基础光学工艺23_施密特－卡塞格林平场光学系统

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1、基础光学工艺第二十三章施密特-卡塞格林平场光学系统第二十三章施密特－卡塞格林平场光学系统牛顿式或者卡塞格林反射式望远镜模糊成象的缺陷已成为使用者的研究课题。其中有些缺点，例如敞开式镜筒中的气流对象质的影响以及擦去镀膜面上的灰尘和凝聚的水气而使镀层损坏等是难以克服的，短焦距牛顿式望远镜不可能有足够高的放大率来观察行星系，而大视场长焦距卡塞格林望远镜又存在一系列缺陷(见图23.1)因此，许多业余爱好者使用折反射光学系统，例如用施密特－卡阻格林和马克苏多夫系统，这些系统中用校正透镜来平衡主反射镜的象差。1930年研制的早期施密特相机的校正板装在投射镜的曲率中心处，于是望远镜筒长为实际焦距的两倍。由于

2、焦平面严重弯曲，因而难以达到目视工作的要求，因此这种施密特相机只能制成短焦距大视场。1940年詹姆斯贝克(JamesG.Baker)提出了平场照相机。后来用于目视工作的施密特－卡塞格林系统又设计成了具有同样总体尺寸并较流行的马克苏多夫式望远镜系统。例如1962年4月罗纳德(RonaedR.)、威廉(WilleyJr.)在《天文与望远镜》(P191和226)文中介绍的望远镜，其副镜(橢圆镜)装在一块校正板上，以消除十字叉丝的衔射效应。由于球面更为平坦，具有十字叉丝的焦面位于主反射镜的后面，这样对目视观察是有利的，而且由于校正板的孔径与主镜一样大，所以望远镜的有效孔径大于相应的马克苏多夫－图23.

3、1业余爱好者与专业天文学者卡塞格林系统。由威廉先生的计算机光线追跡结果表使用的一些望远镜系统明，施密特－卡塞格林系统的轴外点的象质是满意的。1.可能的设计方案球面和二次曲面可以有各种不同的的组合，例如，抛光面为主镜、球面为次镜；橢圆面为主镜、球面为次镜(Dall-Kiham系统的校正板必须过校正或校正不足)；主镜及图23.2主镜与次镜有相同的曲率半径的平场第149页基础光学工艺第二十三章施密特-卡塞格林平场光学系统次镜有相同半径的扁球面施密特－卡塞格林系统(图中符号意义见表23.1)(mariner望远镜)。显然，由主镜翘边或次镜塌边达到消球差、慧差和象散目的时易于实现中等程度的校正(不足或过

4、头)。图23.2所示的望远镜系统是所有复合的施密特－卡塞格林系统中最容易制造的一种形式，因为系统f的主镜和次镜都是具有相同曲率半径的球面。而系统Ⅱ则稍微有些差别，主镜与次镜有相同的曲率半径，但次镜是一个浅的圆锥面。下面首先介绍系统Ⅰ。2.系统Ⅰ(球面型的主镜与次镜)主镜与次镜的曲率半径相等，满足匹兹伐条件，使象面弯曲为零而形成平的象面。与标准的卡塞格林系统的象散比较，该系统象散对换的系数小，因为低的放大率(1.71倍)和小的光圈(f/11),彗差可以不必考虑。由于镜筒是密封的，并且校正板与次镜重合，这种结构紧凑的光学系统正好与f/5牛顿式反射望远镜的镜管长度近似相等，当然f/11的有效焦比具有

5、更大的通用性。这里列出四种尺寸，焦距范围从66in（口径6in）～132in(口径12in)。这样，高的放大率可以用短的焦距；而中等大小的视场可以用低的放大率以满足各种天文摄影的要求。表23.1列出了设计参数。表23.1施密特－格林望远镜(in)CA校正板通光口径681012Dc校正透镜全直径6.58.510.512.5Dm校正透镜厚度0.250.3750.50.5Tm主镜直径6.08.010.012.0Dh主镜中心厚度1.01.51.752.1Ds主镜中心孔直径2.53.54.3755.125Ts次镜全直径2.253.54.3755.125R1次镜厚度0.3750.40.50.625R2主镜

6、曲率半径76.52102.0204127.754153.06S反射镜间距22.12329.51536.89144.273BFL后焦距27.87237.16846.45655.752EFL卡塞格林系统的有效焦距66.13688.193110.233132.290以mm为单位CA校正板通光口径1524203.2254.0304.8Dc校正透镜的全直径165.1251.9266.737.9Tc校正透镜存度6.359.5212.715.88Dm主镜直径152.4203.2254.0304.8Tm主镜中心厚度25.434.9244.4553.34Dh主镜中心孔直径50.863.576.288.9Ds次镜

7、全直径66.6888.9111.13133.35Ts次镜存度9.5310.1612.715.24R1主镜曲率半径1943.612595.983244.953887.72R2次镜曲率半径1943.612595.983244.953877.72S反射镜间隔562.18750.44937.031123.44BFL后焦距707.95944.071179.981416.10EEL卡塞格林系统有效焦距1679