Ronchi Testi: Nerede olduğumuzun kabaca anlaşılması

From :ATM Türk: Amatör Teleskop Yapımı

Current revision

Yapmakta olduğumuz ayna çapı (D) ile odak oranı (f/D) arasındaki orantı Raleigh kriterini sağlamadığı sürece, parabolik bir aynanın rastlantısal olarak ortaya çıkamayacağı gerçeğinden hareketle, çeşitli test yöntemlerini anlamak ve kullanmak zorundayız. Ronchi testi, bu testlerin göreceli olarak basitlerindendir. Diğer çok kullanılan Foucault (bıçak kenarı) testine göre çeşitli yetersizlikleri olsa da, genel olarak yapılmaya çalışılan aynanın yüzey biçimi hakkında çabuk ve ayrıntılı bilgi sahibi olmamıza olanak sağlar.

Cilalama aşamasında Ronchi testi ya da benzeri bir optik test yöntemi olmaksızın da aynayı kaplamadan teleskoba tutturmak ve parlak bir yıldıza veya bir noktasal ışık kaynağına yönelterek aynanın nerelerinin aydınlık / karanlık olduğuna bakarak da yorum yapmak mümkün ise de Ronchi testini kullanmak, kusursuz bir ayna ile bizim yaptığımız arasındaki farkları göstermesi açısından çok faydalı olacaktır.

Ronchi testi ile neleri görmeyi bekleyebiliriz?

• Öncelikle aynanın tüm yüzeyinin (özellikle kenarların) cilalanıp cilalanmadığını ve bu cilanın kalitesini görebiliriz. Yeterince cilalanmamış kısımlar test sırasında daha ‘donuk’ görünecektir. Aynı şekilde ayna yüzeyine elimizle dokunmuşsak, elimizdeki kir ve yağlar (eğer varsa) çok belirgin şekilde görünecektir.

• Bundan başka astigmatizma (aynanın üzerinden alınan farklı kesitlerin birbirlerinden farklı eğrilik yarıçaplarına sahip olması kusuru. Örneğin bir yemek kaşığı astigmat iken bilardo topu değildir) Eğer aynada astigmatizma var ise, bu kusurun cilalamanın hemen başında görülerek düzeltilmesi gerekir. Bunun için de (genellikle) 220 grit tanecik büyüklüğündeki aşındırıcıya kadar geri dönmek gerekebilir ama astigmatizmanın derecesine göre her zaman sonuç alınamayabilir. Eğer Ronchi testi sırasında astigmatizmayı gösteren bir şekil (bandların spiral formu alıyormuşçasına burkulması) görüyorsanız ve aynayı döndürmenize karşın bu belirtiler ayna ile birlikte dönüyorsa, aynada kesin olarak astigmatizma olduğu söylenebilir, tersi durumda, ayna döndürüldüğünde astigmatizma deseni dönmüyorsa bu durumda sorun test düzeneğinizde (ayna tutucusunun aynayı sıkması vbg.) olduğuna karar verebilirsiniz.

• Yeterince rasgele döndürülmemiş ayna ve aşındırma aleti ile yapılan aşındırmalarda veya alet ile cam arasında yeterince iyi temas olmadığı durumlarda oluşması kaçınılmaz olan bölgelenme (zoning) kusuru da Ronchi testinde görülebilir. Yüzeydeki düzgün küresel biçimi bozan her türlü tepe ve çukur ayna üzerinde göreceğiniz Ronchi bandlarını gayet kolay anlaşılır şekilde eğip bükecektir. Ronchi bandları, küresel bir ayna söz konusu olduğunda gayet düzgün ve aralarındaki aydınlık / karanlık sınırları kesin şeritler halinde görünürken, bölgelenme olan yüzeyler, bu düzgün bantları kesintiye uğratacaktır.
  

