1、光學(xué)設(shè)計(jì)軟件使用基礎(chǔ)（五）牛頓反射望遠(yuǎn)鏡牛頓望遠(yuǎn)鏡牛頓望遠(yuǎn)鏡牛頓式望遠(yuǎn)鏡又稱(chēng)反射式望遠(yuǎn)鏡，第一架反射式望遠(yuǎn)鏡誕生于1668年。牛頓經(jīng)過(guò)多次磨制非球面的透鏡均告失敗后，決定采用球面反射鏡作為主鏡。牛頓用厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點(diǎn)前面放置了一個(gè)與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)過(guò)主鏡反射后的會(huì)聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達(dá)目鏡。這種系統(tǒng)稱(chēng)為牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡。牛頓式反射望遠(yuǎn)鏡的球面鏡雖然會(huì)產(chǎn)生一定的象差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個(gè)巨大的成功。優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 反射鏡的造價(jià)要比透鏡低的多，大口徑望遠(yuǎn)鏡經(jīng)常做成反射式的，而不是笨重的折射式。 便攜式設(shè)計(jì)的反射望遠(yuǎn)鏡，鏡筒只有50

2、0mm，但焦距卻可達(dá)到1000mm。 牛頓式反射鏡的焦比可達(dá)到f/4到f/8，非常適合觀測(cè)那些暗弱的河外星系、星云。有時(shí)用這種望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)月亮和行星也是很適合的。 牛頓式結(jié)構(gòu)可以很好的會(huì)聚光線，在焦點(diǎn)處得到一個(gè)非常明亮的像。 如果要進(jìn)行拍照，使用牛頓式望遠(yuǎn)鏡時(shí)非常好的。但是使用起來(lái)要比折反式望遠(yuǎn)鏡要麻煩一點(diǎn)。缺缺 點(diǎn)點(diǎn) 開(kāi)放的鏡筒空氣可以流通，不僅會(huì)影響到成像的穩(wěn)定度，而且一些塵埃會(huì)隨著流動(dòng)的空氣進(jìn)入鏡筒并附著在物鏡上，長(zhǎng)此以往會(huì)破壞物鏡表面的鍍膜，使其反射力下降。 這種結(jié)構(gòu)的物鏡比較容易破裂，使用的時(shí)候需要倍加小心。 對(duì)于偏軸光線，牛頓式望遠(yuǎn)鏡會(huì)產(chǎn)生彗差。 這種結(jié)構(gòu)的望遠(yuǎn)鏡不適合對(duì)地面景觀的觀

3、測(cè)。 通常牛頓式望遠(yuǎn)鏡的口徑和體積都比較大，因此價(jià)格也比較昂貴。 由于加了一個(gè)二級(jí)平面反射鏡，所以會(huì)損失一些光線。設(shè)計(jì)牛頓式望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)牛頓式望遠(yuǎn)鏡 一個(gè)簡(jiǎn)易的拋物線形反射鏡。光線由無(wú)限遠(yuǎn)處的物點(diǎn)發(fā)出，并在焦點(diǎn)處形成完美（幾何）像點(diǎn)。拋物面可以實(shí)現(xiàn)無(wú)球差，只有軸上的高階像差的質(zhì)量。 要求：EFFL：1000mm；F/5 （球面鏡的曲率半徑、球面鏡的孔徑直徑） 軸上視場(chǎng)角 默認(rèn)波長(zhǎng)；（反射鏡面不產(chǎn)生差，不需要設(shè)置多波長(zhǎng)）補(bǔ)充補(bǔ)充：近軸光線下球面反射的物像公式近軸光線下球面反射的物像公式 近軸光線-與光軸夾角較小，并靠近光軸的光線 (傍軸光線）oCrss2118令令,s 得得;2rf 凹面鏡凹面鏡 0;f 0,r 凸面鏡凸面鏡 0.f 0,r 球面反射物像公式：球面反射物像公式：111ssf 求解得到：球面反射鏡的曲率半徑為2000mm, 孔徑直徑：200mm. 孔徑、單位、視角、波長(zhǎng)孔徑、單位、視角、波長(zhǎng)構(gòu)建三個(gè)序列性的面：l對(duì)象，定位在無(wú)限遠(yuǎn)位置l鏡面表面，定位在STOP的位置l成像面，定位在鏡面的近軸焦點(diǎn)上透鏡參數(shù)透鏡參數(shù)系統(tǒng)性能評(píng)估系統(tǒng)性能評(píng)估沒(méi)有滿(mǎn)足衍射極限的要求沒(méi)有滿(mǎn)足衍射極限的要求定義拋物面形定義拋物面形拋物形反射罩拋物形反射罩點(diǎn)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)擴(kuò)散函