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实验四 基于ZEMAX的牛顿望远镜的优化设计一．实验目的学会使用ZEMAX软件对典型牛顿望远镜进行优化设计。
二．实验要求1.掌握设立反射镜、使坐标中断的方法；2.学会使用圆锥系数来优化成像质量；3.学习点列图和3D图形分析像质的简单方法。
三．实验原理1.牛顿望远镜基本结构：抛物面主反射镜+与光轴成45度的平面反射镜构成，是一种全反射式的望远镜物镜；2.对于球面凹面镜成像，有F=R/2的关系；3.圆锥系数（conic系数）：见于LDE窗口中每一行的第7列（Conic），这个系数是描述该行所代表的面的曲面函数中的非球面二次曲面系数，决定了该行代表的面的形状，典型值对应的面形状如下：Conic=0 球面；-1<Conic<0 主轴在光轴上的椭球面；Conic=-1 抛物面；Conic<-1 双曲面。
4.ZEMAX中关于在光路中新添加折叠反射镜仿真实现的步骤：定位置：：在所需要放置反射镜的位置添加一个虚构面（空面），由反射镜要（1） 定位置放置的位置决定添加虚构面后相应各面的厚度值的改变；（2） 添加反射镜：从主菜单-工具-折叠反射镜里添加一个反射镜，设置相关合适的参数。
5.鬼像与挡光板：（1） 鬼像：成像系统中一些非设计中的反射光线最终沿着非期望的路径达到像面后，会形成鬼像，影响成像质量。
（2） 为了尽可能消除鬼像的影响，对于那些位于光路范围内的中间器件（尤其是口径小于主光路口径的），例如本例中的平面反射镜，一般需要在其前面加一块挡光板，消除这些器件对光线不需要的反射。
挡光板的口径通常要比被挡元件的口径稍大。
（3） ZEMAX中挡光板的具体实现步骤：定位置：：在所需要放置挡光板的位置添加一个虚构面（空面），由其要放a.定位置置的位置决定添加虚构面后相应各面的厚度值的改变；设置参数：：将面型surf：type双击后的Aperture中的光圈类型从noneb.设置参数改为所需要的挡光类型（如圆形挡光），设置合理的挡光半径值，以略大于被挡元件半径为宜。
第26期2019年9月No.26September ，2019基于ZEMAX 的反射式望远物镜设计张云哲，冯厅，王郭玲（西安文理学院，陕西西安710065）摘要：文章应用ZEMAX 光学软件，设计性能良好反射式望远物镜，总体可以分为两个阶段：第一个阶段是通过对已知参数的计算，确定出系统的尺寸大小。
第二个阶段是把得到的参数输入ZEMAX 中,利用ZEMAX 仿真出系统的光路配置图，通过优化处理，得到R-C 光学系统。
分析模拟出的图形，证实了此次设计的R-C 系统结构合理，成像质量高，并且满足参数要求。
关键词：光学设计；R-C 系统；ZEMAX 中图分类号：O439文献标志码：A 江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information基金项目：陕西省教育厅专项科研计划项目；项目名称：基于光场调控的光子带隙多波混频理论与实验研究；项目编号：18JK1154。
西安市科技计划项目；项目名称：基于铷原子参量放大涡旋光全光开关的研究；项目编号：2017CGWL072017CGWL18。
作者简介：张云哲（1982—），男，陕西西安人，讲师，博士；研究方向：光电子。
1国内外发展现状1608年荷兰眼镜师汉斯·李波尔，无意间发现了通过调整两个透镜之间的距离看到了远方的物体后，受此启发发明出历史上第一架望远镜，从此打开了望远世界的大门［1-2］。
1609年，伽利略利用他自己制造出来的望远镜对行星进行了观看，他看到了许多用肉眼看不到的奇妙景象，这些发现开拓了人们对宇宙的认知［3］。
1668年，牛顿根据光线的反射规律制造出了反射式望远镜，由于反射式望远镜不存在色差，可以很好地消除球差，这一发明使得望远镜不论在理论还是实践又上了一个台阶［4-6］。
