卡塞格林望远镜的结构形式
- 格式:docx
- 大小:240.81 KB
- 文档页数:10
基于zemax的反射式系统的结构设计基于zemax的反射式系统的结构设计11。
球面和非球面22。
典型的反射系统32。
1 牛顿望远镜(抛物面镜)42.2 经典卡塞格林系统52。
3 里奇—克列基昂(R—C系统)62。
4 格里高里系统92。
5 马克苏托夫—卡塞格林式102。
6 施密特-卡塞格林系统142。
7 施密特弯月形卡塞格林162。
8 达尔—奇克汉卡塞格林162.9 霍顿—卡塞格林(H—C系统)172.10 阿古诺夫—卡塞格林182。
11 普雷斯曼-卡米歇尔卡塞格林192。
12 ”离轴”或”斜反射”反射镜卡塞格林202。
13 三反-卡塞格林(Three-mirror Cassegrain)203. 反射式的特点214. 参考与鸣谢215。
附录221。
球面和非球面球面只用一个参数即表面半径(或曲率)来定义。
球面折射强烈,球差明显。
若使表面形状自光轴向外越来越平坦,则可以逐渐减小折射角,最终使所有光线会聚到同一焦点。
对比:球面边缘较陡,非球面平坦,可校正球差(主要应用).非球面不能只用一个曲率来定义,因其局部曲率在其表面范围内变化,常用解析公式描述,有时也用表面内坐标点的矢高表示。
最普遍形式是旋转对称的非球面,矢高为:22i i z a r =+∑,其中,c 为顶点处基本曲率,k 为圆锥曲线常数,r 为垂直光轴方向的径向坐标;2i i a r 为非球面的高次项。
圆锥曲线常数k表面类型 0 球面 K 〈—1 双曲面 K=—1 抛物面 —1〈k<0 椭球面 k>0扁椭球面当非球面非旋转对称时,将其表示成双锥形表面形式或变形非球面形式.双锥形表面有沿正交方向的两个基本曲率和两个圆锥曲线常数;变形非球面在两个正交方向上还附加高次项。
非球面的另一个形式是超环面(即复曲面),超环面具有环形面包圈的形状。
当非球面的高次项为0,非球面采用旋转对称的圆锥曲面横截面形式,其性质:A.不论反射面还是折射面,圆锥曲面对于一组特定的共轭点无球差。
实验四施密特—卡塞格林望远镜系统(Schmidt-Cassegrain)一、实验目的1.掌握Zemax中非球面镜面的定义与输入方法2.掌握Zemax中利用非球面镜的优化像差;3.熟悉Zemax中MTF的使用。
二、实验内容1.设计一个带多项式非球面矫正器施密特—卡塞格林系统;2.优化该系统的色球差。
三、实验器材1.p c机一台2.Z emax软件3.Z emax Manual一册(英文版)四、实验过程施密特-卡塞格林望远镜是在1931年由德国光学家施密特发明的优秀广视野望远镜。
在镜筒最前端的光学元件是施密特修正板,这块板是经过研磨接近平行的非球面薄透镜,可以确实的改正与消除主镜造成的球面像差。
自从1960年代,星特朗(Celestron)公司介绍了这一型的望远镜之后,数以万计的业余天文学家已经购买和使用过施密特-卡塞格林望远镜,直径从20厘米(8英寸)到48厘米(16英寸)都有。
本次实验是设计一个带多项式非球面矫正器施密特—卡塞格林系统 (Schmidt-Cassegrain) 。
设计的使用范围为可见光谱。
我们将采用10英寸的孔径,10英寸的后焦距(从主镜的后面到焦点)。
输入数据:由于只有矫正板和主反射面,进行这个设计是比较简单的,因此我们开始时先在光阑后插入两个面。
选择“SYSTEM”,“GENERAL”,输入10作为孔径值。
在同一个屏幕上,将单位“毫米(Millimeters)”改为“英寸(Inches)”。