• Bir diğer kolay farkedileblecek yüzey kusuru da TDE – 'Turned Down Edge' (aşağı dönük kenar) adı verilen yüzey kusurudur. Aynanın en dış 5 – 10 mm lik kısmının, cilalama sırasında yumuşak ya da uygun şekilde pahlanmamış lap, gereğinden fazla genliğe sahip aşındırma hareketleri vbg. Nedeniyle daha uzun bir odak uzunluğuna sahip olması şeklinde açıklanabilir. TDE, Ronchi bandlarının kenarlarda ani bir şekilde bükülme ile kendini belli eder. Eğer TDE aynanın çok ufak bir kısmında görülüyorsa, bandlar çok ani bir şekilde kıvrılırlar, eğer daha geniş bir alanı etkiliyorsa, bu sefer de daha yumuşak bir kıvrım gösterirler.
  

• Yüzey kabalığı: Ayna yüzeyinin kalitesi, Ronchi testi sırasında çok açık olarak görülecektir. İyi kalite aşındırıcılarla yumuşak ve düzgün cilalanmış bir yüzeyde karşıtlık (kontrast) yüksek, bandlar arasında girişim ve ışık saçılması görülmezken, iyi cilalanmamış yüzeyler Ronchi testinde düşük karşıtlıkta ve bandlar arasında girişim gösterirler.
  

• Aynanın yüzey biçimi: Bir Ronchi simulasyonu yazılımı yardımıyla, belirli bir çap ve odak oranına sahip aynada, ışık kaynağı ve ekran ile, ayna arasındaki uzaklığa bağlı olarak Ronchi bandlarının nasıl görünmesi gerektiğine bakıp, bu teorik görüntüleri test görüntüleri ile karşılaştırmak ve sonuçta da istenilen yüzey biçimine ulaşmaya çalışmak mümkün olabilir.

Ronchi testine başlangıç için gerekenler

Öncelikle bir test cihazı ve bu cihazda kullanılabilecek uygun ekranlar (ronchi gratings) bulmanız gerekli. İyi kalitede ekranları mutlaka satın almanız gerekir. Örneğin, soda kireç camı üzerine krom ızgaralarla üretilmiş 2 x 2 “ (5 cm x 5 cm) ölçüsündeki 150 çizgi / inch (~ 2.5 çizgi / mm) lik ekranları $ 63.- civarında satın alabilirsiniz.

Daha ucuza kaçmak isteyecekler için bir diğer seçenek de yüksek çözünürlükte bir film çıkış ünitesi kullanarak, ekranları Adobe Freehand gibi bir uygulamada çizerek basmak. Film çıkış üniteleri 3657 DPI (Inç Başına Nokta) çözünürlükte ve A4 boyut için uygun fiyatta çıktı sağlayabiliyorlar. Aşağıda görülen örnekte de Freehand uygulamasında hazırlanmış ve film çıktısı alınarak üretilmiştir ve pahalı eşdeğerleri kadar olmasa da yeterli kalitededir.

Fotograf 1 – Freehand & 2540 DPI film Çıktısı ile üretilmiş bir Ronchi Ekranı

Hazırladığımız ya da satın aldığımız Ronchi ekranlarını, bir LED önüne yerleştirerek arkasından bakabileceğimiz ve bu iş sırasında da aynaya uzaklığını ve doğrultusunu kontrollü şekilde değiştirebileceğimiz bir test aletine de gerek vardır. Bu test aletini Stellafane sitesindeki planları kullanarak, 1 –2 saatlik bir çaba ile kolayca yapabiliriz. Bulmamız gereken birkaç ekstra malzeme arasında teflon şerit (yerine aynı ölçülerde cam lavha kullanılabilir), komparator saati (Perşembe pazarında 15 YTL civarında satılmakta) ve yay, ufak vidalar, ağaç somunu vbg. türünden şeyler vardır. Test aletini planlara uygun şekilde yaptıktan sonra hemen kullanmaya başlayabiliriz. Planlarda üzerinde durulmasına karşın, alette kullanılacak LED'in seçimi bir miktar dikkat gerektirmektedir. Işığın bir miktar dağılmış ya da homojen olarak çıkabilmesi için LED'in ön tarafının zımparalanması ya da bir diffüzör (yayıcı) konulması önerilmektedir. Belirli LED'lerde buna gerek olmaksızın kendiliğinden oldukça düzgün yayılımlı ışık çıkabilmektedir. LED’in renginin çok büyük bir önemi olmamasına karşın yeşil renk, göz tarafından daha yüksek bir dinamik artalıkta algılandığı düşünülerek seçilebilir. LED'i bir doğru akım kaynağı ile sürmek için uygun büyüklükte bir direnç bağlanması, devreyi açıp kapatmak için basit bir anahtar ilave edilmesi... gibi ayrıntılar, test aletini yapan kişinin zamanına ve sahip olduğu malzemelere göre değişiklik gösterebilir.

