Re ektory se tøemi a ètyømi zrcadly afokální teleskop
:
funguje jako reducer, expander svazku; je dùle¾itou souèástí slo¾itìj¹ích soustav
f2 f1 SA = f (K1 + 1, K2 + 1) CO, AST = f (K2 + 1)
) K1 = −1, K2 = −1
¾ádné aberace bez ohledu na polohu clony afokální teleskop je anastigmatický aplanát! ⇒
3 zrcadla Paul-Baker
=
afokální Cassegrain + M 3 • støed køivosti M 3 je zároveò vrcholem M 2 • ⇒ obrazová rovina je mezi M 2 a M 3 • parametry: K1 = −1, K2 = 0, K3 = 0, R2 = R3 • asféricity K2 a K3 vzájemnì kompenzují sférickou aberaci • clona je na M 2
M2
a
M3
se chovají podobnì jako Schmidtova komora f R3 = f1 R2
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 vìt¹í stínìní ≈ 35% více místa pro instrumenty K1, K2, K3 < −1
M2
a
M3
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
K1, K2, K3 < −1
velká vinìtace
+ vy¹¹í asférické èleny u
M1 , M2
4 zrcadla kulové primární zrcadlo pro obøí teleskopy D > 20m (brou¹ení mimoosových asférických segmentù je drahé) 3 zrcadla = 3 kónické konstanty ale K1 = 0 je významným omezením { ¾ádný praktický anastigmatický aplanát ⇒ 4 zrcadla motivace:
Paul-Schmidt
= PB + (K1 = 0), vstupní pupila na M 1: 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
výstupní pupila afokálního teleskopu je ve støedu køivosti K1 = 0, K2 = −1, K3 = 0, K4 < −1,
M3
(Gregory)
pouze 2-osé návrhy (jinak M 2 pøeká¾í zobrazení pupily na sebe samu) existují varianty jak s meziobrazem mezi M 3 a M 4, tak mezi M 2 a M3
Re ektory: shrnutí 2 zrcadla: •
jednoduchý
•
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
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
korekce SA: asférický korektor v místì clony
barevná SA se minimalizuje vhodnou volbou neutrální zóny f 3 2 2 t= ρ ρ − , (n − 1)c4 2 c-clonové
þSchmidtùv pro lÿ
èíslo
pro velmi svìtelné komory,
c < 2,
nutno pøidat dal¹í èleny:
t = aρ2 + bρ4 + cρ6
korektor je drahý, nároèný na výrobu zrcadlo musí být vìt¹í ne¾ korektor,
DM = DC + 2DF
varianty: { achromatický korektor { plochý obraz, R0 = 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
Palomarská pøehlídka oblohy (D = 48”, r. 1952) http://archive.eso.org/dss/dss
Mt. Palomar, 48"
Nejvìt¹í Schmidtova komora (prùmìr zrcadla 2m) Tautenburg, Nìmecko
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
⇒ R1 , R 2 , t
Meniskus = tlustá èoèka 1 1 t (n − 1)2 f = (n − 1) − + R1 R2 n R1 R2
soustøedný meniskus (t = R1 − R2 > 0; R1, R2 < 0) se chová jako slabá rozptylka, která kompenzuje SA primárního zrcadla nevýhoda: velká barevná vada achromatizace (Maksutov): n2 t = ( R1 − R2 ) 2 n −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
f1
Srovnání tøí Maksutových komor (f /3)
Poslední návrh se od prvního li¹í umístìním slabé spojné èoèky do vstupní pupily (achromatizace)
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
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
Observatoø ve Zlínì, 160mm