选择“SYSTEM”,“WAVELENGTHS”,得到“波长数据”屏幕,设置3个波长:486,587,和656,其中587为主波长。
现在,我们将使用缺省的视场角0度,在Lens Data Editor中输入数据,如下表。
光阑被放在主面曲率半径的中心,这是为了排除视场像差(如彗差),它是Schmidt设计的特点。
我们可以选择2D Layout演示一下图形以验证一切是否就绪。
现在我们将加入辅助镜面,并安放像平面。
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 (8)5、附录:望远镜的性能简介 (9)5.1 物镜的光学特性: (9)5.2 物镜的结构样式: (10)5.3 系统的整体性能: (11)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。
四种天文望远镜原理图文章目录[隐藏]•折射式天文望远镜•施密特-卡塞格林式天文望远镜•马克苏托夫-卡塞格林式天文望远镜突然找到个不错的东西,天文望远镜的原理图,GIF动图更能加深理解。
折射式天文望远镜折射望远镜,是利用光的折射原理所产生的望远镜。
本视频将系统地简介折射望远镜的基本原理:光来自于我们所见到的物体,然后,它通过了望远镜的镜片后,集中于焦点上,然后再向望远镜目镜射去,产生影像重生。
折射望远镜的缺点就在于:它会改变光的颜色,由于光是由光谱组的,而光谱各自都有自己的特定波长,以至于各种颜色的光并不是都会产生相同的折射,折射望远镜的镜片通过焦聚来改变了光的走向路径,但是,并不是所有颜色的光波会完全地落在望远镜的焦之上的,而是散向别的地方,形成色像差。
当然,可以采用折射镜头组全来改变这种现象。
反射式天文望远镜反射望远镜是使用曲面和平面的面镜组合来反射光线,并形成影像的光学望远镜,而不是使用透镜折射或弯曲光线形成图像的屈光镜。
由于反射镜的造价要比透镜低的多,因此对于大口径的望远镜来说,经常做成反射式的,而不是笨重的折射式。
便携式设计的反射望远镜,虽然镜筒只有500mm,但焦距却可以达到1000mm。
牛顿式反射镜的焦比可以达到f/4到f/8,非常适合观测那些暗弱的河外星系、星云。
有些时候用这种望远镜观测月亮和行星也是很适合的。
如果要进行拍照,使用牛顿式望远镜时非常好的。
但是使用起来要比折反式望远镜要麻烦一点。
牛顿式结构可以很好的会聚光线,在焦点处得到一个非常明亮的像。
牛顿式反射式望远镜结构相对简单,造价低性能优越制作容易的特点,成为业余爱好者自制的首选。
施密特-卡塞格林式天文望远镜施密特望远镜(Schmidt telescope)是一种由折射和反射元件组成的天文望远镜。
1931年为德国光学家施密特﹐B.V.所发明﹐因此得名。
这种望远镜由一块接近平行平板的非球面改正透镜和一个凹球面反射镜组成,星光在望远镜里先通过折射,再经过反射,然后才成像。
工程光学课程设计报告班级:姓名:学号:成绩:指导教师:报告日期:南通大学课程设计论文目录摘要 (i)第一章绪论 (1)1.1课程设计题目 (1)1.2 设计要求 (1)第二章望远物镜的设计与相关参数 (2)2.1 望远物镜的主要参数 (2)2.2 望远物镜结构类型 (3)2.3 物镜的光学特性 (5)2.3 卡塞格林光学系统 (5)2.4 ZEMAX中的像质评价方法 (6)第三章设计与优化 (10)3.1设计过程 (10)3.2优化过程 (14)第四章运用Solid works对镜片进行绘制 (19)第五章新得与体会 (23)主要参考文献 (24)摘要由薄透镜组的初级像差理论入手,根据初级像差参量PW与透镜折射率n、孔径半径r、厚度d等关系,求出了满足初始设计的结构参数的透镜折射率n、孔径半径r、厚度d、形状系数Q、曲率p。
