Carl Zeiss Jena SO-3.1 P-Flektogon 35/2.8. Descripción general de la lente espía de Rodion Eshmakov

Material en la lente especial para Radozhiva preparado rodion eshmakov.

Un par de lentes SO-3.1 adaptados para cámaras modernas.

Un par de lentes SO-3.1 adaptados para cámaras modernas. Agrandar.

El gobierno no democrático de la República Democrática Alemana tuvo su propia contraparte de la KGB, que dejó atrás no solo anécdotas peculiares de Alemania Oriental, sino también un impresionante arsenal de medios para mantener la fe de los ciudadanos en el partido. Conocida como la "Stasi", la policía secreta alemana ("Staatsicherheit") utilizó varios sistemas especiales desarrollados por Carl Zeiss Jena y VEB Pentacon: por ejemplo, una cámara GSK con un juego de "lentes especiales" SO-3.1 - SO-3.4 ("sonderoptik") - para vigilancia; Máquina de microfilm Dokumator con óptica Dokumar – archivar materiales fotográficos extraídos con la ayuda de GSK en carpetas; Proyectores Pentakta con lentes del mismo nombrepara que se pueda ver el microfilme.

Este artículo trata sobre una lente especial SO-3.1 35/2.8 para la cámara de seguridad GSK, que fue desarrollada por Carl Zeiss Jena en 1973. Tengo en mis manos dos copias. Aquí y abajo la fuente de información histórica este.

especificaciones:

Diseño óptico: 8 lentes en 5 grupos, "P-Flektogon";

Diagrama esquemático y parámetros principales de la lente SO-3.1.

Diagrama esquemático y parámetros principales de la lente SO-3.1.

Distancia focal - 35 mm;
Apertura relativa - f / 2.8;
Formato de marco estimado - 36×24 mm, cubierto - 44×33 mm;
Ángulo de campo de visión (en el marco 36×24 mm) – 63°;
Distancia mínima de enfoque - 0.3 m;
Distancia focal trasera: aproximadamente 36 mm (lente compatible con cámaras SLR, pero puede golpear el espejo en algunos modelos de fotograma completo);
Rosca de montaje a la cámara - М36×1;
Características: no tiene diafragma de iris, es radiactivo (se utiliza vidrio de torio).

Características de diseño y adaptación.

La lente SO-3.1 35/2.8 fue diseñada por Eberhard Dietzsch para el Sector Técnico y de Operaciones de la Stasi. Las características clave de esta lente son la pupila de entrada extendida y el tamaño pequeño de la lente frontal, que permite disparar a través de aberturas estrechas (por ejemplo, en una pared) con viñetas mínimas. Esta característica también se refleja en el nombre del esquema óptico: la "P" en "P-Flektogon" probablemente significa "alumno" - "alumno", y "Flektogon" es el nombre que se aplica a todas las lentes retrofocus fabricadas por Carl Zeiss Jena. , independientemente del esquema óptico. Hay que decir que, aunque los documentos de archivo han arrojado luz sobre el nombre de este objetivo, no hay ninguna marca en su cuerpo, excepto el número de serie y la escala de distancias de enfoque, que es típica de los productos especiales. Por cierto, en la URSS había lente de propósito similar con un esquema más simple de seis lentes.

SO-3.1 y otras lentes para la cámara GSK.

SO-3.1 y otras lentes para la cámara GSK.

Gracias a la pupila extendida, es posible (pero no absolutamente correcto) establecer la apertura frente a la lente frontal, lo que simplifica enormemente la adaptación. Las piezas para instalar el diafragma se fabricaron mediante impresión 3D. Para instalar filtros, se incorpora en la nariz un marco de un filtro de luz soviético con una rosca de 40.5 mm.

La nariz de la lente adaptada con la apertura ajustada.

La nariz de la lente adaptada con la apertura ajustada.

