzy sieć krystaliczną podobną do powierzchni anodowanego aluminium co powoduje matowienie lustra. A napylony AL2O3 tworzy warstwę dielektryczną. Lustro aluminiowane bez powłoki zabezpieczającej utlenia się kosztem nałożonej warstwy AL przez co warstwa AL z biegiem czasu jest nieco cieńsza. Koszt dobrego pokrycia AL2O3 jest kilkakrotnie wyższy od pokrycia SI2O3 z powodu (3) wyższej temperatury parowania AL2O3. Dlatego pokrycia SI2O3 są popularne. (4) Kwarc jako element optyczny nie ma praktycznego zastosowania jedynie przepuszcza UV no i oczywiście zabezpieczenie powłoki AL przed utlenianiem ale tylko zabezpieczeniem bo nic nie wnosi w podniesieniu sprawności lustra .Natomiast (5) rubin czyli AL2O3 po napyleniu jest dielektrykiem podnoszącym sprawność układu optycznego i w kombinacji z dwutlenkiem tytanu powstała seria maków Meade z powłokami UHMC.Trochę namieszałem w tym pokrywaniu luster.

 

1) dokładnie to samo

2) o jakim procesie galwanicznym mówisz (stężenia, elektrolit podstawowy, temperatura, pH, gęstość prądu.....)

3) co to jest temperatura parowania?

4) litości kuwety do spektroskopii UV-VIS są kwarcowe

5) rubin to pewna szczególna postać krystalicznego tlenku glinu domieszkowana innymi minerałami zawierającymi min. chrom kompozycja składu jest unikatowa dla tych kamieni szlachetnych w zależności od pochodzenia stąd stwierdzenie jw nie jest prawdziwe

Link to post
Share on other sites
Jesteś pewien, że nie na odwrót? Nałożenie dodatkowej warstwy (SiO) będzie raczej powodować dodatkowe straty (rozpraszanie, przejście przez dodatkowy ośrodek). Z materiałów, które wyżej opisywałem, wynika, że czyste Al (bez powłok, bez nalotu Al2O3) ma wsp. odbicia znacznie powyżej 90% z "dziurą" w okolicy długości fali 800um. Al pokryte SiO wypada 5-10% gorzej, ale zgaduję, że to już zależy od producenta i może od grubości warstwy(?).

 

Nie jestem pewiem, zwłaszcza ze rzuciłeś dość mocne argumenty. Za to pogrzebałem jeszcze chwile w necie i znalazłem ciekawy artykuł pt "Optical Coatings", który potwierdzał by Twoją wersje.

 

W skrócie: napylone na szkło aluminium posiada w zakresie widzialnym max. wsp. odbicia ok 92%. Pojedyncza warstwa SiO2, nałożona tylko w celach ochronnych redukuje refleksyjność do poziomu ok. 88%. Ale odpowiednio dobrana grubość warstw ochronnej SiO2 (1/2 długości fali w danym ośrodku) powoduje wzmocnienie odbicia do 91%.

 

Jest również o innych metodach wzmocnienia odbicia, myśle że warto rzucić na ten artykuł okiem.

Link to post
Share on other sites

To nie proces galwaniczny tylko naturalna reakcja glinu z tlenem czyli utlenianie, pod mikroskopem widać strukturę krystaliczną AL2O3 . Podobna jest struktura po anodowaniu czyli szybkim utlenianiu .AL2O3 to rubin z punktu chemicznego czysty jest bezbarwny a w zależności od domieszek np chromu ma kolor czerwony

Link to post
Share on other sites

jesli mówisz o "naturalnej reakcji" to prawdopodobnie masz na myśli pasywację ale wspomniałeś o anodowaniu?. Strukturę krystaliczną pod mikroskopem? jakim mikroskopem? Bezbarwne rubiny - znaczy rozmawiamy teraz o korundach?

Link to post
Share on other sites
W skrócie: napylone na szkło aluminium posiada w zakresie widzialnym max. wsp. odbicia ok 92%. Pojedyncza warstwa SiO2, nałożona tylko w celach ochronnych redukuje refleksyjność do poziomu ok. 88%. Ale odpowiednio dobrana grubość warstw ochronnej SiO2 (1/2 długości fali w danym ośrodku) powoduje wzmocnienie odbicia do 91%.

Jest również o innych metodach wzmocnienia odbicia, myśle że warto rzucić na ten artykuł okiem.

Przeglądnąłem, dzięki za ciekawy link, nie trafiłem na to wcześniej.

