BTC  |  csillagászat  |  természetfigyelés  |  egyéb
	Fõoldal | Bemutatkozás | Távcsõvásárlás | Megrendelõlap | Árlista

Nils Olof Carlin: Newton-távcsõ jusztírozása Barlow-lencsés lézerkollimátorral

	Egy standard lézerkollimátor alkalmazása eredményezhet nem kielégítõ optikai beállítást is. Ha azonban egy szokásos Barlow-lencsével együtt használjuk, akkor nagyjából olyan beállítási pontosságot tesz lehetõvé, mint egy jó Cheshire-okulár. Minden fényképet Craig Michael Utter (Sky & Telescope) készített.

Az utóbbi években a Newton-távcsõvel rendelkezõk számára a lézerkollimátor egzotikus újdonságból immár az okulártartó egy újabb hétköznapi elemévé vált. Nagyrészt kiszorította a jó öreg Cheshire-okulárt, mint a jusztírozó eszközök egy választási lehetõségét. Elsõ pillanatra a lézer korszerû megoldásnak tûnik a reflektor optikáinak precíz beállításához azzal a plusz elõnnyel, hogy kényelmes az éjszakai használata. Egy standard lézerkollimátorral történõ beállítás azonban nem annyira egyszerû, vagy biztos, mint ahogy elsõre tûnik. Valóban, még a gyártó utasításainak legpontosabb betartásával sem biztos, hogy a fényerõs Newton-távcsövek (az 5, vagy annál kisebb f/arányúak) tulajdonosai kielégítõ pontosságú beállítást érnek el, nem is beszélve az olyan jó beállításról, mint ami egy Cheshire-okulárral elérhetõ. Vajon növelhetõ-e azonban a lézerkollimátor pontossága? Teljes mértékben! Az eljárás megvalósítása lebilincselõen egyszerû.

A beállítás alapjai

Egy Newton-távcsõ optikai elemeinek beállítása lényegében három lépésbõl áll, amelyek közül a legtöbb távcsõ esetében csak az utolsót szükséges rutinszerûen megismételni. Ezt az eljárást részletesen a beállításról szóló elõzõ cikkem ismertette (S&T: 2002. évi júniusi szám, 111. oldal), itt csak összefoglalom. Gondosan végrehajtva ezek a lépések tökéletesen beállított távcsövet eredményeznek.

A beállítási módszertõl függetlenül meg kell jelölnünk a fõtükör középpontját. Standard lézerkollimátor használata esetén egy fánk alakú papír alátét kielégítõ megoldás, de az itt leírt eljáráshoz egy lyuk nélküli egyszerû korong is megfelel.

A beállítás elsõ lépése kész – a segédtükör mechanikailag a fókuszírozó kihuzatához képest központosítva van. Ennél a lépésnél hagyjunk figyelmen kívül minden tükrözõdést.

Az elsõ lépés az, hogy a segédtükröt a fókuszírozóhoz központosítsuk. Ezt az okulár-kihuzatba illesztett célzó-csõvel történõ központosítással érhetjük el. Forgassuk addig a segédtükör tartóját, amíg a fõtükör középponti korongja nagyjából a segédtükör középpontjába nem kerül. Ezután a segédtükröt mozgassuk elõre-hátra a távcsõ tubusában, valamint „oldalirányban” (az elõre-hátra mozgásra merõlegesen) a tartólábak állításával, a segédtükör tartójának hátsó kis állítócsavarjait most hagyjuk békén. Ez a lépés automatikusan biztosítja azt is, hogy a segédtükör a megfelelõ mértékben eltolásra kerül.

	A beállítás 2. lépése a segédtükör dõlésének állítása addig, amíg a lézersugár a fõtükör középpontjába nem vetül. Ez biztosítja, hogy a fókuszírozó tükrözött tengelye a fõtükör középpontjába mutat.