El helicoidal de la lente es bastante útil y no requiere reemplazo, aunque el bloque de la lente se puede desatornillar fácilmente e instalar en cualquier otro enfocador que desee. Para la instalación en cámaras modernas, se fabricaron anillos adaptadores M36x1–M42x1, y la posición del bloque de la lente necesaria para un ajuste preciso del infinito se fijó mediante anillos de ajuste adicionales.

Lentes adaptadas SO-3.1.

Lentes adaptadas SO-3.1.

La lente después de la adaptación tiene dimensiones más pequeñas que la mayoría de las otras lentes gran angular de la clase 35 / 2.8: este es el mérito del diseño óptico, en el que la prioridad era el tamaño más pequeño posible del grupo de lentes frontales.

Acerca de las gafas de torio, la amarillez y la radiación.

Una característica importante del diseño óptico SO-3.1 35/2.8 es el uso de vidrio de torio. El torio es un elemento radiactivo, un emisor alfa. Al estar aislado en una matriz de vidrio, no representa una amenaza para la vida y la salud humana, ya que su radiación es detenida incluso por una hoja de papel. Sin embargo, sus productos de descomposición más reactivos que se acumulan en el vidrio crean suficiente radiación de fondo para que los sensores la detecten (pero no tanto como para dañar a una persona), lo que puede ser un gran problema cuando se trata de transportar una lente: en vuelos internacionales, el control de la radiación es extremadamente (Yo diría - también) estricto.

En la fabricación de vidrio, se utilizó torio en forma de dióxido (ThO2) para producir vidrios altamente refractivos. El vidrio de torio es más fácil de fabricar que el vidrio de lantano, también tiene un índice de refracción más alto (hasta 1.9-2) en comparación con el vidrio de lantano (hasta 1.8): en el diagrama de Abbe, correspondería a una región más alta que el lantano conocido. STC. Por estas razones, son las gafas de torio las que a menudo se pueden encontrar en las lentes de gran apertura de mediados del siglo XX, entre las cuales las más famosas son SMC Takumar 50/1.4, CZJ Pancolar 50/1.8 (8 pétalos).

Diagrama de Abbe para catálogo LZOS de vidrio óptico. La planta de Izyum en Ucrania ofrece el mismo conjunto de grados de vidrio, a excepción de la corona de fluorofosfato de baja dispersión OK-4.

Diagrama de Abbe para catálogo LZOS de vidrio óptico. La planta de Izyum en Ucrania ofrece el mismo conjunto de grados de vidrio, a excepción de la corona de fluorofosfato de baja dispersión OK-4.

Además de los problemas asociados con el aislamiento y la purificación del torio natural a partir de impurezas altamente activas, existe otro: la resistencia a la radiación del vidrio. Es bien sabido que la radiación ionizante conduce a la ruptura de los enlaces químicos. En los sólidos, esto conduce a la formación de iones en estados de carga inusuales y/o electrones libres localizados en defectos estructurales, lo que imparte color al material. Por ejemplo, la sal de mesa irradiada con radiación adquiere un color púrpura debido a la expulsión de los aniones de cloro de la estructura en forma de átomos de cloro. Al mismo tiempo, un electrón permanece en lugar del ion cloruro: se forma el llamado centro F (centro de color, "farbe" - con "color" alemán), que absorbe intensamente la radiación visible del naranja y el verde. rangos

En el vidrio, los defectos inducidos por radiación suelen ser iones en estados de carga atípicos, por ejemplo, plomo +3 en lugar de +2. Los electrones adicionales o su falta en relación con el estado normal de los iones en el vidrio cambian la naturaleza del enlace químico y la energía de excitación de los electrones de estos enlaces, es decir la estructura de banda del material, que puede conducir a la aparición de absorción de luz en el rango de longitud de onda visible, es decir, la aparición de color en el vidrio. Por regla general, las gafas ópticas incoloras se vuelven amarillas/marrones cuando se exponen a la radiación ionizante. Los vidrios destinados a funcionar en condiciones de radiación ionizante contienen las llamadas "trampas de carga": iones de un elemento con una carga formal variable, cuyas dos formas de carga tienen una baja absorción en la región visible. Por lo general, el cerio actúa como tal elemento: la adición de solo 0.1-1% de su óxido aumenta la resistencia a la radiación del vidrio en órdenes de magnitud, pero esta adición es suficiente para que el vidrio adquiera un tinte amarillento debido al cerio.