1990年，在R-C 光学系统基础上进一步改进的哈勃太空望远镜成功发明，它的出现促进了天文学的进一步发展［7-9］。
之后，经过众多科学家的研究，望远系统发展的越来越精细，也越来越完善。
在光学设计中，Zemax是一款非常受欢迎的软件，它提供了强大的工具和功能，可以帮助设计师轻松地完成各种光学设计任务。
本文将通过一个具体的例子，向大家展示如何使用Zemax进行光学设计。
一、设计背景我们假设需要设计一款望远镜，需要观察远处的星空。
望远镜的主要性能指标包括放大倍率、像差和亮度。
我们需要通过Zemax软件，找到最佳的光学系统方案，以达到最佳的观察效果。
二、设计步骤1.建立基本光学系统模型：在Zemax中，我们需要建立一个基本的光学系统模型，包括望远镜的主镜和次镜。
可以通过手动输入镜片数据或者使用预设的镜片库来建立模型。
2.调整参数：在Zemax中，我们可以调整各种参数来优化望远镜的性能。
例如，可以通过调整放大倍率和亮度参数来找到最佳的观察效果。
3.检测像差：在调整参数后，我们需要检测望远镜的像差。
Zemax 提供了强大的像差检测功能，可以帮助我们找到镜片上的缺陷和误差。
4.优化镜片：根据检测结果，我们可以对镜片进行优化。
可以通过添加或删除镜片、调整镜片位置和角度等方式来改善望远镜的性能。
5.模拟观察：在完成镜片优化后，我们可以模拟观察望远镜的成像效果。
可以通过调整望远镜的焦距和观察角度来查看不同情况下的成像效果。
6.调整和优化：根据模拟观察结果，我们可以再次调整和优化望远镜的设计。
直到达到满意的观察效果为止。
三、设计结果经过一系列的设计和优化步骤，我们得到了一个满意的光学设计方案。
该方案包括两片反射镜，放大倍率为10倍，像差在可接受范围内，亮度较高。
通过Zemax模拟观察，成像效果清晰、稳定，符合我们的预期。
四、总结通过这个具体的例子，我们展示了如何使用Zemax进行光学设计。
虽然只是一个简单的望远镜设计，但是它涵盖了光学设计的基本步骤和技巧。
在实际应用中，光学设计需要考虑的因素很多，例如环境因素、成本预算、材料选择等。
Zemax提供了丰富的工具和功能，可以帮助设计师轻松应对各种挑战。
- 1 –好的设计取决于你的知识和经验，而不是Zemax 这样的工具，好的镜头出自你的头脑。
——道冲/charlietian /charlietian11Zemax 初学者教程（光学设计）习作三：牛顿望远镜你将学到：使用mirrors，conic constants，coordinate breaks，three dimensional layouts，obscurations。
牛顿望远镜是最简单的矫正所有on-axis aberrations 的望远镜。
牛顿望远镜是利用一个简单的parabolic mirror 完美地矫正所有order 的spherical aberration，因为我们只在optical axis 上使用，除spherical aberration 外并没有其它的aberration。
假想要设计一个1000mm F/5的望远镜，我们需要一个具有2000mm 的curvature 及200mm 的aperture。
在surface 1即STO 上的curvature 项中键入-2000 mm，负号表示对object 而言，其曲面为concave，即曲面对发光源而言是内弯的。
在thickness 项中键入-1000，负路表示光线没有透过mirror 而是反射回来，在Glass 项中键入MIRROR。
- 2 –好的设计取决于你的知识和经验，而不是Zemax 这样的工具，好的镜头出自你的头脑。
