2х-зеркальный астрограф ф 600/6. Варианты

[ekvi]

Хочу поделиться своими исследованиями 2х-зеркальной системы диаметром 600 мм с относительным отверстием 1 : 6.5 и полем зрения не менее 50 мм, ЦЭ = D2/D1 - не более 0.4.
С помощью ДЗ эквивалентный фокус выносится вне трубы телескопа, так, чтобы можно удобно наблюдать или устанавливать фотоприёмник.

Начну с кассегрена: ГЗ - параболоид, 2-е зеркало - гиперболоид.

[ekvi]

Ясно, что кассегрен способен охватить поле около 10 угловых минут, и поле в 1 градус для него не подъёмно.
Попытаемся - по совету В.Н. Чуриловского - исправить поле, введя близфокальный мениск.

[ekvi]

Теперь применим 2х-линзовый корректор поля.
Дело слегка поправилось, но не айс!

[ekvi]

Попытаемся вместо 2ЛК исправить поле асферическим мениском.
Лучше простого мениска, но всё ещё слабо!

[ekvi]

Теперь возьмём систему Ричи-Кретьена: все асферические поверхности - гиперболоиды.
Поле стало ровно-плохим, а на краю, вместо кругленьких звёзд, - астигматические ромбики. Это оттого, что и для РК поле в 1 градус - слишком велико!

[ekvi]

В РК можно улучшить качество изображения по полю с помощью 2ЛК, но используем близфокальный асферический мениск.
Теперь мы получили желанный результат!
Мениск можно пересчитать и изготовить из материала, прозрачного в рабочем диапазоне спектра, например, из кварцевого стекла (илл. 3 и 4).

[ekvi]

А теперь, раз уж в системе 3 асферики, вместо мениска поставим третье зеркало и вынесем эквивалентный фокус за 2-е зеркало.
Получился 3х-зеркальный астрограф: у него отличное поле, но, в отличие от предыдущих вариантов, из-за засветок и по геометрии, поле нельзя развить шире.

Как говорится, выбирайте по своим предпочтениям и возможностям!

[ekvi]

Ещё вариант: ф 600/5 - эквивалентный фокус внутри трубы, ЦЭ = 0.36.

[Vla]

А теперь, раз уж в системе 3 асферики, вместо мениска поставим третье зеркало и вынесем эквивалентный фокус за 2-е зеркало.
Получился 3х-зеркальный астрограф: у него отличное поле, но, в отличие от предыдущих вариантов, из-за засветок и по геометрии, поле нельзя развить шире.

Существуют трехзеркальные системы без ограничений по внешнему полю (кроме уровня коррекции), но они имеют кольцевое поле изображения. Этот пример основан на трехзеркальных системах Корша 1974 года. Для финальной системы f/8 первичное зеркало должно иметь очень большое относительное отверстие. Экранирование мало (здесь 30% по диаметру), а маленькое диагональное зеркало только виньетирует среднее поле. Около 0,7 поля площади 3,14 квадратных градуса имеет освещение более 80% с диагональным наклоном 45 градусов, и около 0,8 поля с диагональным наклоном 30 градусов (с большой осью большей на квадратный корень (2) множитель). Это возможное использование для параболического или почти параболического зеркала с чрезвычайно большим относительным отверстием (если способен достичь и поддерживать точность 1/100 мм, или меньше, особенно в фокусном расстоянии ГЗ и разделении ГЗ и вторичного зеркала).

[ekvi]

Существуют трехзеркальные системы без ограничений по внешнему полю

В.Ю. Теребиж об этом поведал ещё в 2005-м.

[Vla]

Существуют трехзеркальные системы без ограничений по внешнему полю

В.Ю. Теребиж об этом поведал ещё в 2005-м.

Многие говорили о телескопе Корша. Некоторые даже умудрились запатентовать телескоп Корша на своё имя (Казимировна, Вальдемарович, Николаевич, RU 209 190 U1, 2022). Но вы о нём не упомянули, и поэтому я указал на его как возможный вариант для рассмотрения трёхзеркальной системы. Ниже представлена система Корша, представленная в его патенте 1978 года (№ 4101195). Апертура всего 150 мм, но коррекция настолько хороша, что её можно увеличить в 10 раз, и система всё равно будет комфортно находиться в пределах «дифракционно ограниченного». В патенте указаны оба варианта: с небольшой цельной и большой перфорированной диагональю. Центральное экранирование может составлять менее 40% диаметра апертуры. Очевидно, поле может быть больше 1,5 градуса.

[lx75]

Очевидно, поле может быть больше 1,5 градуса.

