离轴抛物面镜

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1、基础光学工艺第十九章离轴抛物面镜第三篇望远镜系统第十九章离轴抛物面镜当需要对反射光强度作光度测量时，在平行光管及天文望远镜中使用离轴抛物面镜是特别有价值的。因为光源位于有限远处，用离轴抛物面镜可以制成一台优质的平行光管作为透镜的检测系统。用独特的方法一次可以制造多块离轴小抛物面镜。通常用一块低焦比的大口径反射镜钻下三块或四块小反射镜，并用石膏将反射镜胶进凹孔中。为消除膨胀和应力等不稳定因素，可以用细磨、抛光或酸蚀小反射及开沉孔等新的方法。这些技术，包括细磨和抛光大反射镜毛坯的背面都有助于消除泰曼效应。生产这些产品的光学公司，用同样大小的反射镜毛坯作

2、为框架，并将磨边后的反射镜毛坯放入框架原来所的孔内。一块12in的反射镜毛坯能够制造出四块3.5in的离轴抛物面镜。这些元件的F数一般较小（f/14~f/5.5）。为了得到较大的相对孔径，离轴抛物面镜变大，其主镜的直径成比例增大就产生加工困难。反射镜的设计、制造和使用方面已有了一些成果。这些反射镜尺寸中等（直径20.3~30cm），焦比为f/8。最近马科斯.布朗已经制造出一种焦比为f/6，直径为12in的反射镜，并已获得了广泛的应用。关于离轴抛物面镜的一些制造方法已作过介绍，望远镜的业余爱好者可以按此仿制。1．设计与计算离轴抛物面的设计取决于光轴的

3、孔间距或孔的位置。小孔是大凹面标准镜的一部分，图19.1说明了四等分的位置。应特别注意图19.2上的实际光源位于大凹面镜的轴上，而不是在较小的正在加工的反射镜上。因此，必须在离轴抛物面镜上刻一个基准记号，图19.1一块大的抛物面反射镜上的四个小的离轴抛物面镜的分布图图19.2一台反射式离轴平行光管的设计与用于制造小抛物面镜组的大抛物镜一样其轴平面总是明确的。图19.2是作为平行光管离轴抛物镜装置，平行光管带有针孔光源。图25.8c介绍了精确安装针孔光源的方法。如果用在天文望远镜上，则目镜应位于光源的位置上。复习一下制造大的抛物面及其细磨模的曲率半径

4、时，铣磨机倾角的计算方法，并假设蓝图上的离轴抛物面的数据为：大凹抛物面镜的直径为12in（球面顶点离孔中心是4in、曲磨半径为92.45in）。好的制造工艺是四个高精度离轴抛物面镜中的每一个必须置于大反射镜的一个象限内（参见图19.1）。方程（19-1）是已知工件曲率半径，计算金刚石磨轮的倾角公式。它适用于加工凹的和凸的镜面SinA=D/2R式中：A为磨轮倾角的度数；D为磨轮的直径；凹面指磨轮的外刃表面；R是要求的曲率半径。例如：磨轮直径为10in，R为92.45in时试计算A值？SinA=25.4/2*234.84=0.054079第119页基础

5、光学工艺第十九章离轴抛物面镜查正弦函数表求出角度为3°6′。应该注意，机床游标尺的读数精度低于2′。3°6′为金刚石磨轮的外刃加工凹面镜时的倾角。若要计算用金刚石磨轮加工凸磨具时的倾角，假如金刚石磨轮的内刃直径近似为24.765cm，则加工磨具的新倾角为多少呢？回答是3°1′。用球径仪读数时通常需要一张矢高表。用公式（2）计算矢高值h=R-(R2-y2)1/2式中h为矢高；R为要求的曲率半径；y为锐边（不是球）支承圆环半径。例如h=234.84-（234.842-15.242）1/2=234.84-233.343=1.497cm，矢高的几何关系参见

6、图26.24。先加工派勒克斯玻璃毛坯的球面曲率半径，然后加工反面的平面。这种加工方法可以检查出在加工球面曲率半径的过程中玻璃毛坯内部的大气泡。将蓝墨水喷在玻璃毛坯上，划好几块小离轴抛物面镜的中心位置，以保证套钻时对准。套钻的内径应与反射镜外径相适应，同时还要考虑石膏的附加厚度。从大型凹面反射镜上钻下小反射镜以前，在毛坯的背面贴一块平板玻璃，以防止玻璃毛坯在钻孔时破碎。装在钻床上的摇臂钻套钻四个抛物面的孔径。为了不使玻璃走动，在外露的垫板上应钉两条互为90°的交叉木条，将圆形玻璃毛坯放在交叉处。对准预先作上记号的中心点，将放着反射镜的垫板固定在钻床台

7、面上移动摇臂钻下的垫板以及反射镜。将套钻（金刚石套钻或薄壁钢套筒）固紧在夹头上，用320号粒度的碳化硅金属套钻并用上面的小反射镜进行钟套定位，但要通过实验检验。中心孔的钻削决定于钟套定位（孔顶部的尺寸放大）。钻削时用泵打入冷却液。所加压力不能太大，最好用轻轻恒压往下压。套钻完成后，用橡皮吸帽器取出小反射镜并用145号金刚砂将小反射镜两面倒角。1．圆柱面的抛光或酸蚀细磨大反射镜的圆柱面并用氧化铈呢布抛光。将安装好的约为反射镜圆周长度1/3的黄铜片的一端固定，另一端靠弹性压力压紧。用这个装置细磨及呢布抛光各种大小反射镜的圆柱面。在钻床上用弹性夹具细磨并

8、粗抛光在大反射镜上套出的孔。操作过程中，不要拿掉用沥青树脂粘结的保护玻璃板，以免应力释放。用氢氟酸雾气腐蚀玻璃也许是一种最