——道冲/charlietian /charlietian11最后在System 的General 项中的aperture 中键入200。
Wavelength 选用0.550；- 3 –好的设计取决于你的知识和经验，而不是Zemax 这样的工具，好的镜头出自你的头脑。
——道冲/charlietian /charlietian11field angel 则为0。
现在看看spot diagram，你会看到一个77.6 microns RMS 的spotdiagram。
实验 牛顿反射望远镜的设计
一、实验目的
掌握牛顿反射望远镜的设计方法。
二、实验仪器
计算机、ZEMAX 软件
三、实验设计参数要求
C d,F,:gth Wavelen 4: m m 100: m m 800: 全视场入瞳直径焦距
四、实验操作步骤
1、 输入系统参数并建立初始结构。
（1）在通用设置对话框输入视场2°、1.414°、1°、0°；
（2）在通用设置对话框中输入如同致敬100mm ；
（3）在通用设置对话框输入可见光波长。
（4）根据焦距计算曲率半径，旋转反射主镜的conic 系数，建立初始结构，并观察spt 图和RAY FAN 曲线。
2、添加反射镜副镜和遮拦孔径
（1）选一较为合适的距离（接近并小于800mm ），设像面和反射镜中心距离100mm ，先在镜头编辑窗口（LDE ）栏中插入一个新的虚拟面。
将厚度分为-700和-100.
（2）将第2个面（虚拟面）设置为反射镜：Tools→Fold Mirror →Add Fold Mirror
(3)我们将入射光束画出来就可以看到拦光效果，在第一面前插入新的虚拟面，设置厚度为800.并查看结构光路图。
通过快捷方式调整3D视图的观察角度。
从上图坐标可以估算出椭圆挡光区域大小，所以可以在第一个表面设置椭圆遮光孔径。
并观察遮拦前后的MTF曲线图，修改后的低于修改前的。
3、可以通过观察光足迹，进一步修正遮光面的面积，是MTF曲线提高一些。
（1）估算挡光面积并进行挡光孔径的设置
（2）观察修改孔径光阑后的SPT图和MTF图。
zemax望远物镜的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握zemax软件的基本操作流程，运用其进行望远物镜的设计。
2. 学生能掌握望远物镜的光学原理，包括成像公式、焦距计算、视场角等关键概念。
3. 学生能了解并描述望远物镜在不同应用场景中的性能要求和设计要点。
技能目标：1. 学生能独立使用zemax软件，完成望远物镜的初始设计和优化。
2. 学生能够分析望远物镜的仿真结果，对设计方案进行评价和改进。
3. 学生通过小组合作，能够解决望远物镜设计过程中遇到的问题，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到光学仪器在科学研究和国防建设中的重要性，增强国家意识和社会责任感。
2. 学生在课程学习过程中，培养科学精神，严谨求实，勇于探索未知领域。
3. 学生通过学习望远物镜设计，激发创新思维，提高实践能力，增强自信心。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，旨在帮助学生将光学理论知识与实际应用相结合，提高学生的实际操作能力和综合运用能力。
学生特点：学生具备一定的光学基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但缺乏实际设计经验。
教学要求：教师需结合学生特点，采用讲授、实践、小组讨论等多种教学方法，引导学生掌握望远物镜的设计方法，提高学生的综合能力。
同时，注重过程评价，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合教材相关章节，确保教学内容科学性和系统性。
