Зеркальная телескопическая система

Зеркальная телескопическая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено главным образом для применения в астрономических исследованиях, в частности для питания бесщелевых спектрографов. Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение трудоемкости изготовления. В двухзеркальной телескопической системе одно зеркало 1 выполнено сферическим, а другое зеркало 2 имеет нетрадиционную отражающую поверхность, образованную вращением вокруг оптической оси кривой, параллельной параболе. Величина относительного отверстия зеркал не ограничена. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (511 4 G 02 В 17 02. 17 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4 388301/31 -1 0 (22) 09.03.88 (46) 07.12.89. Бюл. 9 45 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) Д.Т.Пуряев (53) 535. 8 (088 .8) (56) Михельсон Н.Н. Оптические теле-. скопы. Теория и конструкция. — М.:

Наука, 1976, с. 216-225.. (54) ЗЕРКАЛЬНАЯ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ СИС- .

ТЕМА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено

2 главным образом для применения в астрономических исследованиях, в частности для питания бесщелевых спектрографов. Бель изобретенияупрощение конструкции и снижение трудоемкости изготовления. В двухзеркальной телескопической системе одно зеркало 1 выполнено сферическим, а другое зеркало 2 имеет нетрадиционную отражающую поверхность, образованную вращением вокруг, оптической оси кривой, параллельной параболе. Величина относительного отверстия зеркал не ограничена. 2 ип.

1527607 l5

Телескопическая система действует 40 следующим образом.

Осевой пучок параллельных лучей падает на выпуклое сферическое зеркало 1 и после отражения от него посту пает на вогнутое асферическое эерка- 45 ло 2, отражающая поверхность которого образована вращением меридиональной кривой ОМ вокруг оптической оси. В системе координат YOZ уравнение меридиональной кривой в параметрической 50 форме имеет вид я Eg

2rsin — — +

Y = rsing + 2dtgq, + dtg q, 2

55 где Y Z — координаты точки М меридиональной кривой;

1 — угол наклона нормали к оси

s той же точке кривой.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для использования в различных областях науки и техники, в частности в астрономических исследованиях для питания бесщелевых спектрографов.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение трудоемкос ти из готовления . 10

На фиг.1 схематически показана зе рк альна я телескопическая с ис тем а и ход лучей в ней, мерициональное сечение, на фиг.2 — схема, поясняющая принцип получения отражающей поверхности асферического зеркала.

На фиг.l и 2 обозначены . выпуклое зеркало l (изображена отражающая поверхность), вогнутое зеркало 2 (изображена отражающая поверхность), па- 20 раболоид 3 вращения, YOZ — система прямоугольных координат, Fl - фокус зеркала 1, F — фокус зеркала 2, С„ центр кривизны при вершине отражающей поверхности зеркала 2, MC — нор- 25 маль к поверхности 2 в точке М, < угол нормали с осью, d — расстояние между вершинами отражающих поверхностей зеркал 1 и 2, gS > — продольная аберрация нормали МС, г — радиус сферической поверхности зеркала 1, К вЂ” радиус кривизны при вершине параболоида, N — точка пересечения параболоида 3 с нормалью МС, Для определенности дальнейших пояснений рассмотрим случай, когда выпуклое зеркало 1 является сферическим, а отражающая поверхность зеркала 2 имеет асферическую форму, После отражения от зеркала 2 лучи света идут строго параллельно оптической ос и независимо от угла ц>, т. е. относительное отверстие зеркал 1 и

2 может быть как угодно большим, но гомоцентричность выходящего из системы пучка лучей при этом не нарушается . Это достигае тс я благодаря тому, что меридиональная кривая зеркала Р и параболоида 3 представляет собой эвольвенты одной и той же эволюты.

Отсюда следует, что для контроля формы отражающей поверхности зеркала 2 применим известный компенсационный метод контроля, суть которого заключается в том, что с помощью особого оптического элемента — компенсатора— лучи света, выходящие иэ компенсатора, направлены строго по нормалям к заданной поверхности. Поэтому для компенсатора безразлично, на каком расстоянии от него располагается отражающая поверхность, совмещенная с его волновой поверхностью. В связи с этим контроль формы отражающей поверхности зеркала 2 требует применения такого же компенсатора, что и для контроля формы параболоида, у которого радиус кривизны при вершине

R = 2d (фиг. 2) . Уравнение кривой продольной аберрации нормалей b,S отражающей поверхности зеркала 2 имеет вид!! и

Очевидно, что для целей контроля могут быть использованы и другие методы, например метод Гартмана, Иссле— дования показали, что отражающая поверхность зеркала 2 занимает промежуточное положение между эллиптической и параболической поверхностями с тем же радиусом кривизны при вершине, а потому она имеет меньшую асферичность, чем параболическое зеркало в системе Мерсена. Несмотря на то, что отражающая поверхность зеркала 2 имеет нетрадиционную форму, оно проще в изготовлении, чем вогнутое параболическое зеркало в системе

Мерсена. Изготовление же выпуклого сферического зеркала 1 несравненно проще, чем выпуклого параболического зеркала системы Мерсена. Таким образом, предлагаемая телескопическая система по сравнению с системой Мерсена имеет более простую конструкцию, значительно проще в изготовлении и, 07 6 н»ей »онерх»»ост»» черкала 2 R о — 2080 мм, расстояние между se ркалами d = 840 мм. Уравнение поверхности зеркала 2 в параметрическом виде! 5276 — 400s in g + 1680tg((, Z

2 ъ

800sin — — + 840tgq .

Контрольный расчет хода лучей на

3ВМ показал, что сферическая аберра— ция системы отсутствует.

Формулаизобретения

Корректор А.Обручар

Заказ 7507/51 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 следовательно, »»рп олних и тех же затратах труда позволяет получить более высокое качество оп гического изображения при неограниченно боль5 ших относительных отверстий зерклл.

В том случае, когд» вогнутое зеркало является сферическим, отрлжлющая поверхность выпуклого зерклла, согласно изобретению, также обра зовя- 1ð на вращением кривой, параллельной меридиональной кривой параболоидя врл— щения, однако его вершина располага— ется по другую сторону от центра кривизны при вершине асферической поверх — 15 ности. В наиболее общем случае изобретение может быть реализовано для любой комбинации выпуклых и вогнутых зеркал, одно из которых ичеет сферическую форму, при этом отражающая 20 поверхность другого зеркала всегдя представляет собой волновую поверхность по отношению к параболоиду вращения, т.е. расстояние от любой точки отражающей асферической поверхнос — 25 ти до соответствующей точки парабо— лической поверхности, измеренное по нормали к ней, одинаково для всех со— пряженных точек обеих поверхностей.

Примером конкретного выполнения предлагаемой системы может служи ь зеркальная телескопическая система, имеющая следующие параметры. радиус сферического зеркала 1 г = 400 мм, радиус кривизны при вершине отра>кяюСоставитель В.Архипов

Редактор С. Пекарь Тех ред И. Дндык

Зеркальная телескопическая систе— мя, содержащая сферическое зеркало и асферическое зеркало с отражающей поверхностью в виде поверхности вращения, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения трудоемкости изготовления, отражающая поверхность асферическоro зеркала образована вращением вокpyr оптической оси системы кривой, параллельной меридиональной кривой параболоида вращения, ось которого совмещена с оптической осью системы, а центр кривизны при вершине параболоида совмещен с центром кривизны при вершине отражающей поверхности асферического зеркала, при этом радиус кривизны при вершине параболоида врашения равен удвоенному расстоянию между вершинами отражающих поверхнос— тей зе ркал.