Afortunadamente, los estados electrónicos inusuales que se forman bajo la acción de la radiación en el vidrio no son muy estables: cada ion tiende a volver a su estado anterior y el electrón tiende a ocupar el nivel con la energía más baja. Para que esto suceda, es necesario ayudar a superar una cierta barrera potencial de relajación del defecto impartiendo energía adicional en forma de calor o luz. Solo un minuto de calentamiento a 150 grados conduce a la relajación de la abrumadora cantidad de defectos de color en el vidrio, pero este método es de poca utilidad para lentes ya ensamblados. La exposición a largo plazo a la luz con una longitud de onda igual a la longitud de onda absorbida por los defectos es una forma buena, pero lenta, de decolorar el cristal de las lentes viejas dañadas por la radiación. Por este motivo, se recomienda irradiar las lentes amarillentas con luz ultravioleta o exponerlas al sol.

Un par de mis lentes SO-3.1 35/2.8 difieren en la transmisión de luz: uno de ellos es muy amarillo, el otro prácticamente no lo es. Esto probablemente se deba a las condiciones de almacenamiento de su antiguo propietario: uno podría estar en la oscuridad o en un lugar frío, y el otro, a la luz en un lugar muy cálido. A continuación se muestran fotografías de dos lentes que le permiten comparar visualmente la apariencia del vidrio dañado por la radiación y relajado.

Lo importante es que estas lentes son absolutamente idénticas, incluido el diseño óptico. La diferencia está solo en las condiciones de almacenamiento/uso en el pasado.

Aún más claramente, la diferencia entre el vidrio de torio amarillento e incoloro se demuestra por los espectros de transmisión de luz obtenidos de ambas lentes. Se puede notar que en el rango IR, la transmisión de luz de las lentes es exactamente la misma, y ​​en la región visible, la lente amarillenta demuestra una fuerte absorción de rayos azul-violeta.

Espectros de transmisión para objetivos amarillentos (Amarillo) e incoloros (Incoloro) SO-3.1, registrados en igualdad de condiciones en un espectrofotómetro Varian Carry 300.

Espectros de transmisión para objetivos amarillentos (Amarillo) e incoloros (Incoloro) SO-3.1, registrados en igualdad de condiciones en un espectrofotómetro Varian Carry 300.

Dado que los espectros se registraron en condiciones iguales para lentes del mismo diseño, restando otro de un espectro, se puede obtener el espectro de absorción de luz (logaritmo decimal negativo del valor de transmisión de luz, tomado en fracciones de la unidad) por radiación coloreada inducida. defectos de vidrio.

El espectro de absorción de la luz por defectos de vidrio inducidos por radiación es la diferencia entre los espectros de lentes amarillentas e incoloras.

El espectro de absorción de la luz por defectos de vidrio inducidos por radiación es la diferencia entre los espectros de lentes amarillentas e incoloras.

Se puede notar que no hay diferencia entre las lentes en la región IR, pero también en la región de longitudes de onda inferiores a 350 nm, pero esto se debe únicamente a que el vidrio en sí no transmite rayos UV, independientemente de la presencia o ausencia de defectos de color. El gráfico muestra que para longitudes de onda de 380 a 400 nm, la transmisión de luz de una lente amarillenta es ~10 veces menor que la de una incolora. Además, la radiación de este rango particular es adecuada para "tratar" el amarilleo del vidrio en lentes de torio, ya que los defectos la absorben con mayor intensidad y la transmite el vidrio sin defectos.

Desde un punto de vista fotográfico, el cristal de torio amarillo actúa como un filtro de luz, bajando la temperatura de color y reduciendo la transmisión de luz de la lente hasta 1-1.5 pasos. exposición.

