Запрос:

Установить плагин

Рекомендую
0 0

Современные оптические системы.


Для уменьшения влияния недостатков классических оптических систем применяют соответствующие коррекционные линзы, вводимые в оптическую систему.

В анаберрационном рефлекторе системы Шмидта главное большое зеркало имеет сферическую поверхность. Параллельный пучок света, отраженный сферической поверхностью дает изображение сильно искаженное аберрациями. Для их устранения в передней части телескопа устанавливают прозрачную коррекционную пластину имеющую очень сложную асферическую поверхность, рассчитанную таким образом, чтобы устранить аберрации сферического зеркала и не внести хроматической аберрации. Все расчеты ведутся таким образом, чтобы поле зрения получилось максимально возможным. Изображение создается внутри телескопа, поэтому кассету с фотопластинкой помещают внутри телескопа, так что она диафрагмирует центральные части линзы и зеркала. Телескопы системы Шмидта обладают большой светосилой и позволяют наблюдать очень слабые объекты. Модификация камеры Шмидта, в которой использованы предложенные Дж.Г.Бейкером технические средства, устраняющие аберрацию и дисторсию названа телескопом Бейкера - Шмидта.
Для получения метеорных фотографий разработаны специальные сверхсветосильные оптические системы - камеры «супер-Шмидт».

Ход лучей в телескопе «супер-Шмидт».
Ход лучей в телескопе «супер-Шмидт».

Д. Д. Максутов разработал оптическую систему, получившую широкое распространение. Главное зеркало, как и в системе Шмидта, имеет сферическую поверхность. Однако коррекционная линза гораздо проще - это изготовленный из хорошего оптического стекла мениск (линза ограниченная двумя одинаковыми сферическими поверхностями). Для вывода изображения из телескопа центральная часть мениска покрыта тонким слоем алюминия, который отражает пучок лучей в сторону главного зеркала. Это диафрагмирует центральную часть зеркала, но она в системе вообще не работает. Эта система обладает большими достоинствами. У нее почти нет хроматической аберрации, влияние других аберраций также предельно уменьшено, сферические поверхности легче изготавливаются. Кроме того, алюминированные поверхности закрыты в телескопе и не подвергаются действию атмосферных влияний - не запотевают и не пылятся.
Недостатком системы Максутова является технологическая сложность изготовления телескопа больших размеров: необходимо сделать большой и толстый мениск, а добиться оптической однородности стекла в этом случае очень сложно. Кроме того, в большой толще стекла поглощается большое количество света и проницающая сила телескопа снижается.

 Ход лучей в менисковом телескопе Максутова.
Ход лучей в менисковом телескопе Максутова.

Другую оптическую схему, несколько более выгодную, чем схема Максутова рассчитал П. П. Аргунов. Главное зеркало имеет сферическую форму. В сходящемся пучке расположены корректоры, изготовленные из нескольких специальных линз, имеющих также сферические поверхности. Корректоры исправляют аберрации. Одна из наиболее совершенных систем Аргунова, так называемая изохроматическая, имеет особый корректор, который совершенно не вносит хроматической аберрации и исправляет остальные. Система интересна тем, что меняя корректоры, можно менять эквивалентное фокусное расстояние, т. е. делать телескоп многопрограммным. При этом длина телескопа не меняется.

Ход лучей в телескопе П. П. Аргунова.
Ход лучей в телескопе П. П. Аргунова.

В 1935 г. М. Пол и независимо от него Дж. Бейкер в 1945 г. предложили оригинальную конструкцию отражательного телескопа, имеющего исключительно широкое поле зрения с хорошим разрешением. В ней используется параболическое зеркало с фокусным отношением f/4 или меньше, выпуклое сферическое вторичное зеркало и вогнутое сферическое третье зеркало, кривизна которого равна, но по знаку противоположна кривизне вторичного.

В 60-х – 70-х годах Дж. Добсон разработал концепцию и создал недорогую конструкцию простого портативного телескопа, удобного для астрономов любителей. Клееная деревянная труба телескопа крепится в коробке, которая установлена на опорной плите и может вращаться вокруг вертикальной оси. Полукруглая скоба с упорами в верхней части коробки имеет цапфы, присоединенные к противоположным сторонам трубы. Чтобы движение вокруг обеих осей было ровным, используется тефлон. Добсону удалось показать также, что из листового стекла (которое тоньше обычно используемого зеркального) можно сделать недорогое большое зеркало хорошего качества. Чтобы избежать искажений, тонкое зеркало должно свободно лежать на ковровой или резиновой подкладке.

