Domů Astrofoto Vybavení Odkazy Co je zde nového Něco o mě


Kolimace astronomického dalekohledu

K tomu, aby dalekohled dobře plnil svou funkci, je potřeba, aby byl zkolimovaný- tzn. seřízený tak, že optická osa objektivu musí být shodná s optickou osou okulárového výtahu. Kolimace je vlastně proces seřízení optických a mechanických součástí dalekohledu tak, aby kvalita výsledného obrazu byla  blízká  teoretickému limitu  rozlišovací  a zobrazovací schopnosti daného dalekohledu. Metod, jak toho dosáhnout je jistě mnoho, já se zde pokusím popsat princip kolimace Newtona, popř. stručně refraktoru. Je potřeba poznamenat, že se vzrůstající světelností dalekohledu dramaticky vzrůstá i potřeba přesnější kolimace- podle toho je potřeba zvolit  vhodnou,  tzn. dostatečně přesnou metodu.

1. Kolimace pomocí kolimační pomůcky
K té nejednoduššní, ale také nejméně přesné metodě, budeme potřebovat pouze jednoduchou pomůcku, clonku do okulárového výtahu. Na konec okulárového výtahu  připevníme clonu, v jejímž středu uděláme malý otvor. Pro okulárový výtah s výstupem 1.25" dobře poslouží plastová krabička od  kinofilmu (né každá krabička má vhodný průměr!), kdy do středu víčka uděláme malý otvor, krabičce odřízneme dno a zasuneme do okulárového výtahu. Tato pomůcka nám slouží k tomu, aby jsme měli při seřizování oko ve středu (v ose) okulárového výtahu. Sundáme víčko tubusu a namíříme dalekohled nejlépe na jasnou denní oblohu či jinou světlou plochu (bílá stěna mistnosti). Přiložíme oko k pomůcce zasunuté v okulárovém výtahu místo okuláru a podíváme se do dalekohledu. U špatně seřízeného dalekohledu by jsme měli vidět obraz podobný tomu na obr. 1, kde a označuje sekundární zrcátko, b je centrální značka na primárním zrcadle, c je držák sekundárního zrcátka a světlá plocha je plocha primárního zrcadla. Na obrázku je dobře patrné oříznutí části primárního zrcadla, které je způsobeno špatně nastaveným sekundárním zrcátkem.

Jako první se musí seřídit právě toto eliptické sekundární zrcátko. K jeho seřízení slouží jeden středový šroub (na obr. 2 označený žlutou šipkou; pohybuje zrcákem nahoru a dolů- směrem k primárnímu zrcadlu a od něj) a dále pak trojice šroubků (na obr. 2 označených červenými šipkami), pomocí kterých se seřizuje náklon zrcátka. Postupným pokusným seřizováním této trojice šroubů (vždy jeden povolíme a zbylé dva utáhneme) se snažímě dosáhnout stavu, kdy uvidíme okraj primárního zrcadla symetricky k pohledu do kolimační pomůcky- měli by jsme vidět obraz podobný obr. 3, kdy je již vidět celá plocha primárního zrcadla (v pravé části obrázku je vidět i část přední části tubusu, to nás ale nemusí znepokojovat). Po dosažení tohoto stavu dotáhneme trojici šroubů pro zabránění jejich samovolnému povolení. Při dotahování je potřeba postupovat s citem, aby nedošlo k deformaci či dokonce poškození sekundárního zrcátka.

V dalším bodě je potřeba seřídit primární zrcadlo. K jeho seřízení slouží trojice tlačných šroubů na misce nesoucí primární zrcadlo(viz obr. 4). Jejich povolováním a utahováním se seřizuje náklon zrcadla. Postupným seřizováním těchto šroubů (jeden povolíme a zbylé dva utáhneme) se  snažíme docílit stavu, kdy se nám střed sekundárního zrcátka promítá na střed zrcadla primárního- odraz sekundárního zrcátka je symetrický vzhledem k okraji zrcadla primárního a středová značka na primárním zrcadle je uprostřed zrcátka sekundárního(viz obr. 5- středová značka na prim. zrcadle je pouze slabě patrná). Nakonec lehce přitáhneme tuto trojici šroubů pro zabránění jejich samovolného povolení a znovu překontrolujeme správnost kolimace. Dalekohledy s větším průměrem primárního zrcadla mají vedle trojice seřizovacích šroubků (tlačné šrouby) ještě trojici zajišťovacích šroubů (tažné šrouby) pro zajištění zrcadla v seřízené poloze, já je tam však nemám. Tímto je kolimace pomocí kolimační pomůcky u konce.

2. Kolimace pomocí kolimační trubičky
K této metodě budeme potřebovat trubičku o průměru jako je vnitřní průměr okulárového výtahu  (běžně 1.25"=  31.75 mm) a o doporučované délce okolo 10 cm. Na jednom konci trubičky je clonka (zátka) v jejímž přesném středu je otvor o průměru okolo jednoho mm a na druhém konci je záměrný kříž zhotovený z drátku o průřezu např. 0.5 mm. Technických řešení, jak tuto pomůcku zhotovit, je jistě mnoho a každý si najde to své, důležité však je, aby spojnice otvoru na jedné straně trubičky a střed kříže na druhé straně byla po zasunutí do okulárového výtahu shodná s osou tohoto okulárového výtahu.