W 100% zgadzam się z tym, co napisałeś, może tylko zamiast "wzmocnienie" użyłbym - "zmniejsza straty", ale to tylko kwestia określeń ;)

Pozdrawiam,

Jad.

EDIT: Chociaż może określenie - wzmocnienie - jest całkiem na miejscu? "An enhanced aluminum coating consists of 1/4-wave of SiO2 with an additional 1/4-wave of a high index material like tantalum pentoxide (Ta2O5). This produces a coating with 96% reflectivity across the visible spectrum. The 1/4-wave of SiO2 and 1/4-wave of Ta2O5 is referred to a High/Low or HL stack. The increased reflectivity of the enhanced coating is due to constructive interference of light in the HL stack. Most labs refer to this single HL stack coating as Enhanced Aluminum. To continue to increase the reflectivity you add additional HL stacks. You can increase the reflectivity to about 98% with two HL stacks. These are typically branded as proprietary enhanced aluminum coatings". Niesamowite :)

Ta strona to przedruk artykułu "Demystifying Mirror Coating Technology" z Astronomy Technology Today, więc myślę, że można polegać na tych danych.

Edited by Jad
Link to post
Share on other sites
EDIT: Chociaż może określenie - wzmocnienie - jest całkiem na miejscu? "An enhanced aluminum coating consists of 1/4-wave of SiO2 with an additional 1/4-wave of a high index material like tantalum pentoxide (Ta2O5). This produces a coating with 96% reflectivity across the visible spectrum. The 1/4-wave of SiO2 and 1/4-wave of Ta2O5 is referred to a High/Low or HL stack. The increased reflectivity of the enhanced coating is due to constructive interference of light in the HL stack. Most labs refer to this single HL stack coating as Enhanced Aluminum. To continue to increase the reflectivity you add additional HL stacks. You can increase the reflectivity to about 98% with two HL stacks. These are typically branded as proprietary enhanced aluminum coatings". Niesamowite :)

Tak, to jest wbrew intuicji, ale zastosowanie odpowiednich warstw nie tylko nie pogarsza, ale poprawia odbijanie światła. Analogicznie sprawa wygląda w przypadku soczewek wykorzystywanych np. obiektywach fotograficznych, tylko tam chodzi o eliminację odbić przy przejściu przez granicę szkło-powietrze i poprawienie transmisji. Obecnie obiektywy składają się nawet z kilkunastu soczewek w kilku grupach i gdyby nie stosowanie odpowiednich warstw, to transmisja światła byłaby bardzo niska.

Link to post
Share on other sites
Tak, to jest wbrew intuicji, ale zastosowanie odpowiednich warstw nie tylko nie pogarsza, ale poprawia odbijanie światła. Analogicznie sprawa wygląda w przypadku soczewek wykorzystywanych np. obiektywach fotograficznych, tylko tam chodzi o eliminację odbić przy przejściu przez granicę szkło-powietrze i poprawienie transmisji. Obecnie obiektywy składają się nawet z kilkunastu soczewek w kilku grupach i gdyby nie stosowanie odpowiednich warstw, to transmisja światła byłaby bardzo niska.

W przypadku soczewek to już na tyle stary efekt, że przyzwyczajenie bierze górę. Coś tam nałożonego na szkło zmniejsza odbicia i po sprawie ;) . W przypadku luster to jednak nowość i niezłe zaskoczenie - bo dokładamy kolejny, inny ośrodek, a straty światła maleją ;)

We wspomnianym artykule mówią o zastosowaniu naprzemiennych warstw, o niskich i wysokich wartościach współczynnika załamania światła, o grubości pół i ćwierć fali, które poprawiają całkowity współczynnik odbicia. Niesamowite.

Jeśli pogoda dalej będzie nieastronomiczna :), to pewnie z nudów, czekając na lepsze niebo, trzeba będzie sprawdzić, skąd taki efekt.

Pozdrawiam,

Jad.

Edited by Jad
Link to post
Share on other sites

Jest to efekt interferencji światła ,w zależności od sposobu nałożenia warstw swiatło może ulegać wygaszaniu lub wzmocnieniu w obiektywach soczewkowych tak się dobiera napylone warstwy aby nastepowało wzajemne wygaszanie fali czyli światła w lustrach jest odwrotnie czyli wzmocnieniu .Wiadomo że swiatło jest falą i każda barwa ma inną długość więc grubość warstwy dielektrycznej dobierana jest do danej długości fali aby nastąpiło zjawisko interferencji .Jeżeli lustro doprowadzimy do sprawności nawet 98% to tylko w wybranym zakresie światła np.niebieskie będzie miało 98% ale czerwone światło będzie miało już wtedy 85% sprawności,W ten sposób można uczulić zwierciadło na wybraną długość światła a osłabić niepożądaną np.teleskopy pracujące w podczerwieni.

