Caracteristicile filtrelor Baader Planetarium

pagina anterioara

Calitatile optice ale filtrelor Baader si procesul de productie

Despre filtrele D-ERF                Celulele Baader pentru filtre

 

Calitatile optice ale filtrelor Baader si procesul de productie

In ultimii zeci de ani a crescut considerabil numarul posibilitatilor de utilizare a filtrelor in astronomia pentru amatori, acest fenomen datorandu-se atat producerii unor accesorii optice precise dar, mai ales, revolutiei digitale.

Filtru H-alfa 35nm Baader Planetarium

La inceputuri, filtrele colorate pentru observatii planetare nu se insurubau in partea frontala a ocularelor, ci se plasau intre ocular si ochi. Plan-paralelismul acestor filtre de sticla nu era important, deoarece nu se aflau pe traseul optic al telescopului. In zilele noastre, filtrele se monteaza pe traseul optic al telescopului, chiar in fata planului focal. Acest fapt necesita respectarea unor caracteristici precum plan-paralelismul si un proces precis de productie.

Fiecare filtru montat in celula care se livreaza clientilor Baader Planetarium este taiat sub forma unui disc rotund, la dimensiunea de 1.25" sau 2". Apoi, folosind un slefuitor automatizat, de inalta precizie, filtrul este slefuit planoptic la un sfet de lungimea de unda de referinta, pe ambele fete. Dupa aceasta, blank-urile slefuite sunt supuse unor proceduri de acoperire cu straturi optice. Aceasta etapa se aplica tuturor filtrelor fara celula.

In mod intentionat, Baader Planetarium evita taierea filtrelor din bucati mari de sticla deoarece straturile superiore pot fi deteriorate catre margini si pot dezvolta fisuri de dimensiuni microscopice. Acestea fac posibila penetrarea umezelii,  fenomen care in timp va duce la  imbatranirea filtrelor. In particular, acest fenomen se aplica straturilor optice dielectrice necesare filtrelor pentru nebuloase, UV/IR cut sau filtrelor de emisie. Deteriorarea multiplelor straturi ale filtrului la margini va duce la deteriorari si mai semnificative in restul filtrului. Cum filtrele Baader nu sunt decupaje, fiecare filtru poate fi acoperit cu straturi optice, dar nu pana la margine. Filtrul este sigilat si umezeala nu poate penetra straturile superioare. Din acest motiv, chiar si cele mai scumpe filtre de banda ingusta nu vor simti trecerea timpului si pot fi curatate fara probleme ori de cate ori considerati necesar.

Filtrele UV/IR cut sunt testate prin tinerea lor pentru o ora in apa care fierbe. Acest test de imbatranire accelerata echivaleaza cu aproximativ 5 ani  de utilizare normala. In contrast cu filtrele taiate, filtrele sigilate la margini nu imbatranesc si nici nu apar modificari in trasmisia de lumina la diferite lungimi de unda.

Dezavantajul comercial al acestei tehnologii consta in faptul ca nu se pot produce orice dimensiuni prin simpla taiere dintr-o bucata mare. Pentru alte dimensiuni decat cele standard este nevoie de o productie de 250 de bucati pentru ca o comanda sa poata fi onorata.

Filtrele care se monteaza in fata telescopului - de exemplu, filtrele D-ERF pentru observatii solare - trebuie sa fie substantial mai precise, astfel incat imaginea focala sa nu sufere distorsiuni optice importante; ele sunt slefuite plan-paralel si apoi slefuite suplimentar la o acuratete a suprafetei de l/10 .

- Aceasta calitate optica inalta asigura faptul ca lungimea de unda a razei care patrunde in sistemul optic nu va fi deformata cu mai mult de l/4 sau l/10 - valoarea variatiei lungimii de unda pe suprafata filtrului.

- Slefuirea reduce orice dispersare a frontului de unda ce trece prin filtru.

Filtrele de inalta caliatate nu sunt ieftine. De asemenea, nu este nicio surpriza daca un astronom se plange de calitatea slaba a unei imagini (vizuale sau fotografice) atunci cand foloseste un filtru ieftin (in general de origine chinezeasca) montat pe ocular, binocular, telecompresor sau lentila barlow. Cu cat puterea de marire folosita este mai mare, cu atat mai neclara si mai stearsa va fi imaginea cand se foloseste un filtru ieftin.

In urma procesul de productie strict un filtru Baader va trebui cumparat doar o singura data de un client, iar acesta va putea folosi filtrul in conditii optime atat acum, cat si in viitor. 

Inca de la inceputurile productiei lor de filtre, Baader Planetarium a verificat calitatea a numeroase filtre ieftine de la diferiti producatori (in imaginea din stanga, interferograma unui filtru Neodymium ieftin).

Multi producatori - majoritatea din Asia - inca mai au conceptia ca un filtru este folosit doar aproape de planul focal si ca, prin urmare, un substrat de sticla omogen nu este necesar, la fel cum nu este necesara nici  o slefuire optica fina.

