大相对孔径折射式复消色差天文望远物镜设计.pdf

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1、第34卷第3期2012年6月光学仪器0PTICALINSTRUMENTSVoL34，No．3June，2012文章编号：l005—5630(2012)03—0029—04大相对孔径折射式复消色差天文望远物镜设计*李利，吴平，马鹤(南京航空航天大学理学院，江苏南京211106)摘要：为了满足用于深空天体观测或摄影的天文望远物镜的大相对口径及高分辨力的要求，基于二级光谱的理论公式，以佩兹伐物镜作为基本结构，对所选择的玻璃材料进行了色散特性的分析。通过Zemax光学设计软件的优化，给出工作波长范围在405～750hi21、焦距为500mm、视场角为3．2。、相对孔径为1：5

2、的设计实例。设计结果表明，该系统二级光谱得到了很好的校正，在i00lp／mm处各视场传递函数均在0．52以上，满足接收器件有效尺寸为23．7mrnX15．6mm的CCD成像要求，像面成像质量良好，适合深空天体的观测。关键词：大相对孔径；复消色差；望远物镜；光学设计中图分类号：0435．2文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2012．03．006ApochromatizeddesignofrefractiveastronomicalteleobjectivewithlargerelativeapertureLILi，WUPing，MA

3、He(CollegeofScience，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjin211106。C}lina)Abstract：Tomeettherequirementsforshortfocalratioandhigh-resolution。basedontheformulaofsecondaryspectrum，withPetzvalsystemasabasicobjectivelensstructure．thedispersioncharacteristicsofthechosenglassesmat

4、erialswereanalyzed．Adesignexampleofanastronomicaltelescope1enswasmadewithoperatingwavelengthbetween405—750nnl。focallength500mm，fullfield-of-viewangle3．2。andrelativeaperture1：5aftertheoptimizationofopticaldesignsoftwareZemax．Theresultofthedesignshowsthataberationofsecondaryspectrumiswell

5、corrected，theMTFofeveryfieldabove0．52in100lp／ram，meetstherequirementsofimagingforCCDwhoseeffectivesizeis23．7Inln×15．6mm．Imagequalitybeinggood，itissuitableforobservationorphotographyofdeepskyobjects．Keywords：largerelativeaperture；apochromatism；teleobjective；opticaldesign引言深空天体指的是天上除太阳系和恒

6、星之外的天体。对于深空天体，望远镜的主要作用是为不敏感的眼睛收集更多的光线。短焦比望远镜聚光能力强，适合深空天体即星云，星团，星系等的观测和摄影。反射式系统可以避免折射式光学系统存在的二级光谱，但视场角很小Ⅲ，结构不紧凑，装调困难。折。收稿日期：2011—1l一14作者简介：李利(1983一)，女，江苏宿迁人，硕士研究生，主要从事光学设计方面的研究。·30·光学仪器第34卷反光学系统，为了校正像差扩大视场，一般采用反射镜加折射改正镜的形式[2]，外型尺寸和重量比较大，改正镜也较难加工。透射式光学系统，视场角可以做得较大，加工工艺简单，但色差是折射式望远镜．所具有的主要

7、缺陷，在宽谱段内进行消色差也是折射式系统光学设计的难点。一般焦距较短的系统，二级光谱色差的数值较小不需要校正，但是对于焦距较长的系统，例如天文望远镜或长焦平行光管，它的影响不可忽视，需要进行校正[3]。通常二级光谱校正的最有效方法是采用特殊光学材料，如萤石(CaFz)、氟冕玻璃、特种火石玻璃、晶体和光学液体[4’5]，以及二元光学技术的应用。通过对超低色散材料的使用，设计一款适合深空观测的短焦比高分辨力复消色差望远镜。1复消色差光学系统基本原理分析及材料的选择光学镜头的色差是由光学材料的色散引起的，消色散与光焦度的分配有关[61。根据传统的密接系统消