30 cm f4.9 mirror

30 cm f4.9 mirror

December 2017
The  mirror is made from an already existing  50 mm thick pyrex miror that is f6
Sagitta is ca 2.9 mm over 290 mm diameter. It will have to be about 3.5 mm
Excavating takes place with a 15 cm steel ring, used for weight lifting, and Carborundum 80.
I use straight strokes  about 1 cm from center and with 5 cm overhang and also W-strokes with 5 cm overhang. The purpose of the W-stroke is to get the surface more spherical.
When the sagitta is ca 3.5 mm I make a plaster tool of 31 cm diameter and 5 cm thickness. This takes about 4 kg plaster( calcium sulphate) and 3 liters  water.

After 8 days drying I glue porcelain tiles of about 5 mm thickness and 25 mm diameter to the plaster tool. For that I use epoxy resin

January 1st, 2018
The new plaster+ tiles tool has to be worked in to the mirror

  1. W-stroke TOT (tool on top) C80  .Overhang 5 cm.
    After 10 min most of the tiles are ground  ; sag =3.42 mm
  2. Now work again with the 15 cm tool to deepen the curve again.This takes 7 wets.
  3. When the sag is 3.48 mm I change to C180.
    Again I work  alternatingly with the 31 cm tool and the 15 cm tool to keep the sagitta near 3.50 mm.
  4. Now and then I try MOT. This is more difficult because the tiles are quite thick and I have to swirl the mirror strongly to get the powder suspension on to the tiles.

January 4
A number of pits are marked and the grinding continue. It takes about 30 wets ( 2 rounds per wet) to get these and some other pits ground away.

January 17
Next powder: aluminum oxyde 25 micron.
3 turns for one wet(charge of powder and water)
TOT 1/4-1/5 straight stroke and W-stroke
It took me 65 wets to get rid of all the larger pits
The pits were found with a strong backlight and a magnifying glass.

January 23
15 micron aluminum oxyde
4 turns per wet..
30 wets were enough

january 25
9 micron aluminum oxyde
29 wets ; 4 turns for one wet.
Finally: 1 hour with 5 micron Alu oxyd
This time I didn’t clean the mirror between wets.
In the beginning  I put  the suspension on the mirror and started grinding.
After every two rounds I added more suspension  and went on with the grinding.
With this fine powder there is a big chance of making a scratch when lifting the tool of the mirror.

POLISHING

January 31  Starting the polishing
In the beginning I use the old pitchlap of the 30 cm f4.4 mirror.
First the warm and cold press of course.
TOT narrow W-stroke 3-4 cm overhang.
First I use the cheaper cerium oxyde of MTN in Giethoorn
After 30 min a bit of a shine on the mirror
6 hrs 30 min: strong reflection  with a laserbeam visible
From now on I use the more expensive Ceri-Hex polishing powder.
Polishing now costs more energy.

After 14 hrs I put on a new layer of pitch on the old one. The pitch underneath was very hard.
After 20 hrs TOT the reflection of the laserbeam is very weak on the edge of the mirror in a dark room

CORRECTION

The mirror will be corrected primarely by MOT strokes.
I use the Ronchi test(100 lines per inch grating) and a Couder zone mask:
It is made of 1.2 mm cardboard and I measured the  openings with a good ruler

Zone             Di            Du                  Reff
1                  60.5         126.0              46.6 mm
2                  126.5       169.0              73.9
3                  169.2       201.0              92.6
4                  200.5       229.8              107.6
6                  229.8       255.0              121.2
6                  255.0       276.8              133.0
7                  277.3       299.2              144.1

Step 1  nov 23, 2018   Temp 17-18 deg

MOT Pitchlap 30 cm from polishing
Slow 1/3 straight stroke and narrow W-stroke 30 min
Ronchi: TDE and weak hill in center
Fouc: TDE very weak! Diff ring at the right side  a bit brighter.

Step 2  16 deg
3/4 W-stroke ,mainly on center of pitchlap. 3×10 min with coldpressing in between.
Purpose: more work on edge of mirror.
Ronchi: edge area straight and the lines start to bulge a bit too much in the center(<F)
Probably too much work done on center..

Step 3  nov 24 17 deg              Radius =2927 mm(zone 1)
30 cm pitchlap is tapered
3/4 Straight stroke and narrow W-stroke( 2cm sideways)
2×2 turns around table; 8 positions per round.

