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[自制DIY] 可能是目前能够得到最小也最容易得到的人工星点了~~~~~

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optical 发表于 2015-1-22 21:33 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–河南–郑州 联通

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本帖最后由 optical 于 2015-1-22 22:28 编辑

        前不久入了一枚施卡,需要调节光轴,一般要找一个恒星来对,但由于赤道仪还没摆置好,就需要人工星点。其实很简单,就是一个尺寸足够小的人工光源。
        想了下,突然想起来激光二极管不就是一个现成的人工星点了。这个太容易得到了。大街上随便几块钱买个红色激光笔(传说中的红外线),拆掉准直透镜,让激光二极管直接外露,就搞定了。
        因为激光二极管的发光区(有源区)的尺寸是非常小的。一般在1微米的样子。宽度会宽一些,单模激光二极管会在几微米的尺寸,多模大功率激光二极管的尺寸在40微米-100微米的尺寸。
        但是激光二极管的有源区究竟在什么样的尺度,这个不同的激光二极管相差就很多的。但理论上是功率越小的宽度越窄。好了,我就先搞一个120毫瓦的660nm红光激光二极管,激光二极管型号是Opnext公司的HL6545MG,这个管子是设备上替换下的老化的管子发光已经衰减很多,但做星点还是绰绰有余。opnext公司已经和oclaro合并,就是这个型号的管子目前已经是oclar在做的。当然随便找个小功率激光管也是一样的。
        好了,管子我通过一个180欧姆电阻直接连接到一个锂聚合物电池上,这时候电流只有几毫安。这么小的电流管子是不会发出激光的,只发出荧光,我不可能让管子发出激光后再去显微镜下观察,毕竟干这一行知道激光的威力,即使很小功率的激光聚焦后也会对视网膜造成毁灭性伤害。
        如下图,可以看见激光二极管发出微弱的荧光。
         QQ图片20150122203832.jpg
但即使是这么微弱的荧光直接观察起来还是很刺眼的,为此把显微镜的落射光源打开,让整个视场都亮起来,让眼睛收缩瞳孔,好让反差没那么强烈,也方便拍照对焦。
         QQ图片20150122203828.jpg

        来一个100x下的金线照片。标尺全长代表100毫米。一小格1mm
         QQ图片20150122203825.jpg

        现在是100x下的激光二极管芯片的发光状况,因为发光区太薄,看不清,继续放大
         QQ图片20150122203821.jpg

现在是400x下的芯片状况,图中标尺总长度代表100毫米,每小格是1毫米。芯片的厚度是大概是43mm/400=0.1mm
发光区的厚度仍然看不清楚,大概是一格的厚度,厚度大概是2.5微米。
QQ图片20150122203816.jpg

可以看出,激光二极管的尺寸是一个0.25x0.1mm的稍微有些倾斜的长方形。下面很粗糙的应该是碳化硅沉底。
下面是发光区的宽度,由于发光区太亮,照片无法拍出真实形状,结果拍出来就是比真实尺寸大很多倍的一片亮区。但肉眼看起来发光区是一个大概2-3mm的弯月形区域。由于点亮情况下无法看清楚,下面就来一个不发光的情况。
QQ图片20150122203813.jpg

这个图片提高了对比度,这样看的更清楚一些。可见红色箭头指的地方有一个宽度为2mm的半圆形突起。算起来尺寸就是2mm/400=5微米。
QQ图片20150122204858.jpg

由于1000X的倍率工作距离太短,激光管由于封装的问题无法对焦,就只能破坏封装了。破坏封装后因为没有了窗口玻璃的反射,对比度提高了不少,发光区的形状能够看的更清楚了。但管芯不小心被剥落了下来,无法点亮了。100x去封装
QQ图片20150122221236.jpg

400x去封装
QQ图片20150122221239.jpg

1000x去封装
QQ图片20150122221242.jpg
1000x去封装
QQ图片20150122221245.jpg QQ图片20150122222629.jpg
        已经确认下来,发光区的尺寸大概是一个2.5x5微米的长条形区域。
        回头再小心的去封装后拍个点亮的,用更小的电流点亮,看看这个区域真实的发光情况。
        当然,肯定有人说这个区域不是圆形的,不适合做星点。但是由于这个区域的最大尺寸已经在5微米的级别。别说望远镜,就是小倍率的显微镜都无法看出它的形状。其次就是目前业余爱好者的望远镜的分辨率在0.5角秒的级别。这个级别大概就是区分距离10米处间距50微米的两个点。所以这个星点在10米的距离,估计就算论坛里最牛的望远镜也看不出它的形状是个弯月形。       不过一定要求圆形也不难,买一个单模光线耦合输出的激光,单模光纤的直径在10微米左右,也有3微米的。这个肯定满足圆形的要求了。
       所以个人认为激光二极管是目前最容易得到并且发光尺寸最小的人工星点,并且功率越小越好。由于镜子的赤道仪和架子还在折腾中,等都整好了再发上这个人工星点的实际表现。


        






我全身发烫 发表于 2015-1-22 22:13 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国–湖北–武汉 移动
不明觉厉!不知道是否可模拟星点,激光不是有强指向性么,那望远镜就不是工作在全口径了,衍射效果会否始终只是一个亮斑呢?
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 楼主| optical 发表于 2015-1-22 22:23 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–郑州 联通
本帖最后由 optical 于 2015-1-22 22:25 编辑
我全身发烫 发表于 2015-1-22 22:13
不明觉厉!不知道是否可模拟星点,激光不是有强指向性么,那望远镜就不是工作在全口径了,衍射效果会否始终 ...