A 2. lépésben a segédtükör dõlését állítjuk be, biztosítva azt, hogy a fókuszírozó középpontja és a fõtükör középpontja egybeesik. Egy standard lézerkollimátor ideális eszköz e feladathoz – beleillesztjük a fókuszírozóba, bekapcsoljuk, majd a segédtükör tartójának kis csavarjait addig állítgatjuk, amíg a lézersugár a fõtükör középpontjába nem vetül.

Vitathatatlanul a beállítási eljárás legfontosabb része a 3. lépés – az egyetlen lépés, amit normális esetben rendszeresen ismételnünk kell. Ekkor a fõtükör tartójának jusztírozó csavarjait állítjuk annak érdekében, hogy az optikai tengely a fókuszírozó középpontjába essen. Az elõzõ cikkemben ennek megvalósításához a Cheshire-okulárt javasoltam. Miután ezt a lépést befejeztük, a fõtükör „optimális területe” az okulárban középpontos lesz. Ez miért fontos? Mivel az „optimális terület”, különösen a fényerõs távcsövekben, nagyon kis méretû. Például egy f/4.5 fókusz-arányú fõtükör csak 2 mm átmérõjû diffrakció-határolt területtel rendelkezik! E kis területen kívül a távcsõ tükrének teljesítménye kezd csökkenni, ezért kritikus, hogy ez a jó zóna az okulár középpontjába kerüljön – ami a beállítás célja.

A lézeres félrejusztírozó

A 3. lépés lézerrel történõ végrehajtásakor a fõtükör tartójának jusztírozó csavarjait állítgatjuk úgy, hogy a fénysugár saját nyomvonalán térjen vissza a forrásáig, ahol valamiféle célponton, elõlapon láthatjuk a helyzetét. Ha a visszatérõ nyaláb 1 mm-re kerül a középponttól, az azt jelenti, hogy az optikai tengely ennek felével tér el, vagyis 0.5 mm-rel – ami közel tökéletes beállítást jelent. Mi tehát a probléma? Ez a pontosság csak akkor lehetséges, ha a 2. lépésben a fénysugár pontosan a fõtükör középpontját találja el. Tegyük fel, hogy csupán 2 mm-rel téveszti el – ami olyan szintû pontosság, amit nehéz megbecsülni a távcsõ tubusának elejétõl nézve. A 2. lépésben ez az önmagában jelentéktelen hiba sokkal kisebb annál, minthogy befolyásolná a távcsõ teljesítményét, de súlyos következményei lehetnek a 3. lépésben.

Annak illusztrálására, hogy hogyan, tegyük fel, a fõtükör már tökéletesen az okulárhoz van állítva – a távcsõ valójában tökéletesen jusztírozott. Mivel azonban a lézer a fõtükör középpontját a 2. lépésben 2 mm-rel eltévesztette, a fénysugár párhuzamosan tér vissza a tükör optikai tengelyével, s a lézerkollimátor üveglemezét a középponttól 2 mm-re találja el. Ha ezután beállítjuk a fõtükröt úgy, hogy a visszatérõ fénysugár a középpontba érkezzen, akkor a fõtükör „optimális területét” az okulár látómezejének középpontjától 1 mm-re eltoljuk kifelé anélkül, hogy ennek tudatában lennénk – ami elegendõen nagy ahhoz, hogy a nagy nagyítású látvány minõségét befolyásolja. Ez a lézerkollimátor valódi Achilles-sarka, és valószínûleg megmagyarázza, hogy sok felhasználó miért nem kapja azt az eredményt, amit elvár a távcsövétõl.

