基于Zemax的牛顿望远镜的设计

基于Zemax的牛顿望远镜的设计
1、简介
1670年,牛顿制备了第一个反射式望远镜。他使用凹面镜(球面)将光线反射到一个焦点,如图1,2。这种方法比当时望远镜的放大倍数高出数倍。
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图1,2
老牛本准备用非球面(抛物面ysn-264),研磨工艺所限,迫使其采用球面反射镜主镜:将直径2.5
厘米的金属磨制成一个凹面反射镜,并在主镜的焦点前放了一个与主镜成45°的反射镜,使经主镜反射后的会聚光经反射镜后以90°反射出镜筒后到达目镜。如图3,4。
球面镜虽然会产生一定的象差,但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。所有的巨型望远镜大多属于反射望远镜,牛顿望远镜为反射望远镜的发展辅平了道路。从牛顿制作出第一架反射望远镜到今天,300多年过去了,人们在其中加入了其他的设计,产生了许多的变形。例如,在牛顿式望远镜中加入一组透镜,就产生了施密特-牛顿式,除此之外,还有许多的变形,但他们的基本结构都是牛顿式的。
图3,4
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在今天,世界上一些最为著名的望远镜都是采用牛顿式的结构。例如,位于巴乐马山天文台的Hale天文望远镜,其主镜的尺寸为5米;W.M. 凯克天文台的Keck天文望远镜,其主镜由36块六角形的镜面拼接,组合成直径10米的主镜;还有哈勃太空望远镜,也是牛顿式望远镜。
牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜,光进入镜筒的底端,然后折回开口处的第二反射镜(平面的对角反射镜),再次改变方向进入目镜焦平面。目镜为便于观察,被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。
牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线,结构较简单。另外,焦距可长达1000mm而仍然保持相对紧凑,可以便携使用。不过,由于主镜被暴露在空气和尘土中,需要更多维护与保养。
然而,这个小缺点不阻碍这个类型望远镜的大众化,对于那些想要一台价格经济,但仍然可以解决观测微弱,遥远的目标的用户来说,牛顿反射望远镜是一个理想的选择。短裤避孕
2、优缺点
2.1优点:
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1、同折射和折反望远镜相比,同样口径成本最低。因为大口径的反射镜比透镜的生产成本低很多。
线圈盘2、紧凑合理,便携性好,焦距可达1000mm以上。
3、由于F数普遍较短(f/4到f/8),更容易的获得较大的视野,具有较好的微弱深空天体观测性能,例如遥远的星系、星云和星团(但不是很方便,难度大于折反望远镜)。
4、长焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观,具有较好的月球和行星的观测性能。
5、由于采用反射镜作为主镜,无差
6、由于光线无须穿透物镜(它只从镜子的表面反射),所以不需要特别的玻璃材料,只需要能掌握住正确的反射面形状,且只需要处理一个表面(折射镜通常需要处理四个表面),因此非常适合非专业人士自制DIY。
7、目镜的位置在望远镜筒前端,与短F数结合可以使用短而紧凑的架台系统,减少费用和
增加便利性。
2.2不足:
1、 一般不适合地面应用。
2、容易产生彗差,造成影样偏离轴心扩散的变形现象。这种扩散在光轴上为零,随着镜子的视域呈线性的增加,也与焦距除以口径的商(焦比)的平方反比来扩散。

本文发布于:2024-09-22 23:18:40,感谢您对本站的认可!

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标签:反射镜   反射   主镜   需要   采用   透镜   扩散   例如
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