Ei cred ca doar un aspect cosmetic placut si o suprafata dreapta sunt necesare pentru a obtine o slefuire cu plan-paralelism ridicat. Mai mult, ei considera ca este bine ca filtrele sa fie taiate din bucati mari de sticla - de obicei 20x20cm - si sa finiseze grosier filtrele pe abele parti. Cu acest proces suprafata este indreptata si zgarieturile si inacuratetile de pe suprafata sunt aduse la acelasi nivel. Dar aceste suprafete slefuite grosier prezinta iregularitati si deformeaza semnificativ frontul de unda al luminii. Bucata mare de sticla este acoperita cu straturi optice  inainte de a fi taiata la dimensiunile dorite. Aceasta metoda de productie a filtrelor este semnificativ mai ieftina decat fabricarea sofisticata a filtrelor Baader. In plus, diferite dimensiuni de filtre pot fi produse din aceeasi bucata de sticla, reducandu-se costurile de productie. Insa astfel de filtre ieftine trebuie intotdeauna montate pe ocular, si nu vor putea fi folosite pentru fotografie cu rezultate bune. Claritatea si rezolutia imaginii vor fi cu atat mai reduse cu cat puterea de marire folosita va fi mai mare.

Despre filtrele D-ERF

Filtre de reducere a energiei solare - Baader PlanetariumFolosind un filtru SolarSpectrum (sau orice alt filtru etalon H-alfa) impreuna cu un filtru ERF - unul ce nu este echipat cu un strat IR  - veti lasa filtrul ERF sensibil la intreg spectrul IR. Acest fapt poate produce o cantitate semnificativa de caldura in focus, arzand in timp etalonul.

Noul invelis dielectric DWDM cu 43 de straturi ofera o raza "rece" de lumina rosie pura, cu o latime de banda la jumatatea maximului lungimii de unda de 45nm. Substratul de sticla nu este fabricat dintr-o sticla moale absorbanta, ci din sticla BK7 extrem de omogena, fin slefiuita la un grad tipic lentilelor de obiective si cu straturi anti-reflex pe o  parte. Aceste straturi reflecta spectrul luminos cuprins intre 280nm si 1500nm, lasand deschisa o fereastra spectrala de 45nm din jurul lungimii de unda H-alfa. Este foarte dificil de realizat un asemenea invelis optic. Daca aceste sisteme de invelisuri optice nu sunt realizare perfect, plan-paralelismul este compromis, iar filtrul se va comporta ca o lentila curba cu iregularitati. Straturile folosite lal filtrele Baader Planetarium D-ERF sunt realizate cu cea mai mare grija  si sunt aplicate de cele mai avansate intrumente existente. Filtrele finale sunt toate inspectate si trecute prin bancul optic de colimare Carl Zeiss.

Un astfel de nivel de calitate permite utilizarea intregii puteri de rezolvare a telescopului, reducand energia termica ajunsa la filtrul SolarSpectrum. Aceasta nu doar reduce dramatic cresterea temperaturii in telescop, dar elimina si efectele vizuale ale acumularii de caldura.

Vechile filtre ERF-RG transmit toata energia IR,  absorbind doar energia din spectrul vizual situat sub 610nm - fapt ce creaza un curent de caldura in fata obiectivului telescopului. Diferenta de caldura acumulata (calculata la distanta de 4" in fata focusului) dintre un filtru obisnuit ERF si filtrul Baader D-ERF este de aproximativ 70 de grade Celsius. Si, de vreme ce lumina nedorita nu este absorbita, ci reflectata, nu se produce nicio acumulare de caldura in fata telescopului.

Filtrul Solar Spectrum contine chiar el pe fereastra frontala un filtru de blocare ce se comporta ca un element de respingere a caldurii. Dar daca filtrul este montat pe un telescop in pozitia gresita, intreaga energie IR va merge direct in filtrele de polarizare si etalon si - in cel mai rau caz posibil - va topi elementele polarizante sau va fierbe lichidul de imersie.

Toate aceste probleme vor lipsi daca folositi filtrul D-ERF, deoarece lumina existenta in telescop este rece. Prin urmare, nu exista posibilitatea sa distrugeti un filtru etalon H-alfa chiar daca montati gresit filtrul.

Baader Planetarium ofera filtrele D-ERF din stoc la cele mai comune dimensiuni de la 75mm pana la 180mm diametru. Pentru unele proiecte stiintifice, Baader poate produce filtre D-ERF cu dimensiuni de pana la 290mm.

Celulele Baader pentru filtre

Dupa instalarea prin insurubare a filtrelor Baader in celule stadard, interferometrul indica deformari drastice datorate tensiunilor prezente in ansamblul filtru/celula.

Interferograma unui filtru Baader strans intr-o celula

Interferograma unui filtru Baader lasat liber intr-o celula

Acesta este motivul pentru care Baader Planetrium nu mai fixeaza strans filtrele in celule. Este chiar posibil ca filtrele sa se miste putin in celule, dar acest fapt nu afecteaza calitatea imaginii. Un filtru fara tensiuni interne, nefixat strans in celula, nu este un defect de fabricatie. Este exact ceea ce Baader Planetarium a dorit.

Observatiile vizuale si fotografiile astronomice realizate cu ajutorul filtrelor Baader sunt printre cele mai bune obtinute in intreaga lume de catre astronomii amatori si profesionisti.

inapoi la pagina anterioara