Edited by endriu624
Link to post
Share on other sites

endriu624,

trochę pojechałeś z tą pracą zwierciadeł laserów gazowych w powietrzu. Pracuję z laserami na codzień (Instytut Fizyki PWr) i na wyposażeniu mamy tylko jeden o budowie półotwartej (akurat jest przestrajalny, więc musi być co najmniej półotwarty). Współczesne komercyjne lasery gazowe, podobnie jak pierwsza konstrukcja Javana, mają kapilarę zamkniętą zwierciadłami. To po prostu jest tanie w produkcji :)

 

Jeżeli chodzi o współczynnik odbicia metali, to sprawa jest troszkę bardziej złożona niż się wydaje. Po pierwsze cienka warstwa metalu odbija światło lepiej niż lity metal. W danych literaturowych zwykle nie piszą w jakiej sytuacji współczynniki są mierzone.

Naparowanie dowolnej, transparentnej warstwy dielektrycznej na powierzchnię zwierciadła zazwyczaj podnosi współczynnik odbicia. Glin po prostu się nie utleni na powierzchni (tlenek glinu rozprasza światło).

W szczególności dobrze jest zabezpieczyć zwierciadło... Zwierciadłem ;) czyli układem warstw H-L-H-L-H..., czyli tak, by warstwy o wysokim współczynniku załamania były "na zewnątrz". Kilka takich zestawów H-L obliczonych na różne centralne długości fali skutecznie poprawiają właściwości lustra, szczególnie w przypadku aluminium, które odbija mniej światła niż np. srebro.

Tak, najlepsze byłoby srebro zabezpieczone warstwą kwarcu. Małe porównanie Al - Ag

F01%200°.jpgP01%200°.jpg

Źródło: www.thorlabs.com

Link to post
Share on other sites
[...]W szczególności dobrze jest zabezpieczyć zwierciadło... Zwierciadłem ;) czyli układem warstw H-L-H-L-H..., czyli tak, by warstwy o wysokim współczynniku załamania były "na zewnątrz". Kilka takich zestawów H-L obliczonych na różne centralne długości fali skutecznie poprawiają właściwości lustra, szczególnie w przypadku aluminium, które odbija mniej światła niż np. srebro.

[...]

Dzięki za rozsądne wyjaśnienie.

Trochę poszperałem w literaturze i nie znalazłem bardziej przekonywującego wyjaśnienia, niż Twoje. Np. w artykule mówią o dobrych właściwościach filtracyjnych wielu takich warstw obliczonych na jedną długość fali, bo jak rozumiem - zastosowanie inne.

Przy HL dobranych do różnych długości fali to brzmi rozsądnie. Jeszcze poszukam i doczytam :)

Pozdrawiam,

Jad.

EDIT: W książce "Thin-film optical filters" doszperałem się właśnie identycznego wyjaśnienia, jak Twoje: "...beams reflected from all the interfaces (tzn. warstw H-L) in the assembly are of equal phase when they reach the front surface, where they combine constructively" (str. 185). Piszą tam też więcej o optymalizacji tego rozwiązania. I po zagadce ;)

Edited by Jad
Link to post
Share on other sites
  • 1 month later...

Dzięki za rozsądne wyjaśnienie.

Trochę poszperałem w literaturze i nie znalazłem bardziej przekonywującego wyjaśnienia, niż Twoje. Np. w artykule mówią o dobrych właściwościach filtracyjnych wielu takich warstw obliczonych na jedną długość fali, bo jak rozumiem - zastosowanie inne.

Przy HL dobranych do różnych długości fali to brzmi rozsądnie. Jeszcze poszukam i doczytam :)

Pozdrawiam,

Jad.

