Перейти к содержанию
Авторизация  
Алeксей_SПб

Пинхол – оптическое микроотверстие – в каком металле и по какой технологии?

Рекомендуемые сообщения

Пинхол – оптическое микроотверстие – в каком металле и по какой технологии?

 

Господа, прошу меня извинить, я не знаю в какой форум следует запостить это сообщение, поэтому пишу в Общий, а там модератор поправит.

 

Далее под термином «пинхол» подразумевается только само отверстие, выполняющее роль объектива в фотоаппарате. Существует более расширенное понятие, когда подразумевают весь фотоаппарат в целом, но сейчас мы его не используем.

 

Преамбула 1:

 

«Идеальный пинхол – это идеально круглое отверстие с идеально ровными краями на пластинке нулевой толщины.» (с) я. (не шутка).

 

Возможно, что кто-то не касался этого дела и не в курсе, о чем речь.

 

Я коротко поясню задачу – надо изготовить отверстие (как ни странно это звучит, но «продукт» на выходе – именно отверстие, типа дырки от бублика -)), которое бы обладало как можно более близкими параметрами к идеальному пинхолу.

А именно:

- имело бы форму, максимально близкую к окружности;

- было бы калиброванного диаметра (варианты: 0.1мм, 0.15мм, 0.2мм, 0.25мм, 0.3мм, плюс неплохо было бы и промежуточные размеры иметь);

- имело бы ровные края без задиров, заусенец и выбоин, с чистотой по крайней мере до уровня десятых, а лучше сотых долей микрона ;

- толщина по краю была бы порядка единиц микрон или лучше (толщина самой пластины не имеет значения, а вот толщина по краю отверстия должна быть минимальна. Важно еще учитывать угол зрения пинхола – для 0.2 мм это порядка 50 градусов, т.е. угол острия края отверстия (развертки отверстия?) должен быть шире).

 

Преамбула 2:

В настоящий момент основной технологией изготовления пинхола в так сказать «коммерческом промышленном» варианте (т.е. в том, в котором его продают разные конторы) является прожиг лазером в тонкой пластине.

Максимальные параметры, которые мне удалось найти в продаже где-то там далеко – это диаметр отверстия 0.2мм в пластинке 0.013мм.

 

А теперь подумаем – на уровне микромира подобное отверстие является скорее «туннелем».

При этом «коэффициент пинхольного туннелирования» будет равен 0.2мм/0.013 мм =~ 15.

Это весьма не мало. А если мы уменьшим отверстие до 0.15мм, то у нас «КПТ» уменьшится до 11.5, а это уже совсем плохо.

А нужно получить «КПТ» хотя бы 200 или еще больше (т.е. лучше).

 

С лазером еще одна проблема – не так просто получить идеально круглое отверстие.

 

Коротко – почему надо получить как можно большее отношение диаметра «туннеля» к его длине? Дело в том, что световые лучи отражаются от стенок «туннеля» и вносят весьма существенные искажения в картинку на пленке (или на матрице).

Когда-то давно, когда камеры были большие и размер фотопластинок был большой, то качество отверстия не играло особой роли. Достаточно было «проковырять» в подходящей металлической пластинке отверстие порядка полмиллиметра – и вуаля.

 

НО! – если мы хотим снимать на пленку или матрицу 35х24 мм, то требования к качеству отверстия резко возрастают.

 

На этом закончим теорию и зададимся вопросом:

 

А) какой металл лучше взять для основы пинхола?

Б) по какой технологии лучше проделывать отверстие?

 

Существует еще и вопрос В) – как это все сделать руками? Т.е. без лазеров и супер станков?

 

Цель: получить пинхол, максимально близкий к идеальному, в размерах от 0.1 до 0.3 мм с заданным шагом.

 

Зы: Господа, прошу меня понять правильно – это не попытка флуда, это вопрос, который меня интересует практически.

 

Зызы: фотофорумы все прочитал.

 

Зызызы: дырок уже сколько-то в разных материалах просверлил. Результатом не удовлетворен. Специально не говорю о своем опыте, т.к. хочу узнать независимое мнение профессионалов, о том, как это сделать лучше.