Такие же параметры системы, 2.3 градуса дифракционно ограниченного поля.

[Vla]

Патент Корша не был оптимизирован для более широких полей. Он ограничен дифракцией до радиуса поля примерно в 1 градус. После этого вступает в силу кривизна Петцваля более высокого порядка, и поле быстро становится всё более искривлённым. Петцваль создаётся третичным зеркалом, поэтому для более широкого поля его кривизна должна быть меньше. Это значит, что вторичная кривизна также должна быть меньше, то есть вторичка должна быть несколько больше. Это реализовано в упомянутом выше патенте RU. При уменьшении до 150 мм (коэффициент 0,28) для прямого сравнения он остаётся ограниченным дифракцией до радиуса поля 1,5 градуса. Кроме того, для широких полей маленькая диагональ лучше, чем большая перфорированная ( в патенте RU используются два плоских зеркала, но второе на самом деле не нужно).

[ekvi]

Но вы о нём не упомянули, и поэтому я указал на него как возможный вариант для рассмотрения трёхзеркальной системы.

Тема посвящена возможностям светосильных астрографов различных конструкций. В моём представлении системы с F/D > 8 не имеют права претендовать на название "Астрограф". А в случае с системой Корша F/D >= 12. Если им снимать дипы (только для них требуются поля более 2-х градусов), то экспозиция будет огромной. Если визуалить те же дипы (протяжённые), то при 1 : 12 мало что можно будет разглядеть, даже в смарт-скоп. Да и где взять такой гигантский окуляр?! Только глазом сканировать поле!

Но тут лучше выслушать мнения астрономов.

[Vla]

В моём представлении системы с F/D > 8 не имеют права претендовать на название "Астрограф". А в случае с системой Корша F/D >= 12.

Мой первый пример был f/8, но не лучшим, так как система, которую я использовал (из статьи Ли и Ю, Южная Корея) уже имела очень большое относительное отверстие для ГЗ, f/1,1. После изменения системы с f/11,5 до f/8 оно стало f/0,77 - слишком сильным. Но это не обязательно. Если мы возьмем пример из патента Корша и просто увеличим апертуру до 250 мм (без изменения радиусов, расстояния и асферики), то получим систему f/7.2 с дифракционно-ограниченным полем почти 2 градуса (58 мм), с только 5% площади поля вокруг оси ниже 80% освещенности или не освещеным. ГЗ теперь f/1,32, все еще очень сильный, но значительно меньше. Оптимизация конфигурации, вероятно, позволит еще больше уменьшить относительное отверстие ГЗ. Хотя ГЗ остается самой сложной частью телескопа Корша, его можно построить как функциональный астрограф.

[библиограф]

 В Оптическом журнале №4 за 2024 статья про апланатический телескоп со сферическим главным зеркалом и корректором
из двух гиперболических зеркал
https://opticjourn.ru/ru/abstract/2024-91-4-60-72

[ekvi]

В Оптическом журнале №4 за 2024 статья про апланатический телескоп со сферическим главным зеркалом и корректором
из двух гиперболических зеркал
https://opticjourn.ru/ru/abstract/2024-91-4-60-72

Мне не удалось посмотреть эту схему.
Вот лобовое решение этой задачи:
ГЗ - сфера ф 500 мм, 2 и 3 зеркала - спл. сфероиды.

[lx75]

 В Оптическом журнале №4 за 2024 статья про апланатический телескоп со сферическим главным зеркалом и корректором
из двух гиперболических зеркал

Это только апланатический телескоп, трехзеркальная система позволяет корректировать еще астигматизм и кривизну поля.
К сожалению все изыскания так и останутся на страницах этого форума, Т.К. для изготовления  таких телескопов нужны: желание или необходимость его сделать, большое опыт в производстве оптики и хорошее оснащение.
Кто сможет?!?!

[Vla]

В Оптическом журнале №4 за 2024 статья про апланатический телескоп со сферическим главным зеркалом и корректором
из двух гиперболических зеркал

Это только апланатический телескоп, трехзеркальная система позволяет корректировать еще астигматизм и кривизну поля.

Похоже, конфигурация именно такая. Очевидно, что при трёх вогнутых зеркалах кривизна Петцваля не равна нулю, и поле может быть плоским только при введении астигматизма.

[библиограф]

  Т.К. для изготовления  таких телескопов нужны: желание или необходимость его сделать, большое опыт в производстве оптики и хорошее оснащение.
Кто сможет?!?!   

Любителям это не нужно.
Гиперболическое зеркало и двухкомпонентный корректор - этого хватит для всего.
https://pjoptical.udjat.nl/older-pages/page14.html