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提问---关于镜头结构

本主题由 wanjilin 于 2008-1-8 12:36 加入精华

提问---关于镜头结构

一般的普消的结构和牛反之类的结构都熟悉知道了,就是想知道像----SEMI-APO 啊,两片式APO啊,三片或四片式APO的镜片结构和示意图谢谢

最好有这样的图片:


[此贴子已经被作者于2007-9-26 15:58:36编辑过]

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好像是厂家的商业秘密吧

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这个问题要让小菜等几个高手来解答了,已经超出我的知识范围了[em04]
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    光是示意图没啥看得,2片基本都是2分离,3片基本都是3分离,中间有空气间隔和油间隔等类型。

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LZ的问题可真大, 可以写一本书了。 不过在回答之前, 先帖一个链接:
http://alice.as.arizona.edu/~rogerc/
这本书很长, 我自己都没有读完, 不过感兴趣的部分还是拜读过。

我结合自己所学,所用简单说回答一下lz的问题, 欢迎大家指正。

市面上流行的折射镜子就色差表现就achromatic (以下简称achro)和apochromatic(apo)两种, 也就是我们常说的“普消”和复消色差。

achro基本上都是2片结构, 三片的很少见, 有也是中古镜子了。 2片的achro基本都是fraunhofer机构, 一片crown玻璃加一片flint玻璃。 色差表现用焦点位移(focal shift)来衡量, 蓝色相对于绿色大约是焦距的1/1850。 这个值基本是常数, 只要是用crown和flint构成的两片结构, 基本如此。

目视色差和镜子的口径,焦比有直接关系, 我们平时看到的紫色光晕是因为紫色光没有聚焦造成的, 如果focal shift小, 相依造成的光晕就小, 当光晕小到和绿光的air disk (衍射斑)直径可比的时候, 就认为色差不可见了。

同等口径下, 焦比越小, 绿光的衍射斑就越小, 此时蓝色, 紫色光的散焦斑就显得很大, 所以我们常说,短焦比的镜子色差没有长焦比的好, 其实就focal shift而言, 是一样的, 只是看起来不同。 当焦比很大(镜子“很慢”)时, 绿色光斑和散焦的蓝色重合, 其实就达到apo的标准了。 举例子说, 4“ f33左右的fraunhofer镜子, 其色差基本就符合现代APO的定义了。

不同口径下, 口径大的需要更长的焦比才能达到小口径短焦比镜子的色差表现, 比如, 在色差方面, 4”f8和5“f10相当。

APO的原始定义是RGB三色光完全对焦, 或者说蓝色, 红色的光斑和绿色的衍射斑直径相当, 这样看起来就是一个白色的光斑。 从经验来看, 大约只要480nm到650nm的光完全对焦, 就是apo了。 现代CCD camera的兴起, 大大扩展了”APO“的概念。 比如AP的的新镜子AP140, 从405nm到708nm的focal shift只有1/20000, 难怪有人想冠以'super apo'之名了。

如前所述, 长焦比的achro其实就是apo, 但是实际使用起来, 4“f33的镜子委实可怕。 如果把Fraunhofer结构中的flint玻璃用一片ED(extra-dispersion)玻璃代替。 选择合适的crown玻璃, 两者配合起来就可以达到接近APO, 或者APO的表现了。近来市面上流行的ED玻璃有Oharo FPL-51, 52, 53, Schott FK51,还有LZOS/LOMO的OK4。 这些玻璃配合一定的crown都能达到APO效果, 只是难度不同, 比如, FPL-51和53其实都可以作为APO的ED, 但是用53来做, 焦比可以短一些。 商家喜欢说“FLP53”比51好, 很大程度上是商业炒作, 后者其实也可以作用很好的ED玻璃, 不过就是焦比长一些。 值得一提的是LZOS的OK4, 和FLP53性能相当, 都可以作为顶级APO的候选。

还有就是F2Ca晶体, 就是所谓“萤石”。 由于其partial dispersion最高, 所以同能焦比和口径下, 有萤石的两片折射色差表现最好。 同时由于萤石晶体对可见光的吸收最低, 对提高镜子的透光率, 减少吸收和散射有一点帮助(很小)。 萤石最大的问题是化学稳定性差, 很脆, 镀膜困难。 不过自从Takahashi的FC系列投入以来, 爱好者对萤石镜子的热爱就没有减少过。 

用ED代替flint, focal shift在同等条件下可以降低3到5倍, 有时候由于还有一些蓝色,红色光没有完全聚焦, 但是和一般flint crown的achro比又好不少, 就有“semi-apo”的出现, 其实要我说啊, 就只有achro和apo之分, 所有非apo就是achro。 当然focal shift减小对色差的影响还是很明显的, 有总比没有好啊!