 

Зызызызы: Я по образованию радиоинженер, сопромат не изучал, своими руками могу делать что-то на уровне юного техника -)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Очень длинно пишите. Невозможно дочитать до конца поста ;-)

 

Ориентируйтесь на завоевавшие рынок продукты - пинхолы от Zero Image.

Там по виду латунная фольга (может 0.1мм толщиной. Отверстие, по уверению производителя, проделывается лазером.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Господа, я, конечно, готов выслушать любое мнение, но меня интересует мнение специалистов по Металлобработке, а не по фотографии.

 

Какие камеры с пинхолом выпускают и по какой технологии они делают отверстия, поверьте, я вполне нормально изучил. Все их делают лазером в тонкой фольге. Однако, эта технология имеет свои недостатки, о которых я выше уже написал.

 

Сейчас речь идет о том, как Самому сделать Лучше, чем делают они.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Заводские дифракционные дырки (0.01мм ... 0.2мм) я видел в таком виде - стеклянная пластинка покрытая металлом с одной стороны, и в этом покрытии отверстие. Как именно сделано - не вкурсе. В микроскоп разглядывали - дырка ровная круглая. Толщина покрытия ессно не 0.1мм, гораздо тоньше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Взять фольгу из Ал или латуни, проколоть иглой опираясь на мягкую алюминиевую или иную подобную подложку.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

как весело смешались люди , кони

 

«Идеальный пинхол – это идеально круглое отверстие с идеально ровными краями на пластинке нулевой толщины.» (с) я. (не шутка).

А теперь подумаем – на уровне микромира подобное отверстие является скорее «туннелем».

При этом «коэффициент пинхольного туннелирования» будет равен 0.2мм/0.013 мм =~ 15.

Это весьма не мало. А если мы уменьшим отверстие до 0.15мм, то у нас «КПТ» уменьшится до 11.5, а это уже совсем плохо.

А нужно получить «КПТ» хотя бы 200 или еще больше (т.е. лучше).

 

как минимум в приложении к фотографии все процетированное являеться бредом , и не основным .

 

у пинхоля есть 2 параметра которые противоречат друг другу .

 

1. разрешение получаемой картинки В ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ которое расчитываеться из геометрического размера дырки , и соответственно чем меньше дырка тем больше разрешение ( теоритический предел - разрешение получаемого изображения равно удвоенному максимальному размеру дырки.( при этом геометрически на свойства изображения форма дырки влияет мало.)

 

2. разрешение получаемой картинки в ВОЛНОВОЙ ОПТИКЕ которое расчитываеться из отношения лямда к Д и соответственно чем меньше дырка тем меньше разрешение (выше дифракция) теоритически при размере дырки равному 2 длины волны - ВСЕГДА получим равномерную засветку.

 

 

так что мне сильно кажеться что некоторые просто не разобрались с тем что такое пинхол .

(а общая безграмотность интернета только разносит некоторые заблуждения.)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Доктор может рассказать как он в юности иглой закрепленной в пробке делал микроотверстия для каких-то исследований... феноменально просто и эффективно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

стеклянная пластинка покрытая металлом с одной стороны ...

 

Ну это скорее всего получено электрохимическим травлением, как печатные платы делают.

 

НО! - в нашем случае стекло никак не возможно.

 

Один из известных мне вариантов - это дырки лазером в сусальном золоте (прошу не смеяться). Золото можно раскатать до очень тонкого состояния, пишут, что от 0,1 до 0,25 микрона. Безусловно, при такой толщине уже туннельный эффект будет отсутствовать.

 

НО! - дырки в таком материале лазером делать - непросто.

а делать калиброванные правильной круглой формы дырки - еще сложнее.

 

Лично у меня на примете такого лазера нет.

 

Если кто знает, где найти и куда податься - то скажите.

 

Да, попутный вопрос - если кто знает, где в Питере можно купить сверла 0.1мм, то подскажите плз.

Я смог найти только за сотку евро, что явный перебор)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

фольга (монкристалл или мет.стекло) с покрытием,стёкла(небязательно) с тонкими калиберными отверстиями-сжимаем\склеиваем фольгу меж стёклами-шоб отделить можно было,накалываем равномерно с обеих сторон,и прокачиваем через отверстие кислоту\микроабразивы\электролиты с напругой на фольгу.А какая некруглость должна быть,микрон,долей скока-может заготовку обкладок приготовлять заливая проволоку-её наверняка можно получить очень круглую.Торец заготовок полировать с проволокой заподлицо,подтравить торец проволоки и за другой конец вытягивать из заготовки.

