Зеркально-линзовый телескоп
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Зеркально-линзовый телескоп (катадиоптрический телескоп) - телескоп, изображение в котором строится сложным объективом, содержащим как зеркала, так и линзы. Коррекционные линзы сравнительно небольшого диаметра могут использоваться в рефлекторах для увеличения полезного поля зрения, но к зеркально-линзовым телескопам их не относят. Зеркально-линзовыми принято называть такие телескопы, в которых линзовые элементы сравнимы по размеру с главным зеркалом и предназначены для коррекции изображения (оно строится главным зеркалом).
Содержание |
[править] Основные оптические системы катадиоптрических телескопов
Согласно законам оптики, точность поверхности зеркала должна быть не хуже λ/8, где λ — длина волны (видимый свет - 550 нм). Таким образом, основная сложность изготовления зеркала состоит в необходимости очень точно соблюдать кривизну поверхности. Изготовить сферическое зеркало технологически гораздо проще, чем параболическое и гиперболическое, которое используется в телескопах-рефлекторах. Но сферическое зеркало само по себе обладает очень большими сферическими аберрациями и не пригодно для использования. Описанные ниже системы телескопов — это попытки исправить аберрации сферического зеркала добавлением в оптическую систему стеклянной линзы особой кривизны (корректора).
[править] Система Шмидта
В 1930 эстонский оптик, сотрудник Гамбургской обсерватории Барнхард Шмидт установил в центре кривизны сферического зеркала диафрагму, сразу устранив и кому и астигматизм. Для устранения сферической абберации он разместил в диафрагме линзу специальной формы, которая представляет собой поверхность 4-го порядка. В результате получилась фотографическая камера с единственной абберацией — кривизной поля и удивительными качествами: чем больше светосила камеры, тем лучше изображения, которые она дает, и больше поле зрения!
В 1946 Джеймс Бэкер установил в камере Шмидта выпуклое вторичное зеркало и получил плоское поле. Несколько позже эта система была видоизменена и стала одной из самых совершенных систем: Шмидта-Кассегрена, которая на поле диаметром 2 градуса дает дифракционное качество изображения. В качестве вторичного зеркала обычно используется алюминированная центральная часть обратной стороны корректора.
Телескоп Шмидта очень активно используется в астрометрии для создания обзоров неба. Основное его преимущество — очень большое поле зрения, до 6°. Фокальная поверхность является сферой, поэтому астрометристы обычно не исправляют кривизну поля, а вместо этого используют выгнутые фотопластинки.
[править] Система Максутова
В 1941 Д. Д. Максутов нашел, что сферическую аберрацию сферического зеркала можно компенсировать мениском большой кривизны. Найдя удачное расстояние между мениском и зеркалом, Максутов сумел избавиться от комы и астигматизма. Кривизну поля, как и в камере Шмидта, можно устранить, установив вблизи фокальной плоскости плоско-выпуклую линзу — так называемую линзу Пиацци-Смита.
Проалюминировав центральную часть мениска, Максутов получил менисковые аналоги телескопов Кассегрена и Грегори. Были предложены менисковые аналоги практически всех интересных для астрономов телескопов.
[править] Основные преимущества и недостатки катадиоптрических телескопов
Катадиоптрические системы — это синтез зеркальных и линзовых систем. Они имеют много преимуществ, но также получили в наследство и некоторые недостатки.
[править] Преимущества:
- Главным преимуществом является простота изготовления сферического зеркала. Корректор избавляет систему от сферичесокй аберрации, "трансформируя" её аберрацию кривизны поля.
- Малый фокус и следовательно очень большое поле зрение (до 6°) и светосила.
- В качестве вторичного зеркала используется алюминированная центральная часть обратной стороны корректора. То есть "вторичное зеркало" жестко зафиксировано в оправе, в то время как почти во всех рефлекторах вторичное зеркало держится на трех-четырех перетяжках. Поэтому катадиоптрическая система не так чувствительна к разъюстировке.
[править] Недостатки:
- Сложность изготовления корректора больших размеров. Самые большие инструменты не превышают 2-х метров.
- Система содержит оптические элементы из стекла, поэтому на окраине поля зрения проявляется хроматическая аберрация и кома. Стекло поглащает часть света, уменьшая светосилу.
- Проблема кривизны поля решалась использованием специального держателя, в котором плоская фотопластинка изгибалась до нужной кривизны. Изготовить же ПЗС-матрицу нужной кривизны сложно и дорого.
- Фокус жестко связан с длиной трубы (растояния от зеркала до корректора — половина фокуса). Относительное отверстие также ограничено остаточными абберациями.
Зеркально-линзовые системы создавались в поисках компромисса. Их применение ограничено. Малые размеры и фокус не позволяют применять их для астрофизических целей, но телескопы получили широкое распространение среди астрометристов.
[править] См. также
- МТО (зеркально-менисковый объектив)
- Рубинар (зеркально-менисковый объектив)
- Рефлектор (зеркальный телескоп)
- Рефрактор (линзовый телескоп)