EDIT: W książce "Thin-film optical filters" doszperałem się właśnie identycznego wyjaśnienia, jak Twoje: "...beams reflected from all the interfaces (tzn. warstw H-L) in the assembly are of equal phase when they reach the front surface, where they combine constructively" (str. 185). Piszą tam też więcej o optymalizacji tego rozwiązania. I po zagadce ;)

palindrom ma 200% rację. Właśnie jestem na etapie poszukiwania dostawcy podobnych luster. Nie są one przeznaczone do teleskopów, ale technologia wykonania jest ta sama. Jak na razie w Warszawie wiem, że może wykonać PCO Przemysłowe Centrum Optyki. W środę się z nimi spotykam, więc może dam znać ile sobie życzą. Nie robię 1 szt. więc cena będzie adekwatna. Co do warstw H-L najczęściej praktykowana jest Ti02/SiO2, właśnie ze względu na bardzo dużą różnicę RI Ti02 powyżej 2, natomiast SiO2 1.46 ( gdzie szkło ma około 1.52 ). Materiał na warstwę odbijającą macie do wyboru tylko właściwie dwie, jak wcześniej napisał plandrom srebro lub aluminium. Jest jeszcze złoto, ale ono poniżej długości fali 500 nm z reflectivity spada bardzo mocno.

Jeżeli lustro nie będzie narażone na uszkodzenia mechaniczne to zdecydowanie srebro, które przy odpowiednim dobraniu grubości warstwy ochronnej Ti02/SiO2 da skuteczność na poziomie 99,99%. To przy założeniu jednej długości fali. W skrócie grubość tych warstw oblicza się z konkretnej długości fali, którą dzieli się przez 1/2, a następnie przez RI. W dużym skrócie. Przy teleskopach korzystacie raczej z zakresu długości fali światła widzialnego, czyli 400-700 nm, więc ustalenie takiej warstwy będzie kłopotliwe. Dlatego lepsze tu jest srebro, które i tak ma reflectivity na poziomie powyżej 95%, przy aluminium od 85% do 94%. Musicie pójść na jakiś kompromis, albo bardziej czułe mechanicznie lustro srebrowe, albo 10-15% gorsze, ale trwalsze lustro aluminiowe. W razie czego służę pomocą.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Przelot ISS z ogniskowej 2350 mm
      Cześć, po kilku podejściach w końcu udało mi się odpowiednio przygotować cały sprzęt i nadążyć za ISS bez stracenia jej ani razu z pola widzenia. Wykorzystałem do tego montaż Rainbow RST-135, który posiada sprzętową możliwość śledzenia satelitów.
      Celestron Edge 9,25" + ZWO ASI183MM. Czas ekspozycji 6 ms na klatkę, końcowy film składa się z grup 40 klatek stackowanych, wyostrzanych i powiększonych 250%.
      W przyszłości chciałbym wrócić do tematu z kamerką ASI174MM, która z barlowem 2x da mi podobną skalę, ale 5-6 razy większą liczbę klatek na sekundę.
      Poniżej film z przelotu, na dole najlepsza klatka.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 59 replies
    • Big Bang remnant - Ursa Major Arc or UMa Arc
      Tytuł nieco przekorny bo nie chodzi tu oczywiście o Wielki Wybuch ale ... zacznijmy od początku.
       
      W roku 1997 Peter McCullough używając eksperymentalnej kamery nagrał w paśmie Ha długą na 2 stopnie prostą linie przecinajacą niebo.
       
      Peter McCullough na konferencji pokazał fotografię Robertowi Benjamin i obaj byli pod wrażeniem - padło nawet stwierdzenie: “In astronomy, you never see perfectly straight lines in the sky,”
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 16 replies
    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 21 replies
    • MARS 2020 - mapa albedo powierzchni + pełny obrót 3D  (tutorial gratis)
      Dzisiejszej nocy mamy opozycję Marsa więc to chyba dobry moment żeby zaprezentować wyniki mojego wrześniowego projektu. Pogody ostatnio jak na lekarstwo – od początku października praktycznie nie udało mi się fotografować. Na szczęście wrzesień dopisał jeśli chodzi o warunki seeingowe i udało mi się skończyć długo planowany projekt pełnej mapy powierzchni (struktur albedo) Marsa.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 131 replies
    • Aktualizacja silnika Astropolis - zgłaszanie uwag
      Dzisiaj zaktualizowaliśmy silnik Astropolis do najnowszej wersji (głównie z powodów bezpieczeństwa). Najpoważniejsze błędy zostały już naprawione, ale ponieważ aktualizacja jest dosyć rozbudowana (dotyczy także wyglądu), drobnych problemów na pewno jest więcej. Bez was ich nie namierzymy. Dlatego bardzo proszę o pomoc i wrzucanie tu informacji o napotkanych problemach/błędach.
        • Like
      • 247 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.