用光学设计软件ZEMAX对所求的结构参数进行了优化。
光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。
所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求,来决定满足各种使用要求的数据,即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。
大体可以分为两个阶段。
第一阶段根据仪器总体的要求,从仪器的总体出发,拟定出光学系统原理图,并初步计算系统的外形尺寸,以及系统中各部分要求的光学特性等。
第二阶段是根据初步计算结果,确定每个透镜组的具体结构参数,以保证满足系统光学特性和成像要求。
这一阶段的设计成为“相差设计”,一般简称光学设计。
评价一个光学系统的好坏,一方面要看它的性能和成像质量,另一方面要系统的复杂度。
一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下,结构设计最简单的系统。
第一章绪论1.1课程设计题目基于卡塞格林的望远物镜设计1.2 设计要求(1)入瞳直径:D=20mm;(2)相对孔径D/f’=1/6.15;(3)视场角2ω=7°;(4)在可见光波段设计(取d、F、C三种色光。
卡塞格林望远镜的结构形式11种,主要是根据主镜和次镜面型及有无校正器来分的,以下就是这11种的类型及结构形式(主镜面型在前,次镜在后)。
1、Classical Cassegrain 抛物面双曲面2、Ritchey-Chretien 双曲面双曲面3、Dall-Kirkham 椭圆面球面4、Houghton-Cassegrain 双凸透镜+双凹透镜球面球面5、Schmit-Cassegrain 施密特校正器面型任意6、Maksutov-Cassegrain 弯月透镜球面球面7、Schmidt-meniscus Cassegrain施密特校正器+弯月透镜球面球面8、Mangin-Cassegrain 多个球面透镜球面球面9、Pressmann-Camichel 球面椭圆面10、Schiefspiegler 斜反射离轴11、Three-mirror Cassegrain 三片反射镜面型任意以下详细介绍这几种卡塞格林结构形式:1、Classical Cassegrain (经典的卡塞格林系统):"传统的"卡塞格林望远镜有抛物面镜的主镜,和双曲面的次镜将光线反射并穿过主镜中心的孔洞,折叠光学的设计使镜筒的长度紧缩。
在小望远镜和照相机的镜头,次镜通常安装在封闭望远镜镜筒的透明光学玻璃板上的光学平台。
这样的装置可以消除蜘蛛型支撑架造成的"星状"散射效应。
封闭镜筒虽然会造成集光量的损失,但镜筒可以保持干净,主镜也能得到保护。
它利用双曲面和抛物面反射的一些特性,凹面的抛物面反射镜可以将平行于光轴入射的所有光线汇聚在单一的点上-焦点;凸面的双曲面反射镜有两个焦点,会将所有通过其中一个焦点的光线反射至另一个焦点上。
这一类型望远镜的镜片在设计上会安放在共享一个焦点的位置上,以便光线能在双曲面镜的另一个焦点上成像以便观测,通常外部的目镜也会在这个点上。
抛物面的主镜将进入望远镜的平行光线反射并汇聚在焦点上,这个点也是双曲线面镜的一个焦点。
卡塞格林望远镜的结构形式11种,主要是根据主镜和次镜面型及有无校正器来分的,以下就是这11种的类型及结构形式(主镜面型在前,次镜在后)。