V dalším bodu si musíme vytvořit pomocnou značku ve středu primárního zrcadla. Postup je jednoduchý. Zrcadlo vyjmeme z tubusu, z papíru si vystřihneme kolečko o průměru primárního zrcadla a s vyznačeným středem (k tomu poslouží otvor po hrotu kružítka). Toto kolečko-šablonu opatrně přiložíme na zrcadlo a označíme podle šablony střed na zrcadle, např. fixem (dobře poslouží fix pro popis CD), v mém případě jsem si pouze označil fixem střed a následně přilepil kroužek z černého papíru podle označení do středu zrcadla (obr. 6). Nemusíme se bát, že by tato značka měla vliv na kvalitu zobrazení dalekohledu, protože se nachází ve stínu sekundárního zrcátka, tzn. v neaktivní zóně zrcadla. Nakonec umístíme zrcadlo s označeným středem zpět do dalekohledu.

Postup kolimace je téměř shodný s postupem uvedeným výše (1. Kolimace pomocí kolimační pomůcky), tato metoda je všek poněkud přesnější z důvodu toho, že díky záměrnému (drátěnému) kříži vidíme přesně průběh optické osy dalekohledu a to nám usnadní celou kolimaci.

Dalekohled opět namíříme na nějakou světlou plochu (jasná denní obloha či světlá stěna místnosti) a do okulárového výtahu zasuneme kolimační trubičku. Podíváme se do trubičky a u špatně zkolimovaného dalekohledu uvidíme obraz podobný tomu na obr. 7 (kříž je uměle vytvořený v grafickém editoru, použil jsem obrázky z 1. kapitoly). Pomocí trojice šroubků sloužících pro seřízení náklonu sekundárního zrcátka (viz obr. 8) se snažíme docílit stavu, kdy vidíme na kříži kolimační trubičky střed primárního zrcadla (obr. 9). V dalším bodě se pomocí tří šroubů sloužících pro seřízení primárního zrcadla (obr. 10) snažíme seřídit optickou osu primárního zrcadla tak, aby obraz kříže "mířil" do středu sekundárního zrcátka (obr. 11).Tím je kolimace u konce.

Takže, v  dobře zkolimovaném dalekohledu, by jsme měli při pohledu do otvoru v kolimační trubičce vidět vše "v ose", tzn., v ideálním případě by na jedné přímce mělo být:  otvor v kolimační trubičcě,  střed  záměrného kříže, střed primárního zrcadla a střed sekundárního zrcadla.  U  této metody  mohou nastat  některé  problémy, např. při současném pozorování kříže a značky na primárním zrcadle je nevidíme současně ostře (z důvodu jejich rozdílné vzdálenosti od oka), popř. můžeme mít bez vhodného osvětlení problém s viditelností záměrného kříže, zde by mohlo pomoci např. posvícení baterkou na kříž.

3. Kolimace pomocí laserového kolimátoru
Poměrně přesná  metoda kolimace dalekohledu
(pro méně světelné dalekohledy) je kolimace s použitím laserového kolimátoru. Laserový kolimátor si můžeme koupit, popř. jednoduše vyrobit. Návod na výrobu jednoduchého laserového kolimátoru  popisuji zde.

Postup kolimace je jednoduchý a zabere pouze pár minut. Kolimátor zasuneme do okulárového výtahu a zapneme ho. Na primárním zrcadle se nám objeví červený bod (na obrázku 12 označený "b"), nejspíše mimo střed značky na primárním zrcadle. Jako první  je potřeba seřídit sekundární zrcadlo. K tomu slouží trojice šroubů na držáku sekundárního zrcátka (obr. 13). Jejich seřizováním (zkoušíme vždy jeden trochu povolit a druhé dva dotáhnout) se snažíme, aby se červený bod ("b") laserového kolimátoru promítal do středu centrální značky na primárním zrcadle (obr. 14).

V dalším bodě je potřeba seřídit primární zrcadlo. Pomocí trojice tlačných šroubů tlačících na misku primárního zrcadla (obr. 15) se snažíme o to, aby se laserový paprsek odražený od středu primárního zrcadla ("c") odrazil zpět na zrcadlo sekundární a dále do středu laserového kolimátoru ("a"), tzn. zpět do místa, odkud laserový svazek vychází (obr. 16). Pro sledování tohoto odraženého paprsku se díváme na odraz sekundárního zrcátka na zrcadle primárním, kdy na tomto odrazu sek. zrcátka je vidět laserový kolimátor v okulárovém výtahu a na něm je poměrně dobře viditelný obraz odraženého laserového svazku na přední clonce kolimátoru (na mém kolimátoru je to ta zelená součástka), popřípadě, pokud je tato clonka přímo vidět při pohledu do tubusu (kolimátor je dostatečně dlouhý), tak je na ní vidět odražený laserový paprsek ještě lépe. V tomto bodě je kolimace hotova.

Pro shrnutí připomenu, že pro správnou kolimaci je potřeba dosáhnout stavu, kdy laserový svazek vycházející z kolimátoru ("a") se odrazí od sekundárního zrcátka do středu zrcadla primárního ("b"), odtud se dále odrazí zpět na sekundární zrcátko a pak zpět do laserového kolimátoru ("c"="a"). Tzn., že laserový svazek putuje od kolimátoru do středu primárního zrcadla a po stejné dráze se vrátí zpět odkud vyšel.

Poznámky:
1. na primárním zrcadle můžou být i další červené body (parazitní odrazy), ale ty jsou viditelně slabší, takže by neměl být problém poznat, který bod je výstup z kolimátoru ("a"), který je jeho odraz od sekundárního zrcátka na primárním zrcadle ("b") a který je "návratový" ("c"), tzn. odraz bodu ("b") zpět k sekundárnímu zrcátku a od něj na clonku kolimátoru.
2. červené body na obrázcích (12,14,16) jsou uměle vytvořené v grafickém editoru, protože se mi je jaksi nedařilo odofotografovat :)  (výstup laserového paprsku z kolimátoru /bod "a"/ byl vždy silně přeexponovaný a svým jasem překryl bod "c")

Domů Astrofoto Vybavení Odkazy Co je zde nového Něco o mě
© František Bílek