Reektory se tøemi a ètyømi zrcadly

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Reektory se tøemi a ètyømi zrcadly"

Marcela Němcová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Reektory se tøemi a ètyømi zrcadly afokální teleskop: funguje jako reducer, expander svazku; je dùle¾itou souèástí slo- ¾itìj¹ích soustav f 2 f 1 SA = f(k 1 + 1, K 2 + 1) CO,AST = f(k 2 + 1) } K 1 = 1, K 2 = 1 ¾ádné aberace bez ohledu na polohu clony afokální teleskop je anastigmatický aplanát!

2 f 1 SA = f(k 1 + 1, K 2 + 1) CO,AST = f(k 2 + 1) } K 1 = 1, K 2 = 1

2 3 zrcadla Paul-Baker = afokální Cassegrain + M 3 støed køivosti M 3 je zároveò vrcholem M 2 obrazová rovina je mezi M2 a M3 parametry: K 1 = 1, K 2 = 0, K 3 = 0, R 2 = R 3 asféricity K 2 a K 3 vzájemnì kompenzují sférickou aberaci clona je na M2 M2 a M3 se chovají podobnì jako Schmidtova komora f f 1 = R 3 R 2

= 0, K 3 = 0, R 2 = R 3 asféricity K 2 a K 3 vzájemnì kompenzují sférickou

3 pø. 1.8m/f:2.2 Arizona Uni. difrakènì limitované FOV 1 deg. nevýhody: málo prostoru pro instrumentá¾ (spektroskop) vinìtace (20% svìtla), zhor¹uje se s rostoucím c krátká f oproti Cassegrainu Nutno stínit M 3 od rozptýleného svìtla efektivní ohnisková vzdálenost je dána køivostí zrcadel Korsch má mírnì sbíhavý svazek mezi M2 a M3 vìt¹í stínìní 35% více místa pro instrumenty K 1, K 2, K 3 < 1

rostoucím c krátká f oproti Cassegrainu Nutno stínit M 3 od rozptýleného svìtla efektivní

4 K 1, K 2, K 3 < 1 + vy¹¹í asférické èleny u M 1, M 2 velká vinìtace 2-osý Korsch sklonìné zrcadlo je umístìno ve výstupní pupile dlouhá f úplná vinìtace ve støedu FOV ohnisková rovina je chránìna od rozptýleného svìtla Robb

5 4 zrcadla motivace: kulové primární zrcadlo pro obøí teleskopy D > 20m (brou¹ení mimoosových asférických segmentù je drahé) 3 zrcadla = 3 kónické konstanty ale K 1 = 0 je významným omezením { ¾ádný praktický anastigmatický aplanát 4 zrcadla Paul-Schmidt = PB + (K 1 = 0), vstupní pupila na M1: CO, AST = 0; SA > 0 Podobnì jako u Paul-Bakerova teleskopu M 3 zobrazuje výstupní pupilu afokálního teleskopu na M 4. To koriguje SA primárního zrcadla

anastigmatický aplanát 4 zrcadla Paul-Schmidt = PB + (K 1 = 0), vstupní pupila na M1: CO, AST = 0; SA > 0

6 výstupní pupila afokálního teleskopu je ve støedu køivosti M 3 K 1 = 0, K 2 = 1, K 3 = 0, K 4 < 1, (Gregory) pouze 2-osé návrhy (jinak M 2 pøeká¾í zobrazení pupily na sebe samu) existují varianty jak s meziobrazem mezi M3 a M4, tak mezi M2 a M3

návrhy (jinak M 2 pøeká¾í zobrazení pupily na sebe samu)

7 2 zrcadla: jednoduchý Reektory: shrnutí malé zorné pole (nìkolik úhlových minut) vìt¹ina velkých teleskopù je tohoto typu 3 zrcadla: excelentní obraz velké zorné pole (1-2 stupnì) ¹patnì pøístupná ohnisková rovina velké vinìtace více stupòù volnosti pro korekci vad 4 zrcadla: mo¾no pou¾ít primární sférické zrcadlo pøi zachování výborné korekce vad výhodný pro budoucí obøí zrcadla zatím nebyl realizován

ohnisková rovina velké vinìtace více stupòù volnosti pro korekci vad 4 zrcadla: mo¾no pou¾ít primární