1、Classical Cassegrain 抛物面双曲面2、Ritchey-Chretien 双曲面双曲面3、Dall-Kirkham 椭圆面球面4、Houghton-Cassegrain 双凸透镜+双凹透镜球面球面5、Schmit-Cassegrain 施密特校正器面型任意6、Maksutov-Cassegrain 弯月透镜球面球面7、Schmidt-meniscus Cassegrain施密特校正器+弯月透镜球面球面8、Mangin-Cassegrain 多个球面透镜球面球面9、Pressmann-Camichel 球面椭圆面10、Schiefspiegler 斜反射离轴11、Three-mirror Cassegrain 三片反射镜面型任意以下详细介绍这几种卡塞格林结构形式:1、Classical Cassegrain (经典的卡塞格林系统):"传统的"卡塞格林望远镜有抛物面镜的主镜,和双曲面的次镜将光线反射并穿过主镜中心的孔洞,折叠光学的设计使镜筒的长度紧缩。
在小望远镜和照相机的镜头,次镜通常安装在封闭望远镜镜筒的透明光学玻璃板上的光学平台。
这样的装置可以消除蜘蛛型支撑架造成的"星状"散射效应。
封闭镜筒虽然会造成集光量的损失,但镜筒可以保持干净,主镜也能得到保护。
它利用双曲面和抛物面反射的一些特性,凹面的抛物面反射镜可以将平行于光轴入射的所有光线汇聚在单一的点上-焦点;凸面的双曲面反射镜有两个焦点,会将所有通过其中一个焦点的光线反射至另一个焦点上。
这一类型望远镜的镜片在设计上会安放在共享一个焦点的位置上,以便光线能在双曲面镜的另一个焦点上成像以便观测,通常外部的目镜也会在这个点上。
抛物面的主镜将进入望远镜的平行光线反射并汇聚在焦点上,这个点也是双曲线面镜的一个焦点。
第 六 章 凯萨格林望远镜CASSEGRAIN TELESCOPE MODEL在这章中,我们将暂时离开上一章的Cooke 三片组,开始建立传统而著名的凯萨格林望远镜。
我们可以仅使用三个表面仿真这设计的主要结构设计,如图6.1 所示。
在图中主反射镜的形状为抛物面,其次反射镜为双曲线面。
图6.1一个古典凯萨格林望远镜。
光线来自左边,碰到凹面的主反射镜,反射到凸面的次反射镜后,光线再反射穿出主反射镜中心的一个开口孔径。
这个设计能够给予几乎完美的近轴影像,虽然像差随着离轴的角度会快速的增加,这个设计的其它资料可以在第112 页的补充附录“什么是凯萨格林望远镜”中讨论。
什么是凯萨格林望远镜?What is a Cassegrain Telescop e?大多数的大口径望远镜是使用反射镜,而非透镜来收集光线。
因为光线必须穿透透镜,它只能够利用透镜的边缘来固定。
这个原因限制了折射式望远镜的直径最大为一公尺,因为再大的透镜将被他自己的重量压垮。
重力将使他们的形状变形,(因此影响其成像质量),其变形的量与方式依望远镜所指向的天空角度而定。
反射式望远镜能够被制构来支撑。
唯一的问题是由凹面镜所形成的影像在凹面镜之前。
这个是非常不便及不实用的成像位置,因为成像位置的高度高于地面,及其位置为入射光的中途。
解决这个问题的一个方法是由凯萨造成非常大,因为主反射镜可以由背后稳固的结格林在1672 年提出,他增加一片凸面镜,称为次镜,放在主镜的焦点之前。
光线因此穿出主镜中央圆孔而离开系统如图中所示。
然而次镜是放在入射光的中途,唯一的影响是阻挡了小部分的入射光,同时增加了(通常是小量)部分绕射效应。
凯萨格林望远镜是一个紧凑的设计,一个简单的单一反射镜系统,若具有与凯萨格林组态相同的有效焦距时,其全长将四倍于凯萨格林组态,现在长焦距望远镜可以建造于一个简单的单一反射镜系统,若具有与凯萨格林组态相同的有效焦距时,其全长将四倍于这个凯萨格林望远镜组态。