Propiedades ópticas

La lente utiliza un diseño óptico de ocho lentes con vidrio de torio, y esto ayuda mucho a lograr una alta calidad de imagen a pesar de compromisos tales como una pupila de entrada remota y una gran distancia focal posterior. En el centro del encuadre, la lente crea una imagen nítida desde una apertura abierta, en los bordes del encuadre la nitidez está limitada por el coma y las aberraciones cromáticas, pero en general la lente se comporta mucho mejor que el Mir-1 convencional o incluso que el nuevo Zenitar 35/2 (que todavía experimenté un poco). En aperturas cubiertas, la resolución también mejora en todo el campo, pero debido al uso de una apertura de prelente, el viñeteado también aumenta. Una característica de la lente es también la presencia de una notable distorsión en forma de barril.

El contraste de la imagen en condiciones normales de iluminación está al nivel de una buena óptica con lentes de una sola capa. En la luz de fondo, el velo y el resplandor aparecen en forma de "lluvia soleada" y conejitos.

La reproducción del color de una lente incolora es con algo de vegetación, una lente amarillenta da el efecto de un filtro de luz cálida.

Inusual para las lentes de clase 35 / 2.8 es el bokeh SO-3.1: la lente no crea "escalas" brillantes ni una "torsión" pronunciada, lo que recuerda a la óptica moderna de alta calidad. Sin embargo, SO-3.1 definitivamente tiene su propio gusto por desenfocar el fondo.

El objetivo cubre un marco de 44×33 mm, con el ajuste de apertura “correcto” se puede utilizar con cámaras de formato medio sin ningún problema. Usé SO-3.1 en F/2.8-F/4 con adaptador de cambio en Sony A7s para tomas de "formato medio".

A continuación se muestran fotos de muestra en una cámara de fotograma completo sony a7s sin usar un adaptador de cambio.

Siguiente - fotos de "formato medio" - "shiftorams" tomadas en Sony A7s usando el adaptador Fotodiox Pro EOS-NEX Shift.

Hallazgos

Carl Zeiss Jena P-Flektogon SO-3.1 35/2.8 es un objetivo gran angular con un diseño óptico inusual y un patrón atípico para las ópticas antiguas de esta clase. Ocho lentes y vidrio de torio ayudaron a los ópticos de Jena a lograr una calidad óptica que no se lograba en los consumidores convencionales. Flektogon 35/2.8 Harry Zollner, y que, aparte de dudosos expertos en ese momento, por desgracia, nadie pudo evaluar.

Encontrarás más reseñas de lectores de Radozhiva aquí. Todas las opiniones de Rodion en un solo lugar aquí.

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Comentarios: 8, sobre el tema: Carl Zeiss Jena SO-3.1 P-Flektogon 35/2.8. Descripción general de la lente espía de Rodion Eshmakov

  • Sergei

    Me pregunto cuál de los ocho lentes es torio. En este último caso, la lente debería emitir decentemente radiación alfa sobre la película inmediatamente después del nacimiento.
    Los principales riesgos de la radiación surgen mucho más tarde: a medida que el torio se descompone naturalmente, la radiación gamma (que es difícil de proteger) comienza a manifestarse de manera significativa. Además, las diferentes lentes que contienen torio emiten de manera diferente (posiblemente influenciadas tanto por la masa del propio vidrio de torio como por otras impurezas radiactivas).
    Es interesante comparar ambas instancias entre sí.