Aynayı testler sırasında düşmeyecek ve konumunu da kontrol edebileceğimiz şekilde yerleştireceğimiz bir ayna tutucusuna koymalıyız. Bunun planları da Stellafane sitesinde bulunmaktadır.

Ayna ile test cihazındaki LED arasında, yaklaşık olarak odak uzaklığının 2 katı, diğer bir değişle aynanın eğrilik yarıçapına eşit bir uzaklığı ölçerek test aletini koyduğumuz masa üzerinde işaretlemekte yarar var. Bu noktanın öncesinde, Ronchi bandlarının bükülme yönü ile bu noktanın gerisinde bandların bükülme yönleri birbirlerinden farklı olacaktır.

Ayna ile test aleti yaklaşık aynı yükseklikteki iki masa ya da platform üzerine konulur ve test aletinin penceresinden LED ışığının aynadaki yansıması görülebilecek şekilde yavaş yavaş uzaklaşıldığında, cam yüzeyindeki LED görüntüsünün bir süre sonra tüm ayna yüzeyini kaplayacak şekilde büyüdüğü görülecektir. Fakat geriye doğru uzaklaşırken, optik eksenden saparsanız, bu görünütünün aniden kaybolduğunu göreceksiniz. Görüntüyü tekrar yakalayabilmek için test aletini bir miktar aynaya yaklaştırmak, sağa sola ya da yukarı aşağı doğru konumlandırmak gerekebilir. Sonuçta, LED ışığının ayanın tamamını kaplamaya başladığı konumda, birbirlerine oldukça yaklaşmış durumda, sık şekilde sıralanmış Ronchi bandlarını kolaylıkla görebilmeniz gerekir. Ayna ile test aletindeki LED arasındaki uzaklık eğrilik yarıçapına yaklaştıkça, bandların birbirlerinden açılmaya başlaması, tam eğrilik yarıçapına geldiğinde de ekranın Foucault testine benzer bir şekilde aydınlanarak, tüm bandların kaybolması beklenmelidir. Eğrilik yarıçağı geçilip, test aleti aynadan daha da uzaklaştırılmaya devam edilirse, bandların bu sefer de sıklaşarak ve eğimlerinin de ters dönerek dışarı doğru yöneldiklerini görebilirsiniz. Ronchi testindeki görüntülerin yorumlanabilmesi için başlıca bilinmesi gereken şeyler şunlardır;

• Ronchi ekranındaki çizgilerin sıklığı (örn. 4 çizgi/mm gibi)
• Test edilmek istenilen aynanın odak uzaklığı,
• Eğrilik yarıçapının içinde mi dışında mı olunduğu bilgisi.
  

Eğer eğrilik yarıçapı içindeysek, Ronchi ekranını geriye doğru aynadan uzaklaştırdıkça ayna yüzeyinde görünen bandların sayısı azalacaktır. Diğer halde ise, eğrilik yarıçapı dışında aynadan uzaklaştıkça da bandlar sıklaşarak sayıları artacaktır. Eğrilik noktasının tam üzerinde ise, tüm bantlar kaybolacak ve ayna yüzeyinde oldukça bulanık bir şekil belirecektir.

Fotograf 2 – Ronchi Testinin yapılışı sırasında kullanılan alet