Ha a 2. lépésben képesek lennénk tökéletes pontosságot elérni, még akkor is lennének problémák. Az élet tényeihez tartozik, hogy egy távcsõ mechanikai elemei hajlamosak meggörbülni és bizonyos mértékig lötyögni. Próbáljuk ki: Legközelebb, amikor a 2. lépésben a lézerkollimátorunkat használjuk, tekerjük fókuszírozónkat elõször befelé, majd kifelé. A fénysugár még mindig a fõtükör középpontját találja el? Próbáljuk meg kicsit jobban megfeszíteni a kollimátort a fókuszírozóba rögzítõ csavart. A fénysugár el kezd vándorolni? Ha a fókuszírozónk olyan, mint a legtöbbünkké, akkor valószínûleg igen. Ezzel ellentétben a Cheshire-okulár meglehetõsen érzéketlen a 2. lépés kis hibáira – csak a fõtükör beállítási hibáját mutatja. Emiatt tipikusan sokkal pontosabb eredményt szolgáltat.

A lézerkollimátor valóban mûködõképessé tétele

Mi lenne, ha kombinálhatnánk a lézerkollimátor könnyû és kényelmes használatát a Cheshire-okulár pontosságával? Megtehetõ, és még csak nem is túlságosan nehéz.

A fent leírt problémák megkerüléséhez a szokásos keskeny nyalábú lézersugár helyett egy olyan pontszerû fényforrásra van szükség, ami széttartó fénysugarat bocsát ki. Ha ez a széttartó sugárnyaláb tükrözõdik a fõtükör felületén, akkor a központi korong élesen kirajzolódó sziluettje tér vissza a fényforráshoz. Ha pedig ez a korong-árnyék központosítva van a fényforrással, akkor a fõtükör a lehetõ legpontosabban jusztírozott.

Hogyan lehet elõállítani a szükséges széttartó fénysugarat? Egy megfelelõ fókusztávolságú szórólencse a lézersugarat széttartóvá változtatja, mintha a lencse fókuszpontjában lévõ virtuális pontforrásból indulna ki. Az ideális lencse természetesen az, amelyik olyan burkolatba került, ami a fókuszírozóba helyezhetõ, és a lézerkollimátort is tartalmazza. Igen valószínû, hogy már van ilyen eszközünk a mûszeres dobozunkban: egy Barlow-lencse!

Balra: A Barlow-lencsés lézer három fõ részbõl áll: egy hagyományos lézerkollimátorból, egy Barlow-lencsébõl, és egy bolygómegfigyeléshez használt színszûrõbe (ebben az esetben vörösbe) szerelt, kartonpapír-korongból készült felfogó ernyõbõl.
Jobbra: A kilyukasztott ernyõvel ellátott Barlow-lencsébe illesztve a lézerkollimátor egy olyan eszközhöz jutunk, amely annyira pontos beállítást tesz lehetõvé, mint egy Cheshire-okulár, de a lézer kényelmével.

Az egyetlen módosítás, amire szükségünk van, egy olyan elõlap elkészítése, amely láthatóvá teszi a visszatérõ fényt és a fõtükör központi korongjának árnyékát. Mint azt az elõzõ fényképek is illusztrálják, ez megvalósítható egy fehér kartonpapírból vagy mûanyagból kivágott korong segítségével, amelynek középpontjában egy megfelelõ nagyságú lyuk található a kilépõ lézersugár átengedéséhez. Elõször körzõvel rajzoljunk egy ugyan akkora átmérõjû kört, mint a Barlow-lencse csövének belsõ átmérõje. Ezután óvatosan vágjuk ki a kört késsel vagy ollóval. Végül lyukasszuk ki a korong közepét egy szokványos lyukasztóval, gondosan ügyelve arra, hogy a lyukasztó középpontja a körzõtõl származó kicsi lyukkal egybeessen. Az átlyukasztott korong vagy közvetlenül a Barlow-lencsére, vagy mint az itt látható, egy becsavarható színszûrõre illeszthetõ (a lézersugár színének megfelelõ szûrõt válasszunk, vagy távolítsuk el az üveget). Az utóbbi megoldással a beállító elõlap könnyûszerrel eltávolítható. Alternatív megoldásként, ha van egy régi, gyenge minõségû Barlow-lencsénk a kacatos fiókunkban, a felfogó ernyõt véglegesen rögzíthetjük benne, s van egy beállításra fenntartott eszközünk.