    • Rodion

      Creo que el torio está en la lente trasera. Tal vez ni siquiera esté en una de las lentes: hay suficientes candidatos (lentes positivos) en la lente.
      El rango de partículas alfa es de solo un par de centímetros, la película no sufrirá. Los isótopos hijos tienen una actividad varias veces mayor que la del propio torio, mientras que el cuerpo y las lentes protegen eficazmente la radiación beta, y habrá que soportar los rayos gamma, sí. Afortunadamente, esto no es cesio-137 ni cobalto-60.
      La radiactividad del vidrio depende, por supuesto, de la proporción de torio que contiene y de la composición de la matriz: si contiene elementos que absorben radiación, entonces el vidrio puede emitir menos. La radiactividad de la lente dependerá de la ubicación de la lente de torio en el esquema y de sus parámetros geométricos.
      Por cierto, teniendo en cuenta el hecho de que el "equilibrio secular" en la serie del torio se logra en varias décadas, la actividad del vidrio con torio puede considerarse equivalente a la actividad del torio natural.
      En la revisión de fotos en una muestra incolora.

  • Sr. Swar

    Me pregunto cuál de los ocho lentes es torio. -
    El penúltimo en pegado. Sólo un idiota puede poner en último lugar un componente óptico de torio o lantano (al material fotográfico, al ojo, etc.)

    Si es lo último, entonces la lente debe emitir radiación alfa decentemente en la película inmediatamente después del nacimiento.-
    La lente ya brilla decentemente, no solo en alfa, sino también en beta.
    Thorium 232 - libera Alpha - se convierte en Radium 228, luego Radium 228 - libera Beta - se convierte en Actinium 228 y así sucesivamente. La cadena de descomposición anterior muestra que los componentes ópticos contienen torio y sus elementos secundarios: radio, actinio, radón, polonio, bismuto, talio y plomo en cantidades diminutas como resultado de la lenta descomposición del torio.
    En una cámara digital, a una velocidad de obturación de 60 a 120 segundos, los píxeles calientes son claramente visibles. Cuanto menor sea el tamaño de píxel, más píxeles calientes.

    Los principales riesgos de la radiación surgen mucho más tarde: a medida que el torio se descompone naturalmente, la radiación gamma (que es difícil de proteger) comienza a manifestarse de manera significativa.
    Esta es la verdad más pura, solo que nadie sabe sobre esto y no Gamma, sino la radiación Beta.
    La destrucción del componente óptico no liberará radiación ni elementos tóxicos que queden en la estructura de la red de vidrio. Sin embargo, esto contaminará las instalaciones y facilitará la ingestión o inhalación de pequeñas partículas de polvo radiactivo.
    Desmonte una lente con componentes ópticos de torio solo con guantes y sobre una película de plástico. Después del desmontaje y montaje, entregue los guantes y la película de polietileno en el punto adecuado para recibir materiales radiactivos. Limpie la herramienta con un paño húmedo y envuélvala en la película de polietileno mencionada anteriormente.
    Está estrictamente prohibido romper, frotar o rayar los componentes ópticos de torio para evitar que entren partículas radiactivas en el cuerpo.

    Además, diferentes lentes que contienen torio emiten de manera diferente (quizás tanto la masa del propio vidrio de torio como otras impurezas radiactivas).-
    No solo afecta la masa del vidrio óptico que contiene torio, sino también la pureza del óxido de torio, que se agregó en el momento de la fusión del vidrio.

    Es interesante comparar ambas instancias entre sí.-
    Al desenroscar las lentes en ambas copias y compararlas, se sospecha que los componentes ópticos pueden tener diferente contenido de torio y pureza.
    La radiación alfa y beta crea centros F en el vidrio porque la descomposición radiactiva desplaza los electrones, lo que hace que el vidrio se vuelva amarillo o marrón.
    La luz ultravioleta puede eliminar parte del color amarillento. Puede tomar hasta 7 días de exposición al sol o fuentes de luz ultravioleta para reducir el amarillamiento.
    La distancia segura en el aire es de 1 a 1,5 metros de los componentes ópticos de torio.
    La carcasa de aluminio es un buen material de protección contra la radiación alfa y beta.
    Los componentes ópticos de torio han sido reemplazados gradualmente por componentes ópticos que contienen óxido de lantano con propiedades ópticas similares. El lantano en sí es muy débilmente radiactivo, pero la radiación es detectable por un instrumento sensible, el nivel es insignificante en comparación con la radiación de fondo.