Изменено пользователем сергей7

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

НО! – если мы хотим снимать на пленку или матрицу 35х24 мм, то требования к качеству отверстия резко возрастают.

Раз уж засветился тут как фотограф, хочу насильно (Вы ведь его не хотели) дать совет: пинхол в современном фотомире используется не для того, чтобы получать резкие картинки. Нерезкость, артефакты от стенок отверстия и прочие прелести пинхольного изображения - это как раз то, ради чего им сейчас и снимают. Если вам нужно резкое изображение по типу пинхола, поставьте широкоугольный макрообъектив, диафрагму f/45 и наслаждайтесь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

сергей7

А если пойти немного другим путем?

К примеру сделать эталонное отверстие в стекле, класть такую фольгу между двумя стеклами и пробивать отверстие давлением? Тогда не будет бокового подъедания.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Как обычно, на уровне "безумной идеи": предлагаю сделать наоборот, не "ковырять" отверстие в фольге, а наращивать металл вокруг "отверстия". Берем волос толщиной 50 мкм (или какие-нибудь волокна нужного размера, леску), растапливаем воск или легкоплавкий пластик, заливаем им волос, чтобы он торчал из заливки. Сбрызгиваем графитовым спреем (или наносим химически подслой меди), далее наращиваем гальваникой медь до нужной толщины. Растворяем или растапливаем воск, сжигаем или растворяем волокно.

А так, обычно ультрафиолетовым лазером (азотным или твердотельным с утроением) такие отверстия прожигают.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

я бы взял фольгу необходимого материала и толщины, зажал между алюминиевыми (или другими) пластинками 1 мм толщины и просверлил на оборотах порядка 60 000-100 000 об/мин сверлом необходимого диаметра с обильной подачей эмульсии. можно даже концентрат. свёрла такие есть, шпиндели тоже.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Шобы не было бокового подъедания и нужно покрытие нетравящееся\пассивирующее с дифузией и\или лак на фольге,тогда будет получаться не туннель а как раз бочкообразное отверстие с острыми краями ИМХО-не верится что давление идеально сработает.

а наращивать металл вокруг "отверстия

AntonSor, ваш покорный слуга рассматривал этот вариант именно для туннельных(относительно длинных-тут это наиболее удобный-единственный способ ИМХО) отверстий,рад что такие идей посещают не только мой мосх,правда мои отверстия планировались совсем микронные,в кристаллах-для чего-увы рассказать сложно.

Изменено пользователем сергей7

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

в свое время на какойто выставке (чточто про измерительное оборудование) видел эрроционный станок японкский. обещали точность позиционирования в нанометровом диапазоне. благо там на пьезоэлементах перемешения осушествлялись. насчеь диаметра электрода врать не буду. но он был мал. как идея найти "nanoeducator" главно зонд подобрать подходящий, помниться на сайте нтмдт они даже в базовом курсе выкладывали типа литографию с его помощью (а так зондом процарарапывали).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Такие толщины, такие допуски, такие материалы руками не сделаешь. Это всё из области микроэлектроники. Первый вопрос - мерить чем? Если есть чем, то вопрос изготовления не задавали бы.

Сусальное золото - не золото.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Первый вопрос - мерить чем?

Оценить отверстие в одну десятку на "круглость"? Очень легко. Нужно посветить в него, поставить экран в полуметре и посмотреть на дифракционную картину. Но для фотографа, ИМХО, важнее, как будет выглядеть фотография - удалось получить нужный эффект или нет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

ех, в стране заводы стоят, одни фотографы кругом)

 

Пинхол как фотографическое явление тут обсуждать не буду.

 

Специально пришел на металлический форум, чтобы от фотографов избавиться)

 

Итак господа - задача - получить идеальную окружность без туннеля.

Граничный условия - диаметр 0.1, 0.15 и 0.2 мм.

Толщина кромки окружности - на уровне 1 микрона или меньше.

Ровность кромки - порядка десятых долей микрона или меньше.

 

Итак, господа.

