一般說,望遠鏡物鏡的視場較小牍白,例如大地測量儀器中的望遠鏡抖棘,視場僅 1~2度茂腥;天文望遠鏡的視場則是以分計的切省;而一般低倍率的觀察用望遠鏡最岗,視場也只在10 度以下。但物鏡的焦距和相對孔徑相對較大朝捆,這是為保證分辨率和主觀亮度所必需的般渡,可認為是長焦距芙盘、小視場中等孔徑系統(tǒng)。因此儒老,望遠鏡物鏡只需對軸上點校正色差蝴乔、球差和對近軸點校正彗差,軸外像差可不予考慮驮樊,其結構相對比較簡單薇正,一般有折射式望遠鏡物鏡囚衔、反射式望遠鏡物鏡挖腰、折反射式望遠鏡物鏡,這篇文章主要介紹反射式與折反射式望遠鏡物鏡练湿。
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反射式與折反射式望遠鏡物鏡
一般說宁脊,望遠鏡物鏡的視場較小,例如大地測量儀器中的望遠鏡贤姆,視場僅 1~2度;天文望遠鏡的視場則是以分計的霞捡;而一般低倍率的觀察用望遠鏡坐漏,視場也只在10 度以下。但物鏡的焦距和相對孔徑相對較大,這是為保證分辨率和主觀亮度所必需的赊琳,可認為是長焦距、小視場中等孔徑系統(tǒng)躏筏。因此板丽,望遠鏡物鏡只需對軸上點校正色差、球差和對近軸點校正彗差趁尼,軸外像差可不予考慮埃碱,其結構相對比較簡單,一般有折射式望遠鏡物鏡酥泞、反射式望遠鏡物鏡、折反射式望遠鏡物鏡似炎,這篇文章主要介紹反射式與折反射式望遠鏡物鏡。
一悯姊、 反射式望遠鏡物鏡
反射式物鏡主要用于天文望遠鏡中羡藐,因天文望遠鏡需要很大的口徑,而大口徑的折射物鏡無論在材料的熔制挠轴、透鏡的加工和安裝上都很困難传睹。因此,口徑大于1米時都用反射式岸晦。
反射式物鏡完全沒有色差,可用于很寬的波段启上。但反射面的加工要求要較折射面高得多邢隧,表面的局部誤差和變形對像質(zhì)的影響也大。比較有名的反射式物鏡是雙反射面系統(tǒng)冈在,它有如下二種型式:
1. 卡塞格林系統(tǒng)
如下圖1所示,稱主鏡的di一個大反射面是拋物面包券;稱副鏡的第二個小反射面是雙曲面纫谅。是主鏡的焦點,又是副鏡的虛焦點付秕,因而滿足等光程條件,軸上點成像是完善的侍郭。該系統(tǒng)對物體成倒像询吴,焦距長而筒長短掠河。
圖1
2.格利果里系統(tǒng)
如下圖2所示,由拋物面主鏡和橢球面副鏡組成猛计。拋物面的焦點與橢球面的di一焦點重合唠摹,對于軸上點也滿足等光程奉瘤,成像也是完善的。該系統(tǒng)對物體成正像盗温,筒長比同焦距的卡塞格林系統(tǒng)長些望艺。
圖2
以上二種反射物鏡雖對軸上點完善成像,但近軸點卻有彗差,使視場只能很小肌访。若適當降低對軸上點的像質(zhì)要求,采用雙球面系統(tǒng),可同時兼顧球差和彗差艇劫,既使加工方便吼驶,又能使視場內(nèi)有均勻的像質(zhì)店煞。
二蟹演、 折反射式望遠鏡物鏡
以球面反射鏡為基礎,再加入用于校正像差的折射元件,可避免困難的大型非球面加工顷蟀,又能獲得良好的像質(zhì)酒请。這就是折反射物鏡。比較有名的有如下幾種:
1. 施密特物鏡
如下圖3所示羞反,它在球面反射鏡的球心處置一施密特校正板。施密特校正板的一面是平面囤萤,另一面是輕度變形的非球面,使光束的中心部分略有會聚涛舍,而外圍部分略有發(fā)散澄惊。由于校正板位于球心且作為物鏡的入瞳,軸外點不會產(chǎn)生彗差和像散,僅有匹茲凡像面彎曲富雅。校正板近于平板掸驱,對色差的影響也是很小的。
圖3
2. 馬克蘇托夫物鏡
如下圖4所示,由球面反射鏡與略具負光焦度的彎月形透鏡構成没佑,后者滿足馬克蘇托夫提出的消色差條件毕贼,即图筹。適當選擇彎月形透鏡的參數(shù)和它相對于反射鏡的位置帅刀,可同時校正好球差與彗差。若將這種消色差彎月形透鏡置于卡氏系統(tǒng)的平行光束中扣溺,可把二個反射鏡改成球面而獲得良好的像質(zhì)骇窍。
圖4
將無光焦度雙透鏡與球面卡氏系統(tǒng)相結合,可構成像質(zhì)更好的折反射物鏡锥余,有下圖5
和下圖6兩種結構腹纳。這種雙透鏡由焦距相等驱犹、玻璃相同嘲恍、間隔甚小的正、負透鏡組成雄驹,總光焦度為0且消色差佃牛。當分別改變二透鏡的彎曲形狀時,則可抵消球面系統(tǒng)的球差和彗差医舆。
圖5
圖6
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相關文獻:
《幾何光學 像差 光學設計》(第三版)——李曉彤 岑兆豐
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