Телескоп Дэлла-Киркхэма. Разновидность кассегреновского телескопа, в котором первичное зеркало имеет эллипсоидный профиль, а не более обычный параболоидный. Вторичное зеркало - сферическое. В результате поле зрения оказывается значительно меньшим, чем у стандартного кассегреновского телескопа того же размера.

Телескоп Ричи–Кретьена. Телескоп, оптическая система которого подобна системе кассегреновского телескопа за исключением того, что как первичное, так и вторичное зеркала имеют форму гиперболоида. В результате телескоп Ричи-Кретьена обеспечивает широкое поле зрения при отсутствии комы.

Телескоп Уиллстропа. Конструкция отражательных оптических телескопов, обеспечивающих хорошие изображения при поле зрения в 5° или больше. Конструкция представляет собой модифицированный вариант системы Пола - Бейкера. Отверстие в первичном зеркале имеет диаметр, составляющий 60% от диаметра всего зеркала, и в этом отверстии лежит фокус. Форма всех трех зеркал существенно отличается от параболической или сферической. Преимущество конструкции Уиллстропа состоят в том, что телескоп намного более компактен, чем камера Шмидта. Кроме того, в нем не возникают мнимые изображения, вызванные внутренними отражениями, как в корректирующей линзе камеры Шмидта. Эта конструкция позволяет построить телескоп, который был бы мощнее любой из существующих камер Шмидта.

Телескоп Шмидта - Кассегрена. Конструкция оптического телескопа, сочетающая черты камеры Шмидта и кассегреновского рефлектора. В этом телескопе используется сферическое первичное зеркало и корректирующая пластина для компенсации сферической аберрации, как и в камере Шмидта. Однако держатель фотопластинки в первичном фокусе заменен небольшим выпуклым вторичным зеркалом, которое отражает свет назад в трубу через отверстие в первичном зеркале. В результате можно либо рассматривать изображение визуально или установить камеру в главной трубе за первичным зеркалом. Телескоп такой конструкции оказывается очень компактным, что особенно важно для портативных телескопов и телескопов любительского и общеобразовательного назначения.

Телескоп системы Шмидта-Кассегрена. Ход лучей.
Телескоп системы Шмидта-Кассегрена. Ход лучей.

Телескоп нового поколения. Телескоп, в котором используются самые современные технологические достижения (компьютерное управление, легкое первичное зеркало, альтазимутальная установка, автоматический или дистанционный режим работы, а также обеспечение особых требований к тепловому режиму). Ниже приведены два примера таких телескопов:

Телескоп новых технологий (NTT) 3,5-метровый отражательный телескоп Европейской южной обсерватории, расположенный в Обсерватории Ла-Силла в Чили. Регулярные наблюдения начаты в 1990 г. Название телескопа отражает факт использования при его создании новых технологических решений. Относительно тонкое зеркало сохраняет требуемую форму с помощью системы активной оптики, в которой по результатам анализа качества изображения раз в секунду производится коррекция системы поддержки зеркала. Для получения максимальной стабильности и точности (а также для уменьшения влияния турбулентности атмосферы) в телескопе использована альтазимутальная установка и специальное покрытие. Телескопом можно управлять дистанционно (через спутниковый канал связи) из штаб-квартиры ESO в Германии.

Телескоп Хобби Эберли (ХЕТ). Большой телескоп в Обсерватории МакДональда в штате Техас, предназначенный специально для спектроскопии. Построенный общими усилиями Техасского университета в Остине и нескольких других университетов в США и Германии, телескоп был введен в действие в 1997 г. Имеет 11-метровое сегментированное зеркало, постоянно наклоненное под углом 35° к зениту, установленное на конструкции, которая может вращаться по азимуту для наведения в любом направлении. Телескоп отслеживает цели при помощи подвижного вторичного зеркала. Хотя наклон главного зеркала фиксирован, телескоп тем не менее дает возможность наблюдать объекты в области, составляющей около 70% всего доступного в этой точке неба.

Рекомендации Друзья