Obiectiv triplet apocromat: De ce lentile separate cu ulei?

Primele experimente reușite cu obiective triplet cu lentile separate prin ulei au fost realizate, cel mai probabil, de Wolfgang Busch din Ahrensburg, care a purtat mai multe discuții pe această temă cu Carl Zeiss Jena, pe vremea Republicii Democrate Germane. Chiar și atunci, această tehnologie era net superioară metodelor standard, precum lentilele separate prin aer sau cele lipite. Totuși, era dificil să se mențină mediul de legătură în interiorul obiectivului, din cauza uleiurilor sintetice insuficient dezvoltate și a multor altor motive. Din această cauză, lentila putea îngheța sau se putea usca. Zeiss a avut nevoie de peste zece ani de cercetare pentru a rezolva aceste dificultăți și a prezenta primul obiectiv APQ. În afară de Zeiss, doar Astro-Physics și TEC au reușit să producă obiective cu lentile separate prin ulei care să reziste în timp. Este nevoie de anumite trucuri și cunoștințe pentru a menține uleiul (dacă lichidul mai poate fi numit astfel) în interiorul obiectivului– cel puțin pe o perioadă lungă de timp, în condiții de temperatură variabilă. Dar cu măiestrie și răbdare, acest lucru este posibil.

Cu toate acestea, mulți oameni cred – în mod greșit – că separarea prin ulei este deosebit de predispusă la îmbătrânire. Acest lucru este cu siguranță adevărat dacă tehnologia nu este stăpânită, însă dorim să prezentăm o listă cu avantajele și dezavantajele lentilelor separate prin ulei. Decideți singuri!

Lentilele separate prin ulei de la TEC, Astro Physics și Baader:

• nu trebuie protejate împotriva scurgerii de ulei. Depozitarea orizontală nu reprezintă nicio problemă. Trebuie doar evitate șocurile termice. Nu transportați un instrument atât de scump direct din frigul de afară, de exemplu la -25°C, în sufrageria călduroasă – aceasta ar însemna o diferență de temperatură de 50°C în doar câteva minute! Totuși, diferențele de temperatură de 25°C nu au cauzat probleme în testele desfășurate pe perioade lungi de timp. Folosim o cameră frigorifică în facilitățile noastre de producție pentru a testa componente de cupolă, motoare, plăci de circuit – și chiar lentile – la o temperatură de -86°C, pentru a verifica fiabilitatea funcționării și performanța perfectă în condiții extreme. Obiectivele din fluorit ale modelului Baader APO 95 au fost testate pe termen lung până la -50°C. Scurgerea de ulei este una dintre puținele probleme care pot afecta rareori lentilele produse de Zeiss, Astro-Physics, TEC sau Baader – dar numai dacă au fost tratate necorespunzător. La Baader Planetarium, avem opticieni cu experiență care au urmat o pregătire de mai mulți ani la Carl Zeiss Jena. Reparam astfel de scurgeri de ulei la lentilele Astro Physics/TEC și Zeiss de peste 20 de ani – rapid și eficient. Considerăm că avantajele lentilelor separate prin ulei sunt mai mari decât riscurile. Putem efectua aceste lucrări. Compania noastră există de peste 50 de ani, fiind acum la a treia generație.

• Pot „zornăi” în celulele lor! Acest lucru nu reprezintă o problemă sau un dezavantaj. Zgomotul este cauzat de un spațiu de câțiva microni între lentilă și inelul de fixare. Acest spațiu previne solicitarea mecanică asupra elementului central al lentilei (care este din fluorit), protejându-l astfel de deformări ce ar putea reduce calitatea optică. Este posibil să auzi acest sunet, uneori mai pronunțat, alteori aproape imperceptibil. Dar nu vă faceți griji: celulele lentilelor noastre sunt construite astfel încât imaginea să nu se deplaseze pe senzorul camerei. Este parte din design, iar toleranțele sunt atât de precise încât satisfac chiar și cerințele ridicate ale astrofotografiei.

• Sunt excelente pentru observarea Soarelui – chiar și, sau mai ales, cu prisma Herschel Cool Ceramic. Uleiul nu suferă și nu se degradează în urma utilizării îndelungate (radiație UV). Nu folosim un „ulei” clasic. Carl Zeiss a investit un deceniu de cercetare în dezvoltarea fluidului utilizat astăzi în aceste lentile – și a oferit o garanție de 30 de ani, pe care o respectăm în prezent.

• Se adaptează mult mai rapid la schimbările de temperatură decât lentilele separate prin aer. Fiecare spațiu de aer acționează ca un izolator; în cazul unei lentile triplet, protejează ambele fețe ale elementului central. Din acest motiv, o lentilă separată prin aer are nevoie de mult mai mult timp pentru a ajunge la echilibru termic comparativ cu o piesă masivă de sticlă (= o lentilă separată prin ulei). Dacă temperatura continuă să varieze, o lentilă separată prin aer nu va atinge niciodată performanța maximă, deoarece forma lentilei se modifică constant și nu mai respectă parametrii designului optic original. Ceea ce funcționează perfect în laborator poate eșua sub cerul înstelat. În schimb, o lentilă separată prin ulei își păstrează focalizarea și este foarte potrivită pentru fotografie cu expuneri lungi.

• Sunt extrem de bine protejate împotriva infestării cu ciuperci sau îmbătrânirii, deoarece toate suprafețele interne sunt sigilate cu ulei. O lentilă separată prin aer „respiră”: ori de câte ori temperatura se schimbă, aerul cald este împins afară din spațiul dintre lentile, iar mai târziu aerul rece este aspirat înapoi. Astfel, umezeala și germenii se acumulează între lentile (fără posibilitatea de evacuare). Din acest motiv, stratul de acoperire de pe interiorul lentilei este predispus la îmbătrânire și se poate deteriora complet – mai ales dacă nu este depozitată corespunzător. Aceasta este cea mai mare amenințare pentru o lentilă – dar nu reprezintă o problemă pentru o lentilă separată prin ulei.
• Au o transmisie mult mai ridicată. Ori de câte ori lumina trece de la sticlă la aer sau invers, o parte din ea se pierde. Chiar și cele mai bune straturi antireflex nu pot elimina complet aceste pierderi. Într-o lentilă separată prin aer, lumina trece de șase ori dintr-un mediu în altul. O lentilă separată prin ulei reduce aceste treceri la doar două – când lumina intră în lentilă și când iese din ea. Un triplet separat prin ulei poate fi considerat ca o singură piesă masivă de sticlă.
• Își păstrează colimarea și sunt mai bine protejate împotriva șocurilor – deoarece fiecare lentilă nu trebuie montată și ajustată individual. Datorită aderenței uleiului, lentilele acționează ca un singur corp, care trebuie protejat doar ca ansamblu împotriva mișcărilor laterale. Celulele optice cu compensare termică pe care le folosim sunt rezultatul multor ani de cercetare și testare. Deplasarea focalizării (cauzată de modificarea formei și distanței dintre lentile), o problemă frecventă la lentilele separate prin aer, este aproape inexistentă la tripletele separate prin ulei și poate fi observată doar în cazul unor variații mari de temperatură.

Concluzia noastră:

Lentilele separate prin ulei reprezintă cea mai bună tehnologie cunoscută de noi pentru montarea obiectivelor astronomice triplet – și pentru protejarea suprafețelor interne ale lentilelor. Este o tehnologie sofisticată, care necesită cunoștințe avansate și măiestrie, motiv pentru care este realizată doar de producatori mici, cu multă experiență