牛顿式反射望远镜光轴的校准
尹相东
很多爱好者在使用反射式望远镜,特别是近年来越来越多的爱好者开始使用大口径、短焦距的抛物面牛顿式反射望远镜。说到望远镜的光学性能,人们比较关心的是主镜的口径及表面精度,而对于是否将反射镜的整个光学系统调整到最佳状态,似乎并没有给予足够的重视。我根据最近的一些实践经验,同时参考了互连网上的一些相关文章,把自己的体会写成此文。(文中的一副星像衍射环模拟图以及一些校准光轴的方法借鉴自http://zebu.uoregon.edu/~mbartels/kolli/kolli.html)
反射望远镜光轴校准的重要性
如果你拥有了一架反射望远镜,并且主镜是短焦距抛物面的,当你满怀希望投入观测,却发现像质平平,甚至恒星都不能聚成一个点,一定会非常失望。这个时候先别急着换镜子,你拥有的可能是一架很不错的望远镜,问题仅仅出在镜片装配上。经过对望远镜光轴的重新调整,望远镜里展现出的可能是完全不同的景象。
抛物面反射镜的成像有个特点:在光轴上成像很完美,几乎没有像差,但偏离光轴就会有明显的彗差(星点带了小尾巴)。在光轴上,使用一般视场的目镜,视场中心的星点是很锐利的,实际上视场边缘的像差也不易察觉。而如果在光轴外,整个视场中的星点可能都不实,而且离光轴越远这种现象越严重。
怎样才算调好光轴了?
反射镜的光学系统中有两个光轴:物镜光轴和目镜光轴。主镜(物镜)光轴平行于主镜筒的轴线,经过副镜(小平面镜);目镜光轴垂直于主镜筒轴线,也经过副镜。当两个光轴都经过副镜上的同一点,且被副镜反射后两条轴线完全重合,也就是成了一个光轴,那么光轴就算调好了。
在缺乏检验仪器时,可以通过实际观测来判断光轴是否调好。找一个大气宁静度较好的晴夜,用望远镜的最高倍率(用毫米表示的主镜的直径数)看一颗恒星(如果没有赤道仪则可以看北极星)。把星点放在目镜视场中心(以减少目镜带来的像差),仔细调整焦距,从焦点外调到焦点,然后调到焦点内。如果光轴调整的很好,可以看到如下图所示的从左到右一系列图象(图中的圆环是光的衍射引起的,散焦后实际上还会看到副镜及其支架的影子,图中没有画出)。
尹相东
很多爱好者在使用反射式望远镜,特别是近年来越来越多的爱好者开始使用大口径、短焦距的抛物面牛顿式反射望远镜。说到望远镜的光学性能,人们比较关心的是主镜的口径及表面精度,而对于是否将反射镜的整个光学系统调整到最佳状态,似乎并没有给予足够的重视。我根据最近的一些实践经验,同时参考了互连网上的一些相关文章,把自己的体会写成此文。(文中的一副星像衍射环模拟图以及一些校准光轴的方法借鉴自http://zebu.uoregon.edu/~mbartels/kolli/kolli.html)
反射望远镜光轴校准的重要性
如果你拥有了一架反射望远镜,并且主镜是短焦距抛物面的,当你满怀希望投入观测,却发现像质平平,甚至恒星都不能聚成一个点,一定会非常失望。这个时候先别急着换镜子,你拥有的可能是一架很不错的望远镜,问题仅仅出在镜片装配上。经过对望远镜光轴的重新调整,望远镜里展现出的可能是完全不同的景象。
抛物面反射镜的成像有个特点:在光轴上成像很完美,几乎没有像差,但偏离光轴就会有明显的彗差(星点带了小尾巴)。在光轴上,使用一般视场的目镜,视场中心的星点是很锐利的,实际上视场边缘的像差也不易察觉。而如果在光轴外,整个视场中的星点可能都不实,而且离光轴越远这种现象越严重。
怎样才算调好光轴了?
反射镜的光学系统中有两个光轴:物镜光轴和目镜光轴。主镜(物镜)光轴平行于主镜筒的轴线,经过副镜(小平面镜);目镜光轴垂直于主镜筒轴线,也经过副镜。当两个光轴都经过副镜上的同一点,且被副镜反射后两条轴线完全重合,也就是成了一个光轴,那么光轴就算调好了。
在缺乏检验仪器时,可以通过实际观测来判断光轴是否调好。找一个大气宁静度较好的晴夜,用望远镜的最高倍率(用毫米表示的主镜的直径数)看一颗恒星(如果没有赤道仪则可以看北极星)。把星点放在目镜视场中心(以减少目镜带来的像差),仔细调整焦距,从焦点外调到焦点,然后调到焦点内。如果光轴调整的很好,可以看到如下图所示的从左到右一系列图象(图中的圆环是光的衍射引起的,散焦后实际上还会看到副镜及其支架的影子,图中没有画出)。



