対物レンズ 精度評価
1.ニュートンリングでの精度評価 密着式アクロマートレンズの、r2−r3の曲率の精度は、ニュートンリングの本数で明瞭に判別出来ます。いわゆるニュートンフリンジ・テストです。 波長λ ≒0.55μ、曲率r ≒380mm、直径D ≒80mmの場合、 リング1本分の曲率の差異は、λ*((2r/D)^2) = 0.55*((2*380/80)^2) ≒0.05mm となります。 曲率の差異を深さの差異に変換すると、≒ 半径d^2/2*r 380mm → 40^2/2*380 ≒ 2.10526mm 380.05mm → 40^2/2*380.05 ≒ 2.10498mm 差異≒ 0.00028mm 即ち、ニュートンリング1本分は、1/2λ に相当します。 レイリー値が、ほぼ1λに相当します。レンズ曲面が滑らかな球面(高い面精度)になっていれば、それを多少超える曲率の差異は認容されます。 |
2.ニュートンリングとフーコーテスト 上記の曲率の差は、フーコーテストにおける焦点距離の差となります。即ち 1/2λは約 0.05mmと僅かです。 1λで約 0.1mm です。 r1・r4の相手ガラスも精密研磨を行い、ニュートンフリンジ・テスターに使える精度に仕上げます。曲率の差異が多少出来ても、滑らかな球面同士の場合は、美しい同心円のニュートンリングとなります。 r2の場合、面精度の判定及び整形は、純ニュートン反射等と一緒です。Rが小さい故に、レンズ周辺部はアップ&ダウンしやすくなります。 |
3.回転角等の調整 密着式 アクロマート2枚レンズの接合は、周辺のコバをテープで仮止めします。基本はニュートンリングの形状で、※レンズの偏芯も考慮しつつ、適切な位置(回転角)を正確に決めます。 星像・チャートのテストも同時に行ない、最適なレンズ間隔の調整も行います。コンマ1mm単位の微調整で、像がかなり変化します。間隔調整は小さく切った透明テープが良好です(光を遮ると回折に影響します) ※レンズの偏芯 レンズ研磨において、光軸(芯)精度は重要です。基本偏心量に対し、反射の場合は2倍、レンズの透過光の場合は2分の1(屈折率2)の差異となります。偏芯量がレイリー値を超えると、像ズレを起こすと共に、気流の乱れにも敏感となります。原因は、光学ガラス素材自体の厚みの誤差、研磨過程での誤差等があります。 レンズ加工メーカーでは、鏡面研磨後に「芯取り」をして、外周(コバ)基準での単レンズの芯(光軸)を出し、その後組レンズの偏芯を測定することになります。(参考サイト) trioptics.jp 4.チャート・テスト レイリー値を基準としたチャートでのテストも、よく行われます。テストする距離を決めて、122秒/口径mmの チャートを作成し、縞模様が分離するかの判定です。縞自体の太さはレイリー値の 1/2です。(0.8mm) 80mmの場合、分解能は120/80=1.5秒= 0.0004度 tan≒sin0.0004=0.000007 テスト距離 ・230mの場合、233*0.000007≒1.6mm 幅となります。 ![]() |
5.ファイナル・星像テスト レンズ・テストの仕上げは、二重星で判別します。80mmクラスは、こと座イプシロン ε1-2 が適切です。 レンズ全体の精度が、1λ (ストレールレシオ 80%相当)程度に仕上がれば、下のシミュレーション画像のような美しいエアリーディスクとジフラクションリングを見ることが出来ます。 ![]() 画像ソフト |
★コーティング後の完成レンズ 反射光が減少し、明るさとコントラストが向上しています。 ![]() 望遠鏡・極限等級テスト ・ 鏡筒製作&運用 |