具体安排如下：1. 光学基础知识回顾：引导学生复习光学成像原理、高斯光学等基本概念，为后续望远物镜设计奠定基础。
（对应教材第2章）2. zemax软件操作：详细介绍zemax软件的基本操作流程，包括界面认识、基本命令使用、参数设置等，使学生能够熟练掌握软件操作。
（对应教材第3章）3. 望远物镜设计原理：讲解望远物镜的光学原理，如成像公式、焦距计算、视场角等，并分析其在不同应用场景中的性能要求。
（对应教材第4章）4. 望远物镜设计实践：指导学生运用zemax软件进行望远物镜的初始设计，包括搭建模型、设置参数、仿真分析等，培养学生的实际操作能力。
实验名称：牛顿望远镜一.实验要求：系统焦距为1000mm ，F number为F/5，初始表面曲率半径为2000mm，Wavelength选用0.550um，field angel为0；合理设计结构，分别使反射面为球面和抛物面，比较两结构像差的不同；利用fold mirror在不改变像距前提下改善成像位置，使其离开光轴。
二.实验步骤：1：初始数据设置选择波长为0.550um；入瞳孔径为200，视场角为0。
2：镜头数据设置在STO上的Radius项中键入-2000 mm;在thickness中键入-1000，在Glass 项中键入MIRROR。
之后查看点列图与像差。
3：更改反射面在STO的Conic项键入-1，将反射面改为抛物面，查看点列图与像差。
4：改变成像位置先将STO的thickness改为-800，然后在其后插入面2，将其thickness设置为-200，然后Tools中的Add Fold Mirror，并将角度设置为45°，查看3D视图。
三.实验结果：图1反射镜为球面时的LDE图2 反射镜为球面时的视图图3 反射镜为球面时的像差图4 反射镜为球面时的点列图图5 反射镜为抛物面时的像差图6 反射镜为抛物面时的点列图图7 添加fold mirror 后的IDEZEMAX功能与用途：返回快速查看使用mirrors，conic constants，coordinate breaks，three dimensional layouts，obscuration。
使用conic constants常量更改面的形状，0为默认球面，1为抛物面等等。
实验总结：返回快速查看本次试验学习了牛顿望远镜的设计，通过更改点阵图的显示方式来观察实验结果，以及像差的校正过程：通过更改反射面的形状。
牛顿反射式望远镜的结构1. 牛顿反射式望远镜简介嘿，朋友们，今天咱们要聊聊一个非常酷的玩意儿——牛顿反射式望远镜！这东西可不是简单的望远镜哦，它的构造和原理让人耳目一新，简直是天文爱好者的“终极武器”。
它的创始人，艾萨克·牛顿，真的是一位大牛，凭借这台望远镜，他开启了观察宇宙的新篇章。
想象一下，站在星空下，通过这个神奇的仪器，仿佛能直接跟星星对话，听它们讲述千古传说，简直太美好了！2. 结构分析2.1 主镜说到牛顿反射式望远镜，首先得提的就是它的主镜。
它通常是一个大大的凹面镜，咱们用它来收集光线。
这个镜子可不是随便找块玻璃就能解决的，它得经过精确的打磨，才能把光线聚焦得恰到好处。
嘿，想象一下，像个巨型的勺子，专门用来“盛”星光。
牛顿选用这种设计，主要是因为凹面镜的光学效果比其他镜子更出色，像是用心良苦，真是深得我心。
2.2 副镜然后，咱们再聊聊副镜。
这个小家伙可是个重要的角色，负责把光线反射到目镜上。
它通常是个小巧的平面镜，哎，就像个小助手一样，默默为主镜服务。
没有它，咱们就无法看到清晰的星空画面，想想可真有点可怕。
不过，这小镜子的位置可是讲究的，得按照特定的角度来放，否则可就“差之毫厘，失之千里”了，真是细节决定成败啊！3. 目镜与结构体3.1 目镜接着咱们来谈谈目镜。
目镜的作用就是让我们能清晰地看到反射出来的图像。
