Potrzebne napylenie lustra SCT 127mm!

[Marek_N]

- 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.

[Jad]

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.

Edytowane 22 Czerwca 2009 przez Jad

[endriu624]

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.

Edytowane 22 Czerwca 2009 przez endriu624

[Jad]

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

Edytowane 22 Czerwca 2009 przez Jad

[endriu624]

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 .

Edytowane 23 Czerwca 2009 przez endriu624

[wiatr]

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

[szuu]

1) dokładnie to samo

grafit i diament to też niby to samo

[Marek_N]

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.

[endriu624]

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

[wiatr]

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?

[Jad]

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.

Edytowane 23 Czerwca 2009 przez Jad

[Rhobaak]

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.

[Jad]

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.

Edytowane 23 Czerwca 2009 przez Jad

[endriu624]

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.

Edytowane 23 Czerwca 2009 przez endriu624

[palindrom]

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

Źródło: www.thorlabs.com

[Jad]

[...]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

Edytowane 24 Czerwca 2009 przez Jad

[nerok]

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.