Зеркально-линзовый объектив со склеенным менисковым корректором

 

Зеркально-линзовый объектив телескопа состоит из системы Кассегрена со сферическими главным и вторичным зеркалами и менискового корректора, установленного в двойном ходе лучей вблизи вторичного зеркала. Линзы корректора изготовлены из стекол, различающихся по показателю преломления на 0,01-0,03, а по коэффициенту дисперсии на 0,3-0,6. Первая по ходу лучей после главного зеркала линза выполнена из стекла с большим показателем преломления и меньшим коэффициентом дисперсии. Внешние радиусы менискового корректора заданы одинаковыми по знаку и абсолютной величине, поверхность склейки выполнена плоской. Линзы, из которых склеен корректор, изготовлены с одинаковой осевой толщиной. Обеспечивается упрощение изготовления и контроля геометрических параметров линз корректора и уменьшение требований к характеристикам стекол корректора при одновременном сохранении качества коррекции аберраций. 1 ил.

Настоящее предложение относится к области экспериментальной астрофизики и предназначено для улучшения технологичности изготовления зеркально-линзовых астрономических объективов.

Известна зеркально-линзовая оптическая система [1] с зеркальной частью, построенной по схеме Кассегрена со сферическими главным и вторичным зеркалами и квазиафокальным менисковым корректором, исправляющим аберрации зеркальной части, установленным вблизи вторичного зеркала так, что лучи проходят через него дважды. Из-за недостатка коррекционных параметров в такой схеме невозможно одновременное исправление внеосевых аберраций и хроматизма положения.

Прототипом предлагаемой оптической схемы является система [2], в которой квазиафокальный мениск, установленный в двойном ходе лучей вблизи выпуклого зеркала, склеен из двух линз, причем поверхность склейки имеет кривизну, в 1.3-1.5 раза большую, чем кривизна внешних поверхностей корректора. При этом все три радиуса корректора положительны по знаку, но различны по абсолютной величине.

Недостатком системы является большая кривизна поверхности склейки линз менискового корректора, затрудняющая их изготовление, а также необходимость применения стекол с необычными оптическими характеристиками - сходными со стеклами К14/КФ4, ФК13/К3, К19/К18, так как для исправления остаточных аберраций в такой системе показатели преломления стекол не должны различаться больше, чем на 0.001-0.003, а коэффициенты дисперсий при этом - различаться на 1.3-1.6.

Целью изобретения является упрощение изготовления и контроля геометрических параметров линз корректора и смягчение требований к характеристикам стекол корректора при одновременном сохранении качества коррекции аберраций, присущего системе со склеенным менисковым корректором.

Поставленная цель достигается тем, что линзы корректора изготовлены из стекол, сходных по своим оптическим характеристикам со стеклами ЛК4/ЛК5 или К2/ЛК7, показатели преломления которых различаются на 0.02-0.03, а коэффициенты дисперсий - на 0.3-0.6, причем первая по ходу лучей после главного зеркала линза выполнена из стекла с большим показателем преломления и меньшим коэффициентом дисперсии, внешние радиусы менискового корректора одинаковы по знаку и абсолютной величине, поверхность склейки линз выполнена плоской, а линзы, из которых склеен корректор, изготовлены с одинаковой осевой толщиной (см. Фиг.1).

Расчеты в области аберраций третьего порядка показали, что при соответствующем подборе марок стекол корректора имеется возможность исправления сферической аберрации, комы и хроматизма положения системы кривизной внешних поверхностей и общей толщиной корректора. При этом величины сферохроматизма и вторичного спектра предлагаемой оптической системы идентичны системе с разными радиусами, а при соответствующем подборе марок стекол могут быть даже лучше.

Были произведены расчеты хода реальных лучей для систем с D=150-300 мм, относительным отверстием главного зеркала ∀=2.5-3, параметре положения корректора q=0.25-0.34, эквивалентном относительном отверстии ∀=8-10, и полях зрения 2ω≤0.6°. Расчеты показали, что компромиссные по остаточным аберрациям варианты имеются в диапазонах суммарной толщины менискового корректора от -0.006 до -0.01. При этом радиусы кривизны внешних поверхностей корректора лежат в диапазоне от 0.05 до 0.07. Так, например, при диаметре главного зеркала 200 мм, относительном отверстии главного зеркала 2.75, расстоянии между главным зеркалом и первой поверхностью корректора 390 мм, и эквивалентном относительном отверстии системы 1800 мм, полихроматическая СКО волнового фронта в видимом диапазоне не превышает 0.2 на поле 2ω≤0.5°.

Предлагаемая оптическая система позволяет значительно упростить изготовление склеенного менискового корректора, так как число требуемых пробных стекол уменьшается в три раза, значительно упрощается контроль за клиновидностью линз корректора при одновременном сохранении качества коррекции аберраций.

Изготовление предлагаемой зеркальной оптической системы предполагает использование стандартных материалов и технологий.

Список использованных литературных источников

1. Попов Г.М. Зеркально-линзовые изохроматические системы кассегреновского типа. //Изв. Крымск. астрофиз. обсерв. - 1967. - Т.36. - стр. 273-280.

2. Клевцов Ю.А. Новые апохроматические зеркально-линзовые системы с менисковыми корректорами. - В кн.: Исслед. по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. - М., Наука, 1988, вып. 79, с. 178-184.

Формула изобретения

Зеркально-линзовый объектив телескопа, состоящий из системы Кассегрена со сферическими главным и вторичным зеркалами и менискового корректора, установленного в двойном ходе лучей вблизи вторичного зеркала, отличающийся тем, что линзы корректора изготовлены из стекол, различающихся по показателю преломления на 0,01-0,03, а по коэффициенту дисперсии на 0,3-0,6, причем первая по ходу лучей после главного зеркала линза выполнена из стекла с большим показателем преломления и меньшим коэффициентом дисперсии, внешние радиусы менискового корректора заданы одинаковыми по знаку и абсолютной величине, поверхность склейки выполнена плоской, а линзы, из которых склеен корректор, изготовлены с одинаковой осевой толщиной.

РИСУНКИ