Их изготовление тоже имеет свою специфику. Обычно они делаются для окуляров, где точность изготовления может быть невелика. Из-за малых размеров инструмента его скорость вращения может быть большой. Кроме того, применить классическую кинематику такую, как при шлифовке главного зеркала телескопа — затруднительно. Делать станок размером с пачку спичек вряд ли стоит. Есть метод попроще. Этот метод не очень точен, но для окуляров типа Гюйгенса большая точность и не требуется.
Нужно взять электродвигатель с не очень большой скоростью вращения. Например, от автомобильного стеклоочистителя и, поставив его вертикально, укрепить на шпинделе без биений выточенный из железа шлифовальник нужной кривизны. Его кривизну можно определить по диаметру и стрелке кривизны, а диаметр взять несколько больше чем он должен быть у будущей линзы. Иногда можно подобрать шарик от шарикоподшипника нужного размера и по нему подогнать радиус кривизны.
Стекло для линз можно брать из других битых линз. Оно, правда, не всегда качественное. В конденсорных линзах могут быть грубые свили. Их можно, до некоторой степени, обнаружить, просматривая сквозь линзу разлинованную бумагу, типа тетрадной, текст или другие объекты с мелкими и чёткими краями. Можно также взять малый источник света (типа «искусственной звезды») поставить его с одной стороны линзы а фокус с другой стороны поймать в глаз также, как и при теневом контроле. Тогда свили будут видны в виде характерных перепутанных нитей. Их следует отметить и вырезать. Разумеется, такой контроль не применим к отрицательным линзам (можно попытаться поймать автоколлимационное отражение от выпуклой стороны с помощью теневого прибора, если линза менискообразная) но такие линзы наверняка делаются из более качественного стекла. Они, как правило, входят в ахроматизированные объективы и делаются из флинта.
Мягкие стёкла типа БК-12 и флинтов можно точить на токарном станке острым резцом из твёрдого «победита» марки Т15К6 или Т30К4, смачивая стекло скипидаром. Зажимать стекло в патроне станка можно через бумажные или матерчатые прокладки. Так из старой битой линзы можно сделать красивую пластинку нужной толщины. Порезав её стеклорезом на квадратики, получим заготовки. Их нужно ещё обколоть плоскогубцами, «срывая» стекло. Заготовку приклеить к металлическому цилиндру смолой и округлить. Плоскую поверхность прошлифовать на плоском стекле (при малых размерах линзы, можно использовать любое оконное стекло). Контроль плоскости можно не делать. Полировку можно вести, приклеив стекло к любой гайке подходящего размера на смоляном полировальнике двойного размера, корректируя штрих по снятию матовости. Разумеется, плоские поверхности можно делать и в блоке, склеив на плоскости все заготовки или отполировав исходную заготовку с одной стороны.
Затем заготовку линзы надо приклеить к цилиндрической ручке длиной около ста пятидесяти миллиметров из дерева или алюминиевой трубки. Алюминий лучше отводит тепло при полировке, и его следует предпочесть дереву. Затем, держа оправку, как карандаш и вращая её пальцами, линзу обдирают на сферическом шлифовальнике. При обдирке вогнутой поверхности линзу надо удерживать, центрируя, второй рукой. После обдирки, переходя с абразива на абразив, линзу шлифуют до М10-го или четырнадцатого абразива. Для полировки на шлифовальник наливают смолу. Для линз малой точности наиболее подходящим будет строительный гудрон (но, разумеется, без песка). Если нужно — с добавкой канифоли. Полировка проводится «по снятию мата». Если линза приклеена чёрной смолой, то просмотр её поверхности не встречает затруднений.
Круглить такие плоско выпуклые линзы не нужно. Их следует сделать «на нож» и аккуратно вклеить в точёную оправу. Вытачивая её, нужно на стыке плоской и цилиндрический поверхности, разумеется по плоской поверхности сделать канавку, чтобы линза легла на плоскость, а не «зависла» краем. Можно, впрочем, снять с плоской стороны фаску в той же «чашке» в которой делалась выпуклая поверхность. Линза от этого только выиграет. Для изготовления фасок на малых линзах полезно сделать «чашку» с внутренней поверхностью конической формы с углом раствора около девяноста градусов. Она будет пригодной для линз разных размеров.
Клин на отрицательных линзах можно выбирать «по фаскам». Вначале делается строго плоско-параллельный круглый диск нужной расчётной толщины. Затем в нём нашлифовываются лунки нужного радиуса так, чтобы плоские фаски имели минимальную и одинаковую со всех сторон ширину. Если после такого контроля клин «вылезет» на изображении, то, поразмыслив и подсчитав, его можно будет подкорректировать уже в готовом изделии.
Автор сделал по такой технологии линзы для окуляра Гюйгенса из случайного стекла (видимо — БК-12). Этот окуляр работал с объективом один к пяти (передний компонент от кинопроекционного объектива) и показывал очень хорошие результаты (для окуляра этой системы). Единственной аберрацией, которая вредила по настоящему, была кривизна поля, которая не устранена в окуляре этой системы. И это при поле в 53 градуса!
Литература.
1. Д.Д. Максутов. Изготовление и исследование астрономической оптики. Москва, «Наука», 1984 г.
2. Д.Стронг. Техника физического эксперимента. Лениздат, 1948 г.
3. Сикорук Л. Л. Телескопы для любительской астрономии.
8. Некоторые особенности обработки стекла при изготовлении (астрономической) оптики в кустарных условиях. Часть 5. Плосковыпуклая гиперболическая линза.
Ю.Н.Бондаренко, поселок Маяки, Одесская область, декабрь 2018 г.