8 Schmidtova komora (1930) Pokud je clona na zrcadle, nelze zmìnou asféricity odstranit mimoosové aberace! princip S. komory: sférické zrcadlo s clonou v jeho støedu køivosti tento systém nemá preferovanou osu CO, AST= 0, ale SA> 0

komory: sférické zrcadlo s clonou v jeho støedu køivosti

9 korekce SA: asférický korektor v místì clony barevná SA se minimalizuje vhodnou volbou neutrální zóny f ) t =, þschmidtùv prolÿ (n 1)c 4ρ2 (ρ c-clonové èíslo pro velmi svìtelné komory, c < 2, nutno pøidat dal¹í èleny: t = aρ 2 + bρ 4 + cρ 6

þschmidtùv prolÿ (n 1)c 4ρ2 (ρ 2 3 2 c-clonové èíslo pro

10 korektor je drahý, nároèný na výrobu zrcadlo musí být vìt¹í ne¾ korektor, D M = D C + 2D F

11 varianty: { achromatický korektor { plochý obraz, R = f(n 1) n R { bez korektoru, c > 8 { masivní sklo (spektroskopie) detektor korektor { tlusté zrcadlo (spektroskopie) hlavní výhoda: ostrý obraz do kraje zorného pole, FOV 5 ideální pøístroj pro pøehlídky oblohy

korektor { tlusté zrcadlo (spektroskopie) hlavní výhoda: ostrý

12 Palomarská pøehlídka oblohy (D = 48, r. 1952)

13 Mt. Palomar, 48" Nejvìt¹í Schmidtova komora (prùmìr zrcadla 2m) Tautenburg, Nìmecko

14 Maksutova komora Kolem 1940 snaha nahradit asférickou Schmidtovu desku jednodu¹¹ím korektorem. Maksutov (Rusko): tlustý meniskus kompenzuje SA kulového zrcadla. soustøedný Maksutov { ¾ádná preferovaná osa CO, AST = 0 SA se koriguje meniskem R 1, R 2, t

Maksutov (Rusko): tlustý meniskus kompenzuje SA kulového

15 Meniskus = tlustá èoèka ( 1 f = (n 1) 1 ) + t (n 1) 2 R1 R2 n R 1 R 2 soustøedný meniskus (t = R 1 R 2 > 0; R 1, R 2 < 0) se chová jako slabá rozptylka, která kompenzuje SA primárního zrcadla nevýhoda: velká barevná vada achromatizace (Maksutov): n 2 t = (R 1 R 2 ) n 2 1 { to je v rozporu se soustøedností menisku SA,CO> 0 Kompaktní návrh: 1. tlou¹»ka menisku se volí podle vzorce nahoøe, objeví se mimoosové vady 2. tyto vady se z vìt¹í èásti odstraní posuvem menisku blí¾e k zrcadlu 3. zkrácení pøístroje se dosáhne umístìním clony na meniskus 4. toto znovu vede k zhor¹ení komy a astigmatismu 5. koma se odstraní posuvem menisku je¹tì blí¾e k zrcadlu Výsledkem je kompaktní, barevnì dobøe korigovaný pøístroj s reziduálním astigmatismem. Jeho typická délka je kolem 1.3-násobku f 1

tlou¹»ka menisku se volí podle vzorce nahoøe, objeví se mimoosové vady 2. tyto vady se z vìt¹í èásti odstraní posuvem menisku blí¾e k zrcadlu 3.

16 Srovnání tøí Maksutových komor (f/3) Poslední návrh se od prvního li¹í umístìním slabé spojné èoèky do vstupní pupily (achromatizace)

18 Sféroachromatismus Dobrá korekce barevné vady pro støed pupily (t.j. paraxiální paprsky) neznamená, ¾e se barevná vada nemù¾e projevovat pro okrajové zóny. Zmìnou tlou¹»ky korektoru o nìkolik procent mìníme zónu, pro ni¾ baravná vada vymizí

19 Vliv tlou¹»ky menisku na zbytkovou barevnou vadu Maksutov vs. Schmidt Maksutova komora je obvykle je krat¹í ne¾ Schmidtova komora výroba velkých menisku je stejnì obtí¾ná a drahá jako výroba Schmidtova korektoru, barevná vada je ale vìt¹í Schmidt se preferuje pro D > 1m

výroba velkých menisku je stejnì obtí¾ná a drahá jako výroba

20 Observatoø ve Zlínì, 160mm

Podobné dokumenty

Konstrukce teleskopů. Miroslav Palatka

Konstrukce teleskopů. Miroslav Palatka Přednášky - Přístroje pro astronomii 1 Konstrukce teleskopů Miroslav Palatka Palatka SLO/PA1 2011 1 Reflektory Zrcadlové teleskopy Palatka SLO/PA1 2011 2 Ideální optická soustava BOD-BOD, PŘÍMKA-PŘÍMKA,