其实它就像是个放大器，把远处的星星拉得近近的，简直让人感受到一种“星星触手可及”的奇妙感觉。
很多人以为目镜就是个普通的玻璃片，但实际上，好的目镜能够减少畸变，让星星的样子保持真实。
想要用牛顿望远镜看清那些遥远的星系，这个小玩意儿绝对是必不可少的。
3.2 结构体最后，咱们来看看整个结构体。
牛顿反射式望远镜的机身一般都是用金属或木头制作的，造型也各不相同，有的简洁大方，有的则炫酷得像是未来科技产物。
整体设计考虑到了便携性，方便天文爱好者们带着它去各大观星地。
不过，要想用好这台望远镜，还得掌握一些小技巧，比如调整好焦距、稳定好支架，这样才能真正“登高望远”，欣赏到星空的美丽。
基于Zemax的牛顿望远镜的设计基于Zemax的牛顿望远镜的设计 (1)1、简介 (1)2、优缺点 (3)2.1优点： (3)2.2不足： (3)3、Zemax设计 (4)3.1 设计要求 (4)3.2 设计过程 (4)4、参考与鸣谢 (9)5、附录：望远镜的性能简介 (10)5.1 物镜的光学特性： (10)5.2 物镜的结构样式： (11)5.3 系统的整体性能： (12)1、简介1670年，牛顿制备了第一个反射式望远镜。
他使用凹面镜（球面）将光线反射到一个焦点，如图1，2。
这种方法比当时望远镜的放大倍数高出数倍。
图1，2老牛本准备用非球面（抛物面），研磨工艺所限，迫使其采用球面反射镜做主镜：将直径2.5厘米的金属磨制成一个凹面反射镜，并在主镜的焦点前放了一个与主镜成45°的反射镜，使经主镜反射后的会聚光经反射镜后以90°反射出镜筒后到达目镜。
如图3，4。
球面镜虽然会产生一定的象差，但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。
所有的巨型望远镜大多属于反射望远镜，牛顿望远镜为反射望远镜的发展辅平了道路。
从牛顿制作出第一架反射望远镜到今天，300多年过去了，人们在其中加入了其他的设计，产生了许多的变形。
例如，在牛顿式望远镜中加入一组透镜，就产生了施密特-牛顿式，除此之外，还有许多的变形，但他们的基本结构都是牛顿式的。
图3，4在今天，世界上一些最为著名的望远镜都是采用牛顿式的结构。
例如，位于巴乐马山天文台的Hale天文望远镜，其主镜的尺寸为5米；W.M. 凯克天文台的Keck天文望远镜，其主镜由36块六角形的镜面拼接，组合成直径10米的主镜；还有哈勃太空望远镜，也是牛顿式望远镜。
牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜，光进入镜筒的底端，然后折回开口处的第二反射镜（平面的对角反射镜），再次改变方向进入目镜焦平面。
目镜为便于观察，被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。
牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线，结构较简单。
另外，焦距可长达1000mm而仍然保持相对紧凑，可以便携使用。
不过，由于主镜被暴露在空气和尘土中，需要更多维护与保养。
然而，这个小缺点不阻碍这个类型望远镜的大众化，对于那些想要一台价格经济，但仍然可以解决观测微弱，遥远的目标的用户来说，牛顿反射望远镜是一个理想的选择。
2、优缺点2.1优点：1、同折射和折反望远镜相比，同样口径成本最低。
因为大口径的反射镜比透镜的生产成本低很多。
2、紧凑合理，便携性好，焦距可达1000mm以上。
3、由于F数普遍较短(f/4到f/8)，更容易的获得较大的视野，具有较好的微弱深空天体观测性能，例如遥远的星系、星云和星团(但不是很方便，难度大于折反望远镜)。
4、长焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观，具有较好的月球和行星的观测性能。