Fouc:
Zone     meas.
1                0
2                0.20
3               1.18
4               1.70
5               1.90
6               1.90
7               1.90 mm
Conclusion: hole in center

Step 4  Tapered 30 cm pitchlap
I scratch the central pitch partly away to get lesser action in the central 15 cm.
3/4 narrow W-stroke  1 cm side movement  : 3 x 1 turn; pressing in between

.Zone                    meas.               parabola                  Figure XP program:
1                             0                       0                            High above 120 nm
2                             0.54                  0.56                       strehl = 0.2
3                             1.29                  1.09
4                             2.03                  1.61
5                             2.18                  2.14
6                             2.18                  2.65
7                             2.32                  3.18

Step 5
I make the pitchlap normal again, I mean :not tapered.Also I use very thin Ceri Hex polishing compound (1:100 weight ratio) from now on. Jan van Gastel told me that this idea of Carl Zambuto makes for smoother optics.
The pitchlap is scratched off and warm pressed on the mirror.
The pitch squares are often worked on with a fine metal brush to improve the surface(I hope).

1/3 straight stroke MOT to improve the figure after the results of step 4 :
10 and 9 minutes

zone             meas.             previous step           parabola
1                  0                           0                             0
2                  0.44                      0.54                        0.56
3                  0.92                      1.29                        1.09
4                  1.36                      2.03                        1.61
5                  1.66                      2.18                        2.14
6                  1.77                      2.18                        2.65
7                  2.01                      2.32                        3.18 mm

The figure has become much more regulat.
Now the correction has to be moved to the outer zones

Step 6

I look at the report of the correction of the 30 cm f4.4. That mirror became quite good.
30 cm pitchlap MOT 3/4-4/5 straight stroke
3 strokes per postion; 4 positions per round.
4 rounds

zone            meas.                   previous   step                     parabola
1                     0                                0                                      0
2                     0.31                          0.44                                  0.56
3                     0.84                          0.92                                  1.09
4                     1.32                          1.36                                  1.61
5                     1.65                          1.66                                   2.14
6                     1.75                          1.77                                   2.65
7                     1.98                          2.01                                   3.18
No visible change

Step 7;  nov 27 ;  18-19 deg

30 cm pitchalp MOT 4/5 Straight stroke and narrow W-stroke 1 cm sideways movement
4 rounds while walking around the mirror.
The W-strokes are done in 8 positions per round.Cold press between the rounds.
zone                  meas.                    previous step            parabola
1                     0                                 0                              0
2                    0.89                             0.31                         o.56
3                    1.59                             0.84                         1.09
4                    2.16                             1.32                         1.61
5                    2.54                             1.65                         2.14
6                    2.71                             1.75                         2.65
7                    2.91                             1.98                         3.18
No idea why this went so wrong!
Have to get the figure more regular again

Step 8   18 deg.

30 cm lap: MOT 1/3 straight stroke  + narrow W-stroke, while walking around the table 2×15 min
Zone            meas.             parabola
1                      0                      0
2                     0.45                  0.56
3                     0.85                  1.09
4                     1.23                  1.61
5                     1.64                  2.14
6                     1.96                  2.65
7                     2,24                  3.18
Figure is better!

Step 9 nov 28 ; 18 deg
Pitchlap tapered again.
MOT 3/4 narrow W-stroke
3×1 turn ; 4 strokes per position; 8 positions per round.

zone                meas.                parabola
1                      0                        0                         Figure XP:
2                     0.56                   0.56
3                    1.10                    1.09                      1/2.6 lambda
4                    1.55                    1.61                      S= 0.664
5                    2.02                    2.14
6                   2.35                     2.65
7                   2.73                     3.18
It is obvious that the outer zones are not corrected enough

Step 10  temp = 19 deg
Purpose : work on outer zones

30 cm pitchlap tapered
MOT W-stroke with 7 cm overhang and 3 cm sideways movement
1 round
zone                meas.     previous step                 parabola
1                      0                       0                            0
2                     0.44                   0.56                       0.56
3                     0.97                   1.10                       1.09
4                     1.37                   1.55                       1.61
5                     1.86                   2.02                       2.14
6                     2.18                   2.35                       2.65
7                     2.63                   2.73                       3.18

Not so much change

Step 11  Nov 28   Temp=19 deg

a. Deepen the center: 3/4  wide W-stroke 1 round
b. narrow W-stroke 7 cm overhang and 3 cm sideways  1 round

zone                  meas                    previous step             parabola
1                           0                            0                              0
2                          0.52                       0.44                          0.56
3                         1.13                        0.87                          1.09
4                         1.52                        1.37                          1.61
5                         2.01                        1.86                          2.14
6                         2.38                        2.18                          2.65
7                         2.74                        2.63                          3.18
Center improved, but not the  edge zones .