卡塞格林望远镜的结构形式11种,主要是根据主镜和次镜面型及有无校正器来分的,以下就是这11种的类型及结构形式(主镜面型在前,次镜在后)。
1、Classical Cassegrain 抛物面双曲面2、Ritchey-Chretien双曲面双曲面3、Dall-Kirkham椭圆面球面4、Houghton-Cassegrain双凸透镜+双凹透镜球面球面5、Schmit-Cassegrain施密特校正器面型任意6、Maksutov-Cassegrain弯月透镜球面球面7、Schmidt-meniscus Cassegrain施密特校正器+弯月透镜球面球面8、Mangin-Cassegrain多个球面透镜球面球面9、Pressmann-Camichel 球面椭圆面10、Schiefspiegler 斜反射离轴11、Three-mirror Cassegrain三片反射镜面型任意以下详细介绍这几种卡塞格林结构形式:1、Classical Cassegrain (经典的卡塞格林系统):"传统的"卡塞格林望远镜有抛物面镜的主镜,和双曲面的次镜将光线反射并穿过主镜中心的孔洞,折叠光学的设计使镜筒的长度紧缩。
在小望远镜和照相机的镜头,次镜通常安装在封闭望远镜镜筒的透明光学玻璃板上的光学平台。
这样的装置可以消除蜘蛛型支撑架造成的"星状"散射效应。
封闭镜筒虽然会造成集光量的损失,但镜筒可以保持干净,主镜也能得到保护。
它利用双曲面和抛物面反射的一些特性,凹面的抛物面反射镜可以将平行于光轴入射的所有光线汇聚在单一的点上一焦点;凸面的双曲面反射镜有两个焦点,会将所有通过其中一个焦点的光线反射至另一个焦点上。
这一类型望远镜的镜片在设计上会安放在共享一个焦点的位置上,以便光线能在双曲面镜的另一个焦点上成像以便观测,通常外部的目镜也会在这个点上。
抛物面的主镜将进入望远镜的平行光线反射并汇聚在焦点上,这个点也是双曲线面镜的一个焦点。
施密特-卡塞格林镜筒组件Edge HD型施密特-卡塞格林镜筒组件使用手册•禁止使用裸眼和未妥善滤光的望远镜直接观测太阳,这将导致永久性的视力损伤。
•不要用望远镜来将太阳直接投影到任何平面上,聚焦的光束可能损坏望远镜内的光学元件。
•不要使用置于目镜前端的太阳滤光片,不要使用未经安全认证的赫歇尔棱镜天顶来观测太阳。
望远镜的聚焦作用将可能导致这些元件剧烈吸热和爆裂。
爆裂之后日光将毫无过滤的射入人眼导致损伤。
•望远镜不要疏于管理。
在操作时要有熟悉操作的成人在现场,尤其是在有小孩在场的情况下。
警告目 录安装安装目视后背 ………………………………………………… 01安装天顶镜 …………………………………………………… 01安装目镜 ……………………………………………………… 01计算放大倍率 ………………………………………………… 02安装光学寻星镜 ……………………………………………… 02基本使用校准寻星镜 …………………………………………………… 03调焦 …………………………………………………………… 03成像方向 ……………………………………………………… 03观测窍门 ……………………………………………………… 04望远镜维护光学器件护理和清洁 ............................................. 05光轴准直 (05)01安装安装目视后背目视后背是把其他附件连接到望远镜上的附件。
部分镜筒出厂时已经安装好目视后背,部分镜筒后面安装了一个防尘盖。