5、由于采用反射镜作为主镜，无色差。
6、由于光线无须穿透物镜（它只从镜子的表面反射），所以不需要特别的玻璃材料，只需要能掌握住正确的反射面形状，且只需要处理一个表面（折射镜通常需要处理四个表面），因此非常适合非专业人士自制DIY。
7、目镜的位置在望远镜筒前端，与短F数结合可以使用短而紧凑的架台系统，减少费用和增加便利性。
2.2不足：1、一般不适合地面应用。
2、容易产生彗差，造成影样偏离轴心扩散的变形现象。
这种扩散在光轴上为零，随着镜子的视域呈线性的增加，也与焦距除以口径的商（焦比）的平方反比来扩散。
通常在焦比大于f/6的系统，彗差已经可以忽略掉，不会影响目视或摄影的结果。
焦比小于f/4的系统，虽然不能忽视彗差，但可以借由广视野和低倍率成像来避免。
透镜也可以用在修正牛顿主镜的彗差上，让影像恢复原有的明锐（所谓的“施密特-牛顿式”）。
3、副镜在光路的中间，会遮挡部分光线，反射镜的支撑结构还会使星像形成衍射星芒，并且降低锐度和反差。
使用二或三个支架的支撑结构可以减少视觉上的星芒，减少衍射的峰值强度提高星像的反差。
弥散斑状的星像通常是由于支撑结构的不稳定和镜筒内不规则流动的空气使星光不能汇聚形成尖锐的星点。
虽然十字支撑结构能比三支架支撑结构更有效的消除衍射星芒，但三支架结构形成的六线星芒会给人一种审美上的良好观感。
4、牛顿反射望远镜的校准是个问题。
主镜和副镜的准直性会因为运输和操作时的震动而偏离，这意味着望远镜可能在每次使用前都需要校准。
3、Zemax设计牛顿望远镜的主镜是一个抛物面，光线由无限远处的物点发出，在焦点处形成完美的几何像点。
抛物面无球差，只有轴上的高阶像差。
3.1 设计要求焦距F=1000 mm，F/5。
3.2 设计过程可知曲率半径R=2F=2000 mm，口径D=200 mm。
使用轴向视场角和默认波长。
反射式不产生色差，无需设置多波长。
（1）键入：入瞳200，默认视场角，默认波长。
对比球面和抛物面时点列图：区别在于二次项（-1）。
球面时：抛物面时：（2）增加折转面：欲新增转折面镜，首先需定义折转面的置放位置。
面镜尺寸应尽可能地小型化，并将光束完全导离光轴。
由于入瞳直径为200 mm，成像面至少要在光轴上方100 mm。
现在，设罝为150 mm，因此折转面距离抛物面850 mm（1000 mm –150 mm）。
于是，改变抛物面的厚度为-850 mm。
在抛物面与成像面之间插入一个新的表面，键入该表面厚度为-150 mm。
这个新增的哑面将会被指定为使用「Add Fold Mirror」工具的旋转面镜。
如此从面镜到成像面的总厚度依旧是1000 mm。
另外，为了观察到入射光，在stop前加入一面，距离为1000 mm。
（3）折转：Tools-Coordinate-Add fold Mirror ；镜面45°放置折转面对望远镜系统的性能并无影响。
Spd，PSF保持原样。
（4）设置挡板：光线从对象发出经过旋转面镜到达第一面镜，然后反射回到成像面。
在实际系统中，负责引导成像离开光轴的旋转面镜将会遮蔽部分的入射光束。
由于ZEMAX在序列模式中，后面的表面并不会影响前面光线追迹。
为了定义遮蔽效应以接近真实状况，必须置入一遮蔽平面。
双击表面1的Surf:Type——Aperture——(Aperture Type)--Circular Obscuration--最大半径设为16.7。
（6）效果图：4、参考与鸣谢1.百度百科——牛顿望远镜，牛顿反射式望远镜2./newtonian-telescope-and-zemax-design/#comments3.工程光学设计-萧泽新5、附录：望远镜的性能简介望远镜一般由物镜、目镜和棱镜（或透镜）转向系统构成。
望远光学系统所成的像对眼睛的张角大于物体本身对眼睛的直观张角，因此给人一种“物体被拉近了”的感觉。
