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BaK4和BK7的区别(屋脊棱镜篇)  

2012-11-19 08:47:11|  分类: 望远镜杂谈 |  标签: |举报 |字号 订阅

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前言
大约三年前吧,我曾经写博文BaK4和BK7的区别(保罗棱镜篇)》,后来,由于忙乱以及懒散的原因,一直没有续写后篇。前不久,看到论坛上有人争论该话题,众说纷纭,热闹得很,于是想把思路整理下,给对这个问题有兴趣的朋友提供一个参考。

对于这两种棱镜材料最基本的区别以及最容易理解的表象,我已经在文章BaK4和BK7的区别(保罗棱镜篇)》中作了简单描述。这个道理,很多朋友早已知道。但是,关于BaK4和BK7材料在屋脊棱镜(roof棱镜)中表现的区别,我看了很多贴子,发现大家各执己见,但实际上基本都没有把握住问题的关键。另外,还有很多明显的误解。比如说(以下摘自网络论坛)。
1〉BK7是最基本的光学玻璃牌号,再的望远镜,内部也有很多片是BK7的,......玻璃,如果做成玻璃,恐怕根本就看不出区并不是简单的高档和低档的材料,只是放在保上,因折射率差异,所以折射率高的那不会有暗,在屋脊棱,......
2〉屋脊用BK7Bak4没有区,另外传说如果棱大,BK7的保也不会切一想到两者就Bak4更好是有解的,高等BK7比低等Bak4子光学量要好,光学玻璃本身的量要考

3〉基材于成像的影像并不是那的大,只要你可以保证镜片的平行度和面型精度,即使是普通的窗玻璃也可以,只是需要人工精磨片精度,因为镀的是反射膜,平行度好,膜影像比。......BK7K9是完全可以付的了,如果有条件,完全可以尝试使用普通的窗玻璃,日常使用足以!

4〉......roof,因它的特殊构,用材料已没有差了,从出瞳形状也无法分辨出棱roof远镜也宣称自己采用的是BAK4基本上是出于商上的考,从技没有意


等等等等吧......综上所述,大家似乎认为如果是屋脊棱镜的话,不但BaK4和BK7材料没有任何区别,甚至还有朋友推荐使用普通的视窗玻璃来取代这两种材料!这实在是非常大的误解。


叙述
为了说清楚这个问题,我们先来看看所谓屋脊棱镜的结构,如下。

BaK4和BK7的区别(屋脊棱镜篇) - 赏月观星 - 赏月观星
 实际上,所谓roof棱镜,是由一个屋脊棱镜和一个半五棱镜构成的。请参考下图。上面的那块就是屋脊棱镜,底部倾斜细长的那块就是半五棱镜了。


BaK4和BK7的区别(屋脊棱镜篇) - 赏月观星 - 赏月观星     BaK4和BK7的区别(屋脊棱镜篇) - 赏月观星 - 赏月观星
 

 我们先来看看这两种棱镜组合在一起的相互位置关系,如下。
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以及它们展开时的状态(中间黑色的薄片就是光栏圈)。
BaK4和BK7的区别(屋脊棱镜篇) - 赏月观星 - 赏月观星

首先,我们来介绍一下半五棱镜(来自物镜的光,首先要通过半五棱镜,然后再进入屋脊,最后到达目镜组)。它的形状如下。
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翻过来,我们就可以看到,它的底面镀有反射膜(由于入射光角度关系,这个面无法实现全反射)。
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然后,通过下面的图,我们来看看半五棱镜的工作原理。
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从上图中可以看到,如果是BK7等等对于光线的曲折率比较低的材料,到了接近临界角的光线,其某些光就会从玻璃材料里跑出去(如上图中黄色箭头所示),只有一部分的光线被反射了回来。这就是为什么在采用了折射率比较低的BK7材料的棱镜的直筒型双望,它的瞳孔的周边会出现月牙形亮边的原因了。其结果,不仅是使得双望的亮度受到损失,色彩的还原性也会受到伤害。

下面,我们再来看看屋脊棱镜的工作原理,如下图。
BaK4和BK7的区别(屋脊棱镜篇) - 赏月观星 - 赏月观星
 从上图中我们看到,至少有两个反射面上有可能在临届角产生跑光现象(黄色箭头)。这样的漏光,不仅仅在瞳孔周边造成漏光孔(一般呈现月牙形,如下图),还会在光路内部产生不必要的杂光反射现象。

下图所示,就是使用了BK7屋脊棱镜的典型表现
1〉月牙形漏光大而明亮(说明漏光多,不但会造成光的损失,还会造成内面杂散光衍生,降低成像对比度,进而影响清晰度)。
2〉月牙距离中心瞳孔位置近(这样非常容易产生鬼影,影响观看舒适度)。
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而下面的图,就是使用了BaK4屋脊棱镜的两具国产双望的对比,两具均是同等规格的8x32:
1号选手
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(注意!上图中瞳孔左侧的两个暗淡的小亮斑尚属正常,但是两者之间的半月牙型漏光就值得关注了。另外,那两个小亮斑的亮度也要控制,太过明亮者,则说明棱镜材料或者尺寸有露怯嫌疑。)

2号选手
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(可以看出,2号选手的表现,要比1号选手好很多。虽然还有很小的一个月牙,但是很黯淡轻微,距离中心瞳孔位置也比较远。这样一来,即不会产生鬼影,光的损失也少得多了。)

同样是BaK4的屋脊棱镜,同样是国产的H8x32,怎么会有这样的差异呢?为了解释这个疑问,首先我们来看看1号选手和2号选手的外形区别,如下。左边是1号,右边是2号。
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答案已经很明显了。也就是说,产生月牙形漏光的原因,除了棱镜材料之外,还跟棱镜尺寸,棱镜座装配精度以及镜身长度等因素都有关联。将来有机会,我还会专门写文章详细叙述棱镜尺寸,装配精度以及镜身长度跟漏光的关系。
 

综述
 好了,综合上面的图示以及说明,我相信大家已经明白为什么高端直筒双望一定要采用价格相对比较昂贵,折射率高的Bak4材料来做棱镜了吧?实际上,位居世界顶级类的双望镜,不仅仅采用Bak4,还采用更加昂贵的SK15材料来做屋脊棱镜,其中原因,我想,大家都应该已经明白了。
1〉减少漏光。
2〉提高亮度。
3〉减少内面杂散光现象,增加成像对比度。
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 总结
1〉不仅是保罗棱镜双筒,即便是直筒型的roof棱镜双筒,高端产品也一定要采用相对昂贵的BAk4材料做棱镜。
2〉用视窗玻璃材料做直筒棱镜的做法,只能作出低端廉价产品,这一点毋庸置疑。


谢谢阅读!BaK4和BK7的区别(屋脊棱镜篇) - 赏月观星 - 赏月观星


赏月观星
2012年11月19日


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