如果用户收到的镜筒未安装目视后背,请按下面的说明安装:1.移除镜筒后面的防尘盖。
2.把目视后背上的滚花压环顺时针拧到镜筒后面的外螺纹上。
3.把目视后背上的固定螺丝转到一个舒适的位置,继续顺时针转动滚花压环,直到目视后背固定在镜筒后面。
目视后背固定后,用户可以安装其他附件,比如目镜,天顶镜等。
移除目视后背,只需要简单的逆时针转动滚花压环,直到从镜筒后面完全脱离。
卡塞格林望远镜的结构形式11 种,主要是根据主镜和次镜面型及有无校正器来分的,以下就是这11 种的类型及结构形式(主镜面型在前,次镜在后)。
1、Classical Cassegrain 抛物面双曲面2、Ritchey-Chretien 双曲面双曲面3、Dall-Kirkham 椭圆面球面4、Houghton-Cassegrain 双凸透镜+双凹透镜球面球面5、Schmit-Cassegrain 施密特校正器面型任意6、Maksutov-Cassegrain 弯月透镜球面球面7、Schmidt-meniscus Cassegrain 施密特校正器+弯月透镜球面球面8、Mangin-Cassegrain 多个球面透镜球面球面9、Pressmann-Camichel 球面椭圆面10、Schiefspiegler 斜反射离轴11、Three-mirror Cassegrain 三片反射镜面型任意以下详细介绍这几种卡塞格林结构形式:1、Classical Cassegrain (经典的卡塞格林系统):"传统的"卡塞格林望远镜有抛物面镜的主镜,和双曲面的次镜将光线反射并穿过主镜中心的孔洞,折叠光学的设计使镜筒的长度紧缩。
在小望远镜和照相机的镜头,次镜通常安装在封闭望远镜镜筒的透明光学玻璃板上的光学平台。
这样的装置可以消除蜘蛛型支撑架造成的"星状"散射效应。
封闭镜筒虽然会造成集光量的损失,但镜筒可以保持干净,主镜也能得到保护。
它利用双曲面和抛物面反射的一些特性,凹面的抛物面反射镜可以将平行于光轴入射的所有光线汇聚在单一的点上-焦点;凸面的双曲面反射镜有两个焦点,会将所有通过其中一个焦点的光线反射至另一个焦点上。
这一类型望远镜的镜片在设计上会安放在共享一个焦点的位置上,以便光线能在双曲面镜的另一个焦点上成像以便观测,通常外部的目镜也会在这个点上。
抛物面的主镜将进入望远镜的平行光线反射并汇聚在焦点上,这个点也是双曲线面镜的一个焦点。
然后双曲面镜将这些光线反射至另一个焦点,就可以在那儿观察影像.2、 Ritchey- chretien ( R-C 系统,里奇克列基昂) : 平行于光轴的光﹐满足等光程和正弦条件的卡塞格林望远镜。
它是由克列基昂(H.Chretien ) 提出﹑里奇 (G.W.Ritch ) 制成的﹐按他们两人姓氏的第一个字母得名为 R-C 望远镜。
它的焦点称为 R-C 焦点。
这种望远镜的主﹑副镜形状很接近旋转双曲面 把这种系统近似地视为消除三级球差和彗差的﹑由旋转双曲面组成的系统。
﹐可用视场比其他形式的卡塞格林望远镜更大一些﹐并且像斑呈对称的椭圆形。
曲底片﹐视场会更明显地增大 ﹐像斑则呈圆形。
一个主镜相对口径为 1/3﹑系统相对口径为 1/8 ﹑且像成在主镜后面不远处的这种望远镜﹐其主镜偏心率接近于 1.06 的双曲面﹐副镜偏 心率接近于 2.56 的双曲面。
在理想像平面 (近轴光的像平面 )上﹐如要求像斑的弥散不超过 1 ﹐可用视场直径约为 19'﹔如用弯曲底片﹐仍要求像斑的弥散不超过 1﹐则视场直径可达 37'如要获得更大的视场﹐则需加入像场改正透镜。
加入像场改正的 R-C 望远镜比主镜为抛物 面的卡塞格林望远镜的效果也更好。