作用一：放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。
作用二：把物镜收集到的比瞳孔直径粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
5.1 物镜的光学特性：物镜最重要的三个光学特性分别是相对孔径D f '物、焦距f '物和视场2ω。
1. 入瞳直径（或物镜孔径）D 决定物镜的分辨本领。
2. 物镜成像大小正比于物镜的焦距f '物。
3. D 和f '物决定系统的外形尺寸，D f '物（相对孔径）决定物镜的复杂程度和像面照度。
4. 视场2ω决定了观察范围。
具体如下：A. 相对孔径不大 望远镜是无焦系统，物镜的D f '物等于目镜的D f ''目。
目镜的相对孔径主要由出瞳直径D '和出瞳距z l '决定。
目前，望远镜的出瞳直径D '一般为4 mm ，出瞳距z l '要求为20 mm 。
为保证出瞳距，目镜的焦距一般不能小于25 mm 。
则：42516D f ''≤≈目故：相对孔径一般小于1。
B. 视场较小物镜视场角ω，目镜视场角ω'与系统的视觉放大率Γ有关系，下：tan tan ωω'=Γ目前，目镜视场2ω'大多在70°下，这就限制了物镜的视场，通常物镜视场在10°以下。
望远物镜一般主要校正轴向边缘球差、轴向色差和边缘孔径的正弦差。
设计物镜时，需考虑与目镜、棱镜的组合：1. 棱镜的像差由物镜来补偿。
2. 目镜中少量球差和轴向色差也由物镜来补偿。
故：物镜的轴向边缘球差，边缘孔径的正弦差，FCL '∆通常不是校正到0，而是指定数值。
5.2 物镜的结构样式：望远镜分折射式、反射式和折反射式三类。
A. 反射式和折反射式：（1） 反射：用凹面反射镜作物镜。
可分为牛顿望远镜、卡塞格林望远镜等几种类型。
（2） 折反：在球面反射镜的基础上，再加入用于校正像差的折射元件，可以避免困难的大型非球面加工，又能获得良好的像质量。
比较著名的有施密特望远镜。
在大孔径、长焦距中采用。
因为：1. 反射镜不产生色差。
2. 光路折转可以缩短轴向长度。
双反射镜应用较多，以后会专门介绍两镜系统。
主要有两种：1. 卡塞格林：主镜为抛物面，次镜为双曲面；成倒像，镜筒短。
检测较难2. 格里高利：主镜为抛物面，次镜为椭球面；成正像，镜筒长。
由于非球面加工、检测困难，轴外像差不能校正，出现折反射式。
一种是卡塞格林的改进：球面主镜+校正透镜。
主镜的像差可以得到校正版的补偿，能提高像质，增大视场和孔径。
著名的有：施密特，马克舒托夫和同心球壳校正版式。
B. 折射式：用透镜作物镜。
分为两种：由凹透镜作目镜的伽利略望远镜；由凸透镜作目镜的开普勒望远镜。
折射式物镜有：1. 双胶合：视场2ω<10°；不同焦距适用的最大相对孔径D ff '物为1503、11504、13006、1100010 2. 双胶合+单：视场2ω<5°；相对孔径D f '物为1132，D 100< mm 。
3. 单+双胶合：视场2ω<5°；相对孔径D f '物为113 2.5，D 100≤ mm 。
4. 三分离：视场2ω<4°；相对孔径D f '物为112 1.55.对称：短焦距，大视场，小相对孔径；2ω<30°，2f'<50，Df'物<156.摄远：系统长度小于焦距。
分两种：一正透镜组+一远离的负透镜；双胶合物镜+厚弯月镜。
5.3 系统的整体性能：望远镜的整体性能主要由以下参数反映：A.倍率倍率M = 物镜焦距f'物/目镜焦距f'目。
一架天文望远镜通常配有好几个不同焦距的目镜，从而可得到几种不同的放大倍率。
比如当望远镜的物镜焦距为840 mm，目镜的焦距是10 mm，那么放大率就是84倍，若另一目镜的焦距为20 mm，则望远镜的放大率就是42倍了。
