一.概述
jA~omX2A 前面課程講過消色差
透鏡,色差是由于玻璃材料自身的物理性質(zhì)決定的像差,只要是帶折射的
光學系統(tǒng),都難以避免色差。通過消色差理論我們可以知道,二級
光譜近似為一定值,正比于P-V玻璃圖的斜率。為了矯正色差,前人另辟蹊徑,開發(fā)出了反射式
望遠鏡。很多的望遠鏡
成像系統(tǒng)就是用反射成像,典型的如哈勃望遠鏡,望遠鏡中最簡單的反射式望遠鏡就是牛頓望遠鏡,它僅由一個拋物面反射鏡和平面反射鏡組成。典型構(gòu)成如下圖所示,在工作時,遠方傳來的
光線經(jīng)凹面反射鏡反射匯聚于光焦處,接著經(jīng)過一個平面反射鏡反射到觀察者的眼睛中。其中物像經(jīng)過了兩次轉(zhuǎn)換方向。
6CGk*s 08k W >}T$a}\ 圖一 牛頓望遠鏡系統(tǒng)圖
U,fPG/9 二.設(shè)計要求
焦距:800mmF#:4視場:1°波長可見光范圍計劃使用拋物面作為主反射面,由拋物面的數(shù)學定義可知,拋物面能將軸上物點的球差全部消除,然而軸外視點像質(zhì)會迅速下降,所以適用于小視場。從原理圖上我們知道,牛頓望遠鏡中真正對光線起聚焦作用的其實僅一個拋物面反射鏡,平面鏡只起轉(zhuǎn)折光路方向作用。在SYNOPSYS的系統(tǒng)
參數(shù)中設(shè)置好初始條件:
+7
j/.R {-]K!tWda kVt/Hhd9 更改表面類型為反射。我們需要這個面是個拋物面,即平行于光軸的光線入射后的反射光線應(yīng)當匯與焦點,所以反射面的圓錐系數(shù)Conic=-1.此外,反射曲面的曲率半徑和焦距的關(guān)系:R=2f,因此由f=800,則R=-1600;SYNOPSYS中光路遇到反射鏡的厚度規(guī)則是:第N個反射鏡,厚度符號(-1)^n,則焦距光束應(yīng)當匯聚與-800處。設(shè)置完成后查看結(jié)構(gòu)圖和初始像質(zhì)。
QGGBI Ku
=;)=,+V~q 可以看到0視場角成像理想,而高視場角出現(xiàn)了像散和慧差,與理論一致。查看點列圖有:
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