ヤフオクを流れていく名機達

[還暦α]

皆様こんにちは。

HG様

望遠鏡そのものを干渉計で評価をされたいというお話ですね。
直径300mmの基準面を購入しようとなると高額になってしまい現実的ではないですね。
300mmの平面を磨ける研磨機を持っている研磨屋さんは限られていると思います。
（半導体製造用のシリコンウエハーは300mmが主流で当たり前に磨いているようですが）
木村様のお話にある「アマチュアは道具なしにやってのける」に走らざるを得なくなると思います。
基準面を自作するにしても大きいと熱的に安定するまで相当な時間を必要とするので普通のガラスを
使うのはかなり困難と思われます。
熱的に安定するのを待たずに済む方法は低膨張素材を使う事です。
天文台の大型望遠鏡や建設中のTMTに使われているZERODUR（ショット）、Clearceram（オハラ）
などの結晶化ガラスは石英ガラスより膨張係数が小さいのが特徴です。

https://media.schott.com/api/public/con ... nload=true

https://www.ohara-inc.co.jp/wp-content/ ... 130621.pdf

これらの素材が高価で手が出ないかというと、そうでもありません。

最近、顕微鏡関係の仕事で熱膨張が問題になった時に日本電気硝子のネオセラムN-0を試しました。

https://www.neg.co.jp/products/neoceram/index.html

厚さ3mm、300×300mmで13,585円（税込み）でした。

https://axel.as-1.co.jp/asone/d/2-9741-02/

それほど高くない理由は耐熱ガラスという扱いで調理器具やストーブの窓材などに使うことを想定しているから
と思われます。
幅40mm長さ220mmを切り出して片持ちのサンプルホルダーを作り光学系への取り付けを工夫したところ
周囲温度が10度変わっても1μmも動きませんでした。

丸い物もあり、厚さ5mm、φ300mmで17,347円です。（こちらはアマゾンで売っていました）

https://www.amazon.co.jp/%E3%82%AC%E3%8 ... s_li_ss_tl

平面研磨で面精度を確認するには3面は磨く必要がありますが表裏両方磨けば2枚で済むので35,000円ぐらいで済みますね。

問題は厚みが5mmというところで、立てたりするとたわむ可能性があります。
2枚貼り合わせるとか何かしら工夫が必要になるかもしれません。
そうなると費用がかさむことになります。

画像は厚さ3mm、300×300mmから必要な分を切り取った残りです。
少し茶色っぽく色づいていますが光が透過するので2面を合わせて干渉縞を見ることは出来ます。
（下に敷いたビニールシートの折り目が見えているのがわかると思います）

ニュートン反射の斜鏡であれば5mm厚でも行けそうな気がします。
望遠鏡メーカーが採用しないのは青板やパイレックスよりは高価なのと研磨しにくいから、あるいは斜鏡だけ
良くしても意味がないからかもしれません。

ご参考まで。

[HG]

還暦aさま

情報ありがとうございます。

>望遠鏡そのものを干渉計で評価をされたいというお話ですね。

いや、評価そのものは、すでに製品として出来ているので、今更いじれるところが無いと考えています。
懸案なのは、「本来のアライメントが出ているか？」にあります。
ロシアの工場では、インターフェロメーターを使って最適化をしているので、
その状態をいじってしまったのを「元に戻したい。」というのが私の願いです。

天体写真撮影時、ガイド星をモニターすると楕円に見えます。(視野の端なので)
ところが、角度を変えると楕円の量も変わります。
ミラーの固定方法がまだ悪いのです。
あるいはまだ芯が完全に出ていないです。
画面の中央でコマとアスが出るので、主鏡芯と副鏡芯あるいは補正板芯が違っているのです。
けれど、どの方向に合せると一致させられるのかは、レーザーでは分からないんですよね。

>直径300mmの基準面を購入しようとなると高額になってしまい現実的ではないですね。

そのとおりなんです。そこが最大のネックです。

高精度の平面に関しては、「水銀使えば簡単に出来るではないか」と考えたことがありました。
パンは、台所用のステンレスなどが流用できそうだと。
子午線測量にも水銀は使っていたし、昔の灯台のレンズも水銀の上に浮かしていた。
市場には出回っているらしい....。

そうはいっても、環境問題で水銀の温度計も使えない時代、
毒物劇物取締法があって、個人の調達は不可能です。
研究機関なら良いようですけれども。

アメリカ、確かハワイ大学の先生が、油面を使うということを考えました。
彼は「ギヤオイル」を使って高精度平面をこさえて、自作のマクストフ望遠鏡の調整に使っていました。
頭いいですよね。オイルフラットと呼んでました。

オイルだととにかく光が暗くてかなり難儀をしたといいますね。
けれどもオイルには粘性があるので、振動の吸収性能は良かったそうです。
個人的には、オイルは可燃物だし地面に汚染させとやっかいではあります。
臭いですしね。
水銀の場合は、有機水銀では無いので、オイルよりは環境への問題は少ないだろうと考えたのですが、
他の物質と化合するので良く無いのは確かです。
水銀の瓶をもってみると、かなり重たかったので、あんまり現実的ではないでしょうね。
管理も大変。
間違ってひっくり返したら困る。

いずれにしても、カスタム・サイエンティフィクス社やエドモンドの12インチの1/20λで、約130万円ですから、それよりはずっと安くて高精度なのは間違いない。

薄肉ガラスの場合、どう固定しても重力の影響で、自分で自分の形状を保持出来ないと思います。
経験的に、10ｍｍの強化ガラスを屋根に使うと、軸外方向にはだいたい1/75くらいの勾配でたわみます。
30㎝のガラスであれば、支点間距離300で4ｍｍたわむ。
それをどこかに固定して補強する場合、相手側の精度・強度も必要な訳で、実はあんまり考えていませんでした。
枠のような周辺しか固定出来ないので。面外荷重が加わらないように厳密に垂直に立てられるのであれば、
少しは違うのかもしれません。
それでも30㎝というと相当くにゃくにゃすることが予想できます。

[木村]

あの丸の中にある縞々は、ロンキーじゃないですよ。(笑

https://spie.org/publications/spie-publ ... eter?SSO=1
ローア氏は、トワイマンを使ってます。
上に解説を張りました。

https://llis.nasa.gov/lesson/717
NASAもレクチャーしてくれてますので、まずは原理を勉強するところから。
こちらは、フィゾーです。

市販品だと、Zygoが有名ですが、原理は同じ。
レーザーそのものよりテストベンチや平板テーブルのほうが高価。

　そんなのは元のHPの中の図を見れば簡単に分かるんだけど，その仕掛から，あの縁のはっきりした黒い縞々が出るはずないでしょ？　干渉だから縞々の輝度はサインカーブになるのでは？　あ，サインの2乗か．2乗だと，こんな輝度分布の縞々になるのかなぁ？　なんか，（基準）平面のニュートンリングと縞々の感じが違いますが．