但在 R-C 望远镜中使用主焦点时﹐所成的像是有球差 的。
因此﹐使用它的主焦点时通常至少需加入一块改正透镜或反射镜。
典型的卡塞格林系统主镜为抛物面, 次镜为双曲面, 这样只能校正球差, 如果将主镜也 改为双曲面则可以校正两种像差, 球差和慧差 ,视场也可适当增大, 但为了进一步增大视场 则还需校正场曲、 象散和畸变, 这就还需要在像方加一组至少由两片透镜组成的校正透镜组, 可称之为场镜。
3、 Dall-Kirkham cassegrain ( 达 --客 卡塞格林 )达尔 -奇克汉 卡塞格林望远镜是霍勒斯达尔在 1928 年设计出来的,并在 1930 年由当时 的科学美国人编辑,也是业余天文学家的艾伦奇克汉和艾伯特 G.英格尔写成论文发表在该 杂志上。
这种设计使用凹的椭圆面镜做主镜, 凸的球面镜做第二反射镜。
这样的系统比卡塞 格林或里奇 -克莱琴的系统都容易磨制,但是没有修正离轴的彗形像差和视场畸变,所以离 开轴心的影像品质便会很快的变差。
但是对长焦比的影响较小,所以焦比在 f/15 以上的反 射镜仍会采用此种形式的设计。
﹐在实用上可 由于消除了彗差 如果 采用弯4、Houghton-cassegrain (H-C 系统,霍顿卡塞格林):两个球面反射镜Hougton 的改正镜由一块双凸透镜和一块双凹镜组成,能很好的修正球差,彗差,畸变,可用视场很大,色差也极小,可以忽略不计.像差主要是离轴像散.所有面都是球面,曲率半径较大(不象马克苏托夫的改正镜曲率半径很小)容易加工.对材料要求也较低. 安装方面,改正镜两透镜之间的间隔,以及和主镜间的距离的容差很大,主要是对正光轴.Hougton 用于目视和摄影都有很好的表现. 个人感觉Hougton 做成大焦比(快速)用于摄影更能体现它的优势. 如果小焦比目视的话,和抛物面牛反相比基本没明显的优势.已有一些国外DIYer 做出Hougton- 牛望远镜. 这种形式可以说是目前DIYer 唯一能自制的折反镜了. 另外, 我在oslo 里测试过,当口径较小时(比如100mm,120mm), 将改正镜的双凸透镜改为凸平镜,双凹镜改为凹平镜,虽然会引入一些像差,但是非常小(按摄影要求). 只要要求不是相当的高,完全在可以接受的范围内.5、schmit-cassegrain 施密特-卡塞格林式:施密特-卡塞格林式望远镜是一种折反射望远镜,以折叠的光路与修正板结合,做成一个紧密的天文学仪器。
施密特-卡塞格林的设计是以伯恩哈德·施密特的施密特摄星仪为基础,一如施密特摄星仪使用球面镜做主镜,并以施密特修正板来改正球面像差;承袭卡塞格林的设计,以凸面镜做次镜,将光线反射穿过主镜中心的孔洞,汇聚在主镜后方的焦平面上。
有些设计会在焦平面的附近增加其他的光学元件,例如平场镜。
它有许多的变形(双球面镜、双非球面镜、或球面镜与非球面镜各一),可以被区分为两种主要的设计形式:紧密的和非紧密的。
在紧密的设计中,修正板靠近或就在主镜的焦点上;非紧密的修正板则靠近或就在主镜的曲率中心上(焦距的两倍距离)。
紧密设计的典型例子就是Celestron 和Meade 的产品,结合一个坚固的主镜和小而曲率大的次镜。
这样虽然牺牲了视野的广度,但可以让镜筒缩成很短。
多数紧密设计的Celestron 和Meade 的主镜焦比是f/2 ,而次镜是负f/5 ,产生的系统焦比是f/10。
须要提出的例外是Celestron的C-9.25 ,主镜的焦比是f/2.3 ,次镜的焦比是f/4.3,结果是镜筒比一般紧密型的要长,而视野比较平坦。