是啊,这个就是用来模拟星点的。激光的确有强指向性,但是由于衍射极限的限制激光的发散角和激光的直径成反比,这么小的微米级别的激光输出后发散角是在20x40度。可以认为是一个点光源。在距离10米后,发散的光足够覆盖3米的区域了。普通的红激光指向性强是因为有准直镜压缩了发散角,所以我说做模拟星点的前提是去掉激光笔的准直镜并且调小电流,只让它微弱发光就可以了。
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天知道wy1978 发表于 2015-1-22 23:59 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 电信/电信互联网数据交换中心
光纤加强光手电够用!那光源弱到眼睛都难区分也没什么意义了吧!
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liupeng134 发表于 2015-1-23 07:04 | 显示全部楼层 来自: 中国–内蒙古–巴彦淖尔 电信
支持DIY
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 楼主| optical 发表于 2015-1-23 21:20 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–郑州 联通
今天又解剖的一个管子,这回可以裸露的点亮了并且可以用1000倍来看点亮的情况了。可以看出发光区是一个1x6微米的区域。
QQ图片20150123211712.jpg
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xinghai 发表于 2015-1-24 07:23 | 显示全部楼层 来自: 英国
DIY!
真的很钦佩!
精神也可嘉啊!赞!
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laser63588 发表于 2015-1-24 22:54 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–郑州 联通
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tbb1 发表于 2015-1-27 09:58 | 显示全部楼层 来自: 中国–上海–上海 东方有线
楼主搞科研精神可嘉!
不过还是需要实践检验下。
从图片上看,这个亮度很低,因此能不能在7-8米(我的1000毫米镜子,必须拉这么远)的距离上实用,是一个问题。
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 楼主| optical 发表于 2015-1-27 10:04 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–郑州 联通
本帖最后由 optical 于 2015-1-27 10:07 编辑
tbb1 发表于 2015-1-27 09:58
楼主搞科研精神可嘉!
不过还是需要实践检验下。
从图片上看,这个亮度很低,因此能不能在7-8米(我的1000 ...

这个亮度是为了方便拍照我故意用很小的电流点亮的,激光二极管的发光强度非常高,电流大的话不但拍照拍不清,CCD都能给烧坏,更别说人眼了。所以不说7-8米了,足够功率点亮的话见度好的话7-8公里看到都不是问题。
我的施卡镜子的下半身还没整利落,等下半身整利落了,就更新实测结果。
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tbb1 发表于 2015-1-27 10:29 | 显示全部楼层 来自: 中国–上海–上海 东方有线
楼主看来是搞光学的,请教有没有办法利用简单的材料做到大视野的平移光轴,用来将两个125-1000折射整成一个双筒。
不需要正像。
松本式好像很难调整并且外形不利加工?
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 楼主| optical 发表于 2015-1-27 10:49 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–郑州 联通
tbb1 发表于 2015-1-27 10:29
楼主看来是搞光学的,请教有没有办法利用简单的材料做到大视野的平移光轴,用来将两个125-1000折射整成一个 ...

介个。。。还真没,如果有的话,别人早就用了。目前感觉还是松本或者正像棱镜或者3天顶。不行你把一个物镜截成两个半圆组双筒吧
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我全身发烫 发表于 2015-1-27 13:48 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国–湖北–武汉 移动
二极管亮度不成问题,眼晴看得见,望远镜自然看得见!但看得见不等于看得清(焦内焦外的衍射斑):因实际使用中,光点放置距离会受限,比方说室内吧,十米直视距离够难为人了,焦距60厘米够短了,想不加天顶通过目镜直视完成焦内外衍射斑观察,必须调焦筒尾端尽力伸展到焦点4厘米以外,这个4厘米一般折射望远镜厂家设计调焦座时,是无法给予满足的,比如我的1毫米都没有,想看星点啊,目镜可别插到头哈,想看近景啊,加天顶呗。就本贴主题想请教过来人,平面天顶看衍射斑,不知有何影响?也期待楼主的实验结论!
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我全身发烫 发表于 2015-1-27 14:04 | 显示全部楼层 来自: 中国–湖北–武汉 移动
追问下,是否折射镜不同于反射镜,不必刻意检查星点,毕竟发现状况的话,个人调整余地小?
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 楼主| optical 发表于 2015-1-27 14:19 | 显示全部楼层 来自: 中国–河南–郑州 联通
我全身发烫 发表于 2015-1-27 14:04
追问下,是否折射镜不同于反射镜,不必刻意检查星点,毕竟发现状况的话,个人调整余地小? ...

折射镜基本不需要调光轴。就算是物镜偏心问题也不大,因为设计好的折射镜,物镜哪怕偏离光轴几毫米甚至1厘米,肉眼都无法察觉像质劣化。
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