A Barlow-lencsés lézer használata

A Barlow-lencsés lézerkollimátor segítségével történõ beállítás csak a 3. lépésben tér el a korábban leírt normál beállítási eljárástól. Az 1. lépést a szokásos módon célzó-csõ segítségével végezzük, a 2. lépést pedig lézerrel a hagyományos módon. Ha végeztünk, a Barlow-lencsét a fókuszírozóba helyezzük, majd a lézerkollimátort a Barlow-lencsébe, ismét bekapcsoljuk a lézert, és megkeressük a központi korong árnyékát a Barlow-lencse elõlapján. (Abban a kevéssé valószínû esetben, ha a fõtükör annyira el van állítódva, hogy egyáltalán nem látjuk az árnyékot, akkor elõször durván be kell állítanunk pusztán a lézer, vagy a Cheshire-okulár segítségével.) Használjuk a fõtükör jusztirozó csavarjait az árnyék központosításához, ahogy a képen látható. Miután ezt befejeztük, távcsövünket beállítottuk.

Ez a fénykép-sorozat a Barlow-lencsés lézerkollimátorral történõ végsõ beállítást mutatja, ami egyszerûen a fõtükör központi korong-árnyékának a Barlow-lencsés lézer kilépõlyukjához történõ központosítását jelenti a fõtükör dõlésszögének állítgatásával.

Nem biztos, hogy nyilvánvaló, de a Barlow-lencsés lézer teljesen más módon mûködik, mint a standard lézer. Könnyû bemutatni a különbséget. Próbáljuk ki a korábban említett teszteket – gyengéden mozgassuk meg a kihuzatot, tekerjük befelé, majd kifelé, vagy szorítsuk meg a Barlow-lencsés lézerkollimátort rögzítõ csavart. Míg a hagyományos lézerkollimátor fénysugara táncolni kezd, addig a fõtükör központi korongjának árnyéka sziklaszilárdan egyhelyben marad. Ez azt jelenti, hogy a Barlow-lencsés lézer, hasonlóan a Cheshire-okulárhoz, csak a fõtükör beállítását érzékeli a fókuszírozó lötyögésébõl származó hiba nélkül.

Gyakorlati megfontolások

A kollimátor-lézerek fényeloszlása nem egyenletes, így a folt nem biztos, hogy kör alakú, vagy egyenletesen megvilágított lesz. Ez azonban mindaddig nem számít, amíg a fõtükör korongjának árnyékát tisztán látjuk. Mivel a fényforrás közel van a fókuszponthoz, ez az árnyék ugyanakkora méretû lesz, mint maga a korong.

A fénysugár széttartó nyalábjának elég szélesnek kell lennie ahhoz, hogy a fõtükör központi korongját teljes egészében átfogja, de nem kell pontosan koncentrikusnak lennie vele. Ami lényeges, az az, hogy mind a lézer, mind pedig a Barlow-lencse jó közelítéssel a fókuszírozó tengelyében legyen. Valószínûleg ott vannak, de ezt könnyû is ellenõrizni. Forgassuk a Barlow-lencsés lézerkollimátort a fókuszírozóban – a fõtükörre esõ fényfolt mozoghat ugyan egy kicsit, de a visszavetített árnyéknak lényegében egyhelyben kell maradnia.

Ehhez a módszerhez szükség van arra, hogy láthassuk a fókuszírozóban lévõ Barlow-lencse alsó felfogó ernyõjét. Ha a Barlow-lencse burkolata túl rövid, vagy a fókuszírozó túl magas, használjunk egy kis kézben tartható tükröt a megtekintéséhez. Hosszú tubussal rendelkezõ távcsövek esetén egy gondosan megválasztott helyzetû tükör szintén a segítségünkre lehet a fõtükör jusztírozásában – az állítgatás hatását azonnal láthatjuk benne.

A Sky & Telescope 2003. januári számában megjelent cikk fordítása