一般三片的APO中间单元是一片ED玻璃或者萤石镜片, 简单说, 三片结构可以看成两组两片“背靠背”, 所以色差和长焦比的ED两片相当, 不过由于三片结构对6个可以作多种非球面处理, 其最终效果会更好。 当然代价也是很显然, 三片apo很难做好, 尤其是镜片之间的对准非常的关键。

左后补充几点:

1 ”apo“和”achro“是对色差的描述, 和用不用ED或者FD没有直接的关系, 用了ED不能说就是apo, 不用ED也不能说就不是apo。

2 除了色差, 折射镜子还有很多光学误差, 不能一味追求色差控制儿忽略了其他。

3 好的APO真的很难做, 所以贵是有道理的。

今天写到这里, 以后慢慢补充。

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哈哈谢谢,很详细了,慢慢消化。

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哇,写得太精彩了,不愧是天文高手。这篇文章我要收藏下来好好的品位一下!
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我先发个高桥tsa102的镜头结构,数据非常详细。
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详尽!
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这个帖子太强了,收藏!老大继续啊.

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[em02]不错的东东,虽然说看得不是太懂
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WZC兄可是把祖传秘方都拿出来,满足吧[em01]
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好像国外有个非英文网站有102的详细数据和图表非常详细,有无这个镜头结构图记不得了。不过即使有这结构图了,离弄出高质量成品出来地上天上的差别。

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QUOTE:
以下是引用wzc在2007-9-27 10:27:43的发言:

好像国外有个非英文网站有102的详细数据和图表非常详细,有无这个镜头结构图记不得了。不过即使有这结构图了,离弄出高质量成品出来地上天上的差别。

我记得是在法国人的一个论坛里, 有人首先贴出了TSA102的具体参数, 根据参数计算的strehl ratio (550nm附近)有99.2%那么高。  不过高桥的东西质量控制还是不错的, 不能说每个都能做到99%的strehl ratio那么好, 做到95%以上就很好了。

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wbhifi写的太好了,收藏了,慢慢体会

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    题外话,我一直对日本设计的镜子不太敢冒,借用音响界的一句话,日本的设计者把英国设计者用来喝咖啡听音乐的时间都用来加班了。[em01]

   

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有意思的是, 美国这里的爱好者对高桥的东西崇拜得不得了。 推广一点说, 美国人对日本的东西都很崇拜, 比如SONY什么的, 东西在美国卖得很好, 却不怎么的。

要我挑啊, APO先看AstroPhysics和Zeiss的, 可惜Zeiss放弃业余天文市场了, 退而求其次, 就选LZOS/LOMO还有高桥的。 高桥的东西还是很好的, 就是在美国太贵。

不知蔡兄对这些顶级品牌的排序如何?

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QUOTE:
以下是引用小蔡在2007-9-28 11:01:34的发言:

    题外话,我一直对日本设计的镜子不太敢冒,借用音响界的一句话,日本的设计者把英国设计者用来喝咖啡听音乐的时间都用来加班了。[em01] 

似乎不能这么比,日本做得功放不错,比如天龙、安桥,音箱就是萝卜音了,整体比欧美都差就是外形时尚,这也是日本产品的特点,但望远镜我感觉不是这样,不过这也可能是我没见过什么极品,所以才有这个印象。[em04]

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要国内有人把高桥东西拿到国内直消就好了[em02]

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QUOTE:
以下是引用wbhifi在2007-9-28 13:55:57的发言:

有意思的是, 美国这里的爱好者对高桥的东西崇拜得不得了。 推广一点说, 美国人对日本的东西都很崇拜, 比如SONY什么的, 东西在美国卖得很好, 却不怎么的。

要我挑啊, APO先看AstroPhysics和Zeiss的, 可惜Zeiss放弃业余天文市场了, 退而求其次, 就选LZOS/LOMO还有高桥的。 高桥的东西还是很好的, 就是在美国太贵。

不知蔡兄对这些顶级品牌的排序如何?

               我觉得欧美包括俄国的几个牌子的镜子其设计者,首先就是很资深的烧友,对镜子的认识很深,这点上是日本设计者所比不上的,日本的设计者偏重于理论的多,实战很牛比的少。

             

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