    • Rodion

      Un comentario detallado, pero solo al grano.
      No es una idiotez colocar la lente en último lugar; es muy dudoso que esto tenga un efecto tan negativo en la película. Usted mismo escribe unos 120 segundos para una matriz digital, que es claramente más sensible a la radiación. Contradicción.
      Además, el vidrio de torio es vidrio de corona. En las lentes del tipo doble Gauss se utilizan vidrios crown en las lentes positivas, y flints en las negativas. Y esta lente es de una forma u otra: el desarrollo del doble Gauss. Por lo tanto, es poco probable que la lente de torio sea la penúltima.
      También te equivocas sobre la ruptura.
      En el cristalino desde hace 50 años se ha establecido un equilibrio secular de isótopos, por lo tanto hay radiación alfa, beta y gamma. Y los problemas reales con el blindaje surgen solo para los rayos gamma, cuyo rango en los tejidos blandos es de decenas de centímetros. Los rayos beta son bloqueados de manera efectiva por el papel de aluminio y, por lo tanto, por las partes del cuerpo. Otro error, ¿mala suerte?
      Bueno, ni siquiera quiero comentar sobre todo este frenesí técnicamente seguro. Puedo imaginar lo que harías si tuvieras que precipitar acetato de uranilo de sodio bajo un microscopio con estudiantes de segundo año en análisis.
      La pureza del dióxido de torio ciertamente tiene un efecto. Pero, de nuevo, difícilmente puede haber algo además de sus isótopos hijos. El radio-226 condicional no estará allí: ellos y el torio tienen propiedades tan heterogéneas que no hay posibilidad de aislarlos juntos.
      ¿Diferente contenido de torio en lentes? ¿Cómo puedes siquiera escribir esta tontería? En una misma lente, producida al mismo tiempo, teniendo las mismas propiedades, no puede ser que se utilicen vidrios diferentes. La cantidad de torio no puede flotar, como cualquier otro componente de vidrio óptico. Conclusión analfabeta.
      Los centros F apenas se forman en el vidrio, ya que hay muchas trampas de carga. La formación de centros F es característica de los cristales iónicos, donde el catión tiene un estado de oxidación constante. Además, los centros F, es decir, los electrones localizados, en muchos compuestos conocidos dan un color azul o púrpura, no amarillo.
      En el vidrio, el principal tipo de defectos son los cationes en estados de oxidación atípicos.
      La distancia de seguridad no está claro de dónde viene y lo que es en general tampoco está claro.
      Finalmente, el óxido de lantano no es en absoluto equivalente al dióxido de torio en términos de propiedades ópticas: tiene un índice de refracción más bajo y el proceso tecnológico para la producción de vidrios de lantano es más confuso.

  • Sergei

    Hay un buen resumen de la radiactividad de ciertas lentes (que también incluían ópticas con cuatro lentes de lantano - Mitakon speedmaster 50mm/0,95 de la primera versión).
    https://camerapedia.fandom.com/wiki/Radioactive_lenses
    Pero solo dos realmente brillan fuerte y peligrosamente: Canon FD 55 mm f / 1.2 SSC Aspherical (medido a 46532 CPM y Fujica Fujinon 50 mm f / 1.4 estilo antiguo sin EBC = anillo de enfoque segmentado no uniformemente (medido a 35137 CPM @ elemento posterior)

    • rodion eshmakov

      Conteos por minuto (CPM): malos indicadores del peligro de una lente en particular. Sí, en radioquímica existen ciertas dificultades en el análisis en la traducción de loros en cantidades físicas comprensibles. Pero sin esto, todo esto es basura y nada: no será posible juzgar el peligro o la seguridad a partir de estos datos.

  • Sergei

    Y ahí, por cierto, hay referencias a elementos ópticos delanteros o traseros radiactivos. Probablemente en ese momento era posible poner allí torio y lantano.

  • esclava

    La lente amarillenta da un efecto muy interesante, que es difícil de hacer programáticamente.

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