 

Идея со стеклом с покрытием, на котором выполнено отверстие, при некотором рассмотрении выглядит не такой уж и плохой. Скажем, если взять просветленный светофильтр, с обратной стороны покрыть его гальваническим способом металлом, а потом в нем сделать отверстие, как это принято делать для печатных плат (и не только для них), то в итоге мы можем действительно получить очень качественное отверстие. Насколько будет стекло влиять на картинку - сказать не могу. Но с точки зрения удобства - да, преимущества будут. Хотя бы потому, что в отверстие не будет попадать пыль.

Надо отметить, что идея не проста, хотя и реализуема в домашних условиях.

 

Итак: идея 1. Принято.

 

Остальные - пока все предлагаемые технологии очень сложны или же наоборот слишком примитивны и не дают нужный результат.

 

Почему-то никто не подумал о свойствах материала - брать металл мягче или тверже? Разве тут нет специалистов, которые могу оценить необходимую твердость металла исходя из требований к чистоте кромки окружности и к ее "остроте"?

 

Я пробовал это делать на меди и на алюминии - диаметр 0.3 получается отосительно легко. 0.2 уже не получается - малейшее воздействие на кромку окружности приводит к ее расширению. Т.е. для отверстия 0.2, а тем более 0.1 нужен более твердый металл. (или может вообще не металл?)

 

Насчет сверла и прецезионного станка - да, это понятно.

 

НО! - вы все равно оставите туннельный эффект.

 

Помните, что сделать фольгу тоньше 0.01 нельзя. А дырка 0.1-0.2. Т.е. отношение один к 10 или 20. А надо - один к 200.

Вы не сможете сделать такой толщины фольгу (исключение - сусальное золото, я уже писал об этом). Но - в такой тонкой фольге проделывать отверстия - уже само по себе сложно.

Если не говорить о лазере, то при любом механическом воздействии в фольге получаются рваные края. И их потом никак не убрать.

 

Давайте подумаем - возьмем пластину нужного металла в 0.5мм. Или даже в 1 мм. Если просто просверлить отверстие 0.2 - то будет обычный туннель. А нам надо от туннеля избавиться.

 

Как будем это делать?

 

Подумайте еще раз все очень тонко и очень мало.

 

Просто тонка фольга - не помогает. Просто механически проколотое или просверленное отверстие - тоже. Ибо будет очень сильный туннель.

 

Надо другое решение. И применимое в домашних условиях.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Одна десятая микрона, почувствуйте разницу!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Давайте подумаем - возьмем пластину нужного металла в 0.5мм. Или даже в 1 мм. Если просто просверлить отверстие 0.2 - то будет обычный туннель. А нам надо от туннеля избавиться

А что тут думать,делать коническое отверстие на подкладке вращающимся электродом :pardon: .

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Одна десятая микрона, почувствуйте разницу!

 

Насколько я понимаю, для тонкой пасты ГОИ заявлена чистота поверхности в сотые доли микрона.

 

Что мешает отполировать окружность по кромке? нам ведь нужна только кромка, буквально там какая-нибудь одна сотая мм от края. А дальше - чего угодно пусть будет. Это на прохождение световых лучей влиять не будет.

Изменено пользователем Алeксей_SПб

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

попробуйте толстую золотую фольгу раздавить на стекле шариком малого диаметра

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Прошу сильно не пинать...а если пластинку из сусального золота вклеить межту пластинками из той же металлической фольги,просверлить,а затем стравить лишние слои?в моём понимании никаких рваных краёв не должно быть!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

... пластинку из сусального золота вклеить межту пластинками из той же металлической фольги,просверлить ...

 

А вот хотелось бы знать - есть у кого опыт подобного?

 

Потренироваться можно и обычной бытовой фольге, она порядка 0.01 мм бывает.

 

А если, скажем, сложить эту фольгу в двадцать раз, уплотнить, как следует, просверлить сверлом 0.2 мм, чуток подполирнуть, народ пишет, что зубочистками это делает, а потом разъединить и из середины взять лист фольги? Если будет ровный, то по идее и лист сусального золота будет тоже ровный.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Похожие задачи есть в офтальмологии.

Отверстия 0.1; 0.15; в нержавейке прожигают электроэрозией при толщине в несколько десятков диаметров.

Электроды можно найти в Москве.

Когда то, даже чертёжик деталей с такими отверстиями был.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация  

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.