Il discorso sulla collimazione che avevo in mente di fare si è rivelato talmente lungo, da indurmi ad aprire una apposita discussione.
L'idea iniziale era di corredare il discorso con disegni esplicativi, poi mi sono reso conto che ci sarebbe voluto troppo tempo a tirar giù dei disegni comprensibili. Proverò quindi a gestire tutto sul piano verbale, consapevole dei limiti di tale metodologia.
Cominciamo col definire gli elementi in gioco (schema ottico newton) ed i relativi gradi di libertà:
1) tubo portaoculare montato su struttura portante
- asse di traslazione perpendicolare all'asse del 'tubo' (la struttura principale del telescopio, che può anche essere un traliccio)
- zero gradi di libertà in termini di decentramento e basculaggio
- un grado di libertà in termini di scorrimento assiale (movimento di messa a fuoco)
2) specchio secondario, inclinato a 45°, montato al centro della struttura portante
- possibilità di rotazione assiale rispetto all'asse del 'tubo'
- possibilità di basculaggio rispetto ai due assi perpendicolari all'asse del 'tubo'
- limitata possibilità di traslazione longitudinale rispetto all'asse del 'tubo'
3) specchio primario
- possibilità di basculaggio rispetto ai due assi perpendicolari all'asse del 'tubo'
- limitata possibilità di traslazione longitudinale rispetto all'asse del 'tubo'
Lo specchio principale produce un'immagine facendo convergere i raggi di luce riflessi. Questo processo può essere visualizzato come un cono, la cui base è la superficie tonda dello specchio primario, mentre l'altezza è pari alla lunghezza focale. Questo cono viene intersecato dallo specchio secondario, di forma ellittica, e proiettato perpendicolarmente (non sempre, ma per il momento ci atterremo a questa semplificazione) fino al punto in cui è collocato il piano focale dell'oculare. Il bordo del secondario ellittico funge da diaframma di campo, ragion per cui diventa essenziale che il cono di luce sia correttamente centrato con uno dei due fuochi dell'ellisse.
Chiaramente per venire a capo di tutti questi gradi di libertà e giungere alla configurazione ottimale occorre escludere un potenziale errore alla volta. In questo i due metodi, laser e tappo forato, operano in maniera diversa.
Laser- Inserendo il laser nel tubo focheggiatore questo va ad individuare l'asse ottico dell'oculare, restano ancora limitate possibilità di gioco nel sistema di focheggiatura e l'eventualità che il laser non sia perfettamente centrato con l'asse di rivoluzione del supporto. Questi margini di errore vanno valutati ed esclusi con apposite verifiche.
- La prima regolazione del fascio laser si fa agendo sui pomelli di regolazione del secondario (1), facendo in modo che il raggio di luce finisca al centro dello specchio primario. Questa procedura ottiene di registrare l'inclinazione del piano di riflessione relativamente all'asse del portaoculari ed al centro del primario, ma non consente di gestire il centraggio del bordo del secondario, né il suo potenziale scorrimento rispetto all'asse del 'tubo'. Questo può causare due tipi di problemi: A) una lieve caduta di luce, in genere inavvertibile B) l'avanzamento o arretramento del piano di messa a fuoco rispetto all'asse del focheggiatore, con il rischio che alcuni oculari non vadano più a fuoco (2). Quello che non inficia è la possibilità di ottenere il centraggio dello Sweet-Spot nel centro del campo oculare.
- La seconda regolazione si effettua agendo sulle viti dello specchio primario ed osservando il riflesso del fascio laser sul secondario. Qualora si disponga di uno strumento a tubo chiuso occorrerà utilizzare una tecnica leggermente diversa (3). Sul secondario saranno visibili due punti luminosi: agendo sui pomelli di regolazione si porteranno a coincidere. Questa operazione azzera i gradi di libertà dello specchio primario rispetto al basculaggio, e porta a far coincidere l'asse ottico, quindi lo Sweet-Spot, con l'asse dell'oculare. L'unico residuo margine d'errore riguarda la possibile traslazione dello specchio rispetto all'asse del 'tubo' quindi un posizionamento più o meno arretrato del piano di messa a fuoco, compensabile dal movimento assiale del focheggiatore. Solo in casi estremi si potrà verificare il rischio che alcuni oculari non siano in grado di raggiungere la corretta messa a fuoco.
- Questa procedura è molto rapida, ma ha margini di imprecisione. Il completamento della procedura di collimazione richiederà lo Star-Test, ovvero l'osservazione di una stella reale, e consisterà in lievi ritocchi alle viti di regolazione dello specchio secondario per ottenere il perfetto centraggio dello Sweet-Spot nel centro del campo oculare (il dettaglio di questa procedura è illustrato nel terzo commento di questa discussione:
#entry655237393)
Tappino forato- Questa procedura esclude i gradi d'errore con una logica completamente diversa.
- In primo luogo si procede a centrare il bordo del secondario rispetto al campo osservato (bordo del focheggiatore), traslandolo, se necessario, rispetto all'asse del 'tubo'. Questo procedimento ottiene di centrare il bordo dello specchio secondario rispetto al cono di luce, ed esclude il rischio di 'vignettatura'.
- il secondo passaggio consiste nel centrare il riflesso dello specchio primario al centro del secondario. Questo passaggio è l'equivalente del primo effettuato col laser, allinea l'asse ottico col centro dello specchio primario.
- L'ultimo passaggio, effettuato agendo sui pomelli del primario, consiste nel centrare il riflesso del portaoculari con il bordo dello specchio primario. Questo equivale a far coincidere l'asse ottico del primario con quello dell'oculare, e realizza il centraggio dello Sweet-Spot nel campo visivo.
- Inevitabilmente anche questa procedura presenta margini di imprecisione e, come nel primo caso, la verifica finale va fatta con lo Star-Test.
(1) In strumenti come il mio, che vanno completamente riassemblati ad ogni osservazione, la prima regolazione consiste nella rotazione del secondario rispetto all'asse del 'tubo'. Questo ottiene di avvicinare il più possibile il raggio di luce al centro dello specchio primario. La regolazione finale si fa agendo sui pomelli. Negli strumenti non soggetti a smontaggio frequente tale operazione (la rotazione sull'asse) generalmente non viene effettuata.
(2) La soluzione a questo problema consiste nel centrare il secondario traguardando attraverso il tubo del focheggiatore. Ancora meglio provvedere ad individuare la posizione ottimale dello specchio secondario dove far arrivare il fascio del laser e verificare, anche con un semplice righello, che il riflesso si trovi in prossimità.
(3) Una tecnica frequentemente utilizzata consiste nel collocare un tappino forato sul bocchettone del focheggiatore. In questo modo il fascio laser in uscita dal portaoculari attraverserà il foro, mentre quello riflesso finirà a cadere sul piano circostante, finché l'azione sulle viti del secondario non lo porterà a cadere nuovamente all'interno del foro. Alcuni collimatori laser sono già progettati per funzionare in questa modalità.
Edited by Marcopie - 14/1/2022, 23:14