Step 12  nov 28  temp= 19 deg

-pitchlap tapered again
– central area is partly scratched away
– MOT 3/w narrow W-stroke  2x 1 round with 8 postions per round
zone                meas               previous step            parabola|
1                     0                         0                             0
2                    0.53                     o.52                        0.56
3                    1.08                     1.13                       1.09
4                    1.57                     1.52                       1.61
5                    2.03                     2.01                       2.14
6                    2.36                     2.18                       2.65
7                    2.76                     2.74                       3.18
NB : measurements are taken 2 or 3 times and averaged

1/2.8 labda   S= 0.722

Edge zones are lagging behind

Step 13  noc 29    temp = 18 deg
30 cm tapered pitchlap; pitch partly scratched away in center
Try to correct edge zones more.
MOT 4/5 straight stroke 2x 1 round

Zone             meas    previous step   parabola
1                   0                    0                 0
2                  0.50             0.53              0.56
3                  1.06            1.08               1.09
4                  1.55            1.57                1.61
5                  2.04            2.03                2.14
6                  2.41            2.36                2.65
7                 2.87             2.76                3.18
Outer  zones a bit better    1/4 labda ; S=0.85

NEW PITCHLAP  31 CM( soft)
HARDNESS TEXEREAU TEST: 10 MM /1 KG/ 5 MIN   AT 18 DEG

Step 14 
MOT  tapered lap(old one!); center scratched away partly
4/5 straight stroke 2x 1 round
Zone       meas            previous step           parabola
1             0                      0                              0
2             0.57                 0.53                        0.56
3             1.16                 1.08                        1.09
4             1.70                 1.57                        1.61
5             2.20                 2.04                        2.14
6             2.57                 2.41                        2.65
7             3.0                   2.87                        3.18

S= 0.926    1/5 labda
something wrong with zone 5-6

Step 15  dec 1  19 deg

Use the softer pitchlap
MOT
a.  narrow W   3 cm sideways 7-8 cm overhang 2x 1 round
b. 3/4 straight stroke 2 rounds
Zone             meas.                 previous step          parabola
1                       0                           0                         0
2                      0.46                      0.57                     0.56
3                      0.90                      1.16                     1.09
4                      1.40                      1.70                     1.61
5|                     1.92                      2.20                      2.14
6                      2.28                      2.57                      2.65
7                      2.81                      3.0                        3.18
Somehow the correction diminished

Step 16
Older 30 cm lap ; center partly scratched away
a. TOT 1/3 str. stroke 3 rounds
b. MOT 3/4 W-stroke, more on center  2 rounds
Zone          meas.                previous step              parabola
1                  0                           0                               0
2                 0.47                       0.46                          0.56
3                1.04                        0.90                          1.09
4                1.53                        1.40                          1.61
5                2.01                        1.92                          2.14
6                2.38                        2.28                          2.65
7                2.79                        2.81                          3.18
More work necessary on outer zones

Step 17
Tapered pitchlap with diminished center
MOT  narrow W-stroke 4/5   and 1 cm sideways: 3 rounds
Zone            meas.                previous step            parabola
1                    0                            0                          0
2                   0.69                        0.47                     0.56
3                   1.36                        1.04                     1.09
4                   1.92                        1.53                     1.61
5                   2.46                        2.01                     2.14
6                   2.89                        2.38                     2.65
7                   3.31                        2.79                     3.18
Too much work done: overcorrection  1/4 Labda
Too much correction in center and too little in outer zones.
In Figure XP you can change the radius with the result that the figure changes in such a way that correction is easier.
Figure XP with offset so that outer zones are lying flat: now there is a hill at r =80 mm

Step 18
Bring back correction with normal 30 cm lap
a. MOT 1/3 W-stroke  11 min
b. MOT 4/5 narrow W-stroke   1 round
1 cm sideways
No improvement

Step 19
4/5 W-stroke 30 cm lap 1 round
Still overcorrection 1-7  diff = 3.44 mm

Step 20
MOT 1/3 W-stroke  2 rounds
zone           meas                         parabola
1                     0                              0
2                    0.53                          0.56
3                    0.95                          1.09
4                    1.54                          1.61
5                    2.05                          2.14
6                    2.60                          2.65
7                    3.12                          3.18

1/13 labda          S= 0.99
Ronchi :OK
Fouc: no raw surface(I think)  ; no TDE
Coating 96%  MCM  Sept Sorts – France  250 euro

Images are very nice!