非紧密的设计让修正板靠近或就在主镜的曲率中心上,一种非常好的施密特- 卡塞格林设计例子是同心,就是让所有镜面的曲率中心都在一个点上:主镜的曲率中心。
在光学上,非紧密型的设计比紧密形的能产生较好的平场和变型的修正,但镜筒在长度上却有所增加。
【联想】施密特摄星仪是一种设计用于广视野但像差很小的天文照相机。
其他相似的设计有赖特摄星仪和Lurie-Houghton (卢利-霍顿)望远镜。
施密特摄星仪是伯恩哈德·施密特在1930 年发明的。
他的光学构造是以易于磨制的球面镜做主镜,和位于主镜曲线前方的非球面镜的修正透镜,也就是熟知的修正板,底片或其上则依据交平面的形状使用螺栓或固定夹来调整,或是应用真空牵引。
有时也会使用平场, -以他最简单的形式,以一个平凸透镜直接紧贴著底片。
使用这种透镜的称为施密特 摄星仪。
6、 Maksutov-cassegrain 马克苏托夫 -卡塞格林式: 马克苏托夫是折射反射 (面镜 -透镜)望远镜,被设计来减少离轴的像差,例如彗形像差。
在 1944 年,苏联光学家德密特利·马克苏托夫发明此型望远镜,在设计上以球面镜作 主镜并结合在入射光孔的弯月形的修正壳以改正球面像差, 这是在反射望远镜和其他类型上 的重大问题。
马克苏托夫式的最大缺点是不能制作大口径的 (>250 毫米/10 英吋),因为受到 修正板的抑制,重量和制作成本都会上扬。
马克苏托夫物镜不能校正整个光束的球差,只能校正边缘球差,因此存在剩余球差, 对轴外像差来说,只能校正慧差,不能校正象散。
在他发明之际, 马克苏托夫自己暗示有可能取代卡塞格林式的 “折叠” 光学的构造。
珀金埃尔默的设计师约翰·葛利格里由马克苏托夫的想法发展出了马克苏托夫 -卡塞格林望远镜。
稍后,葛利格里在 1957 年的天空和望远镜杂志上发表了划时代的 f/15 和 f/23 的马克苏 托夫 -卡塞格林望远镜设计,为珀金埃尔默明确的预告了这项设计在商业上的用途。
他的检测设备安置在摄星仪内部的焦点上。
球面像差。
施密特摄星仪的焦平面有很明显的弧度器都必须有相对应的弧度。
在某些情况在设计上都允许快速的焦比和控制住彗形像差和 (曲率 ),因此使用的底片、干版、或其他的检测 检测器被制作出湾曲的弧度, 在其他平面-V?is?l?今天, 许多被制造的马克苏托夫式都采用了 '卡塞格林式 '的设计 (有时称为斑点马克苏托夫) ,原本的次镜被在修正板内侧的一小片铝制的斑点所取代。
好处是已经固定住无须再对 正与校准,也消除了蜘蛛型支撑架所产生的衍射条纹。
缺点则是损失了一定量的自由度 镜的曲率半径 ) ,因为次镜的曲率半径必须与弯月形修正板的内侧一致。
葛利格里自己,第 二次,再设计的速度较快的 (f/15) 时,就改采修正板的前面或主镜为非球面镜来减少像差。
7、 Schmidt-meniscus Cassegrain 施密特弯月形卡塞格林 这种类型的望远镜可谓是集合了施密特和马克苏托夫的优点,相当于是叫了两种校正器, 施密特用于校正球差, 弯月用于校正慧差, 不过这种类型的卡塞格林长度显得有些过长, 适合大口径的使用。
(次8、Mangin-Cassegrain 阿古诺夫-卡塞格林阿古诺夫-卡塞格林望远镜的设计是在1972 年由P.P. 阿古诺夫首度介绍给世人的。
他所有的光学元件都是球面镜,并将传统卡塞格林式的次镜换成三个有空气隙的透镜元件。
距离主镜最远的透镜是曼京镜,它的作用如同第二个镜子的表面,在对向天空的一面有反射用的涂层。
阿古诺夫的系统只使用球状的表面,避免了非球面的制造和测试。
然而,获得的好处似乎很少,因为这套系统实际上非常难以制做,它需要精确的自由区域球的曲率半径以取代等效的非球面镜。