副镜的重要性[文章]

以前看到很多贴子说自制的反射镜像质的问题，怀疑是主镜，忽略了副镜的问题，下面说说副镜，希望对大家有所帮助：
   自制的反射镜一般副镜都和主镜一样，比较大。这样的高精度平面镜很难买到，一般都是自己磨制。而自己磨制一个精确的平面镜很难，更难的是检验，通常磨出来都略带球面。我有一个简单的检验方法：
   找一个和平面镜差不多大的反射镜，放大几十倍就行了，通过平面镜的反射看远处目标。首先固定平面镜，比如斜放在窗台上，让它不要动，并且别掉下来，望远镜也要稳定，最好有脚架。然后用望远镜通过平面镜的反射看远处目标，调焦清楚后像质应该不变，然后再用望远镜直接看远处同一目标，这时如果需要重新调焦，那你的平面镜就略有球面了。
   用这样的平面镜组装的反射镜来看星像，调到焦点前星像是椭圆型，调到焦点后星像又是相垂直的椭圆型。如果在白天看远处目标，最好是外墙的瓷砖，有纵横的线条，这时你调焦，当横线条调清晰后纵线条不清晰，纵线条调清晰后横线条又不清晰了。遇到这种现象多半是副镜略带球面，如果用上面的方法检验副镜没问题，那主镜就有严重的散光了，这种可能性很小。如果你是买的厂家的反射镜，道理也是一样的。

说的很对，副镜也会引起球差；

而且质量好一点的折反式天文望远镜，90度天顶镜都是高精度平面镜，就是这个原因。

副镜的镜面精度要求远高于主镜

我原来的那个200的换了一块平面镜后，成像明显变好

很多得光学仪器上面的副镜加工时很好的。一般是严格按照测试主镜以后再配套的。当然价格是不非的。但是大家可以到二手器材哪里瞧瞧，有时候可以碰到这样的好东西！

最初由 SKYEYE 发表
[B]副镜的镜面精度要求远高于主镜

这个我不同意。
我的观点：反射面距离物体很近时，其瑕疵将变得不敏感。
同样，当反射面距离眼睛很近时，其瑕疵也将变得不敏感。
对于瑕疵最敏感的地方，是反射面距离物体和眼睛都比较远的中间地带。

楼主在测试平面镜时，要把镜子远离眼睛，才能放大瑕疵，也是这个道理。

上一张图来说明问题。
找出一个磁带盒，这是个很糟糕的反射面，利用它反射房间的日光灯用数码拍了一张照片，可见变形严重。

然后，把磁带盒尽量移近数码相机，再拍一张。
可见，变形变得很小了，连灯管的PHILIPS都能看清楚。
这说明，副镜对于成像的影响要远小于主镜对成像的影响。

PHILIPS的局部图片（经过旋转和反向）

这个东西可以很容易做试验：
拿个类似的不良反射物体，如有机玻璃尺，试图让它反射窗口或灯具，
把反射体分别移近眼睛和远离眼睛比较一下，看看到底哪个失真大？

lymex :
分析的也是很有道理，

我觉得牛顿反射望远镜的像差=副镜的像差X主镜的像差
二者都要考虑。

在高倍率下，副镜的像差也是很大的，等效的平板球差会不小，
象高桥的2“高精度平面镜就是为了减少这个影响。

从另一个角度讲，像差可以表现为对于理想的光束的偏离角。
在一样的像差偏角（例如10"）的情况下，如果距离观察点近（例如10cm），光就来不及
偏转很多（为10cm*sin(10")=5微米）。但这个反射面如果放在比较远的地方例如100cm，
正象主反射镜那样，误差就成为50微米了，因此可以解释距离观察点越近，误差越小
的原因。

对于折射镜子，也可以同样做解释。比如还是用磁带盒做例子，这次利用其透射功能。
把磁带盒的一片有机玻璃放在书本上，可以看到字体没有什么变形；
把它放在眼睛前看远处的物体，还是可以看清楚的，最不清楚的地方就是把磁带盒远离眼睛的时候。

另外，都知道长焦镜头做起来相对不容易，也与此有一定关系。

我的看法是，对于这些串连系统，误差是迭加的，系统像差=主镜像差+副镜像差。如果主镜是1/4 WAVE， 副镜也是1/4 WAVE，系统像差即 1/4 +1/4 = 1/2 WAVE。 这与副镜与主镜的距离没有直接关系。如果你有好的光学系统，一定不要忽视反光镜的质量，否则它会成为瓶颈。
LYMEX，你的分析漏掉了一点，就是磁带盒的表面比起高精度镜面来说要粗糙几万-几十万倍，如果将镜面的精度放大到磁带盒的尺度，副镜/反光镜与目镜的距离就要从几厘米放大到几百米。或者反过来说，如果你距离磁带盒几厘米的地方观察认为盒面光滑，副镜/反光镜与目镜的距离就要减小到几万分之一厘米。所以对望远镜系统，无法靠逼近观察来减小误差，两者不在一个工作范围之内，这还不考虑副镜遮挡等影响。
另外，测量反光镜的精度最好用干涉法，可以达到1/10 WAVE的水平。否则，无论你用什么方法目视检验平面镜的精度，都不可能分辨出5 WAVE 和10 WAVE 的区别。
所以，一定不要忽视反光镜的质量，一般情况下，反光镜的精度应至少为主镜精度的2 倍，对于1/4WAVE 的主镜，需要1/8WAVE的反光镜。而好的反光镜也比较昂贵，但物有所值。

AP130EDF 分析很对！
现个人理解如下：

物理中光偏离法线1度的话，经过2次平面镜反射，如果平面镜偏离1度
偏离就是2X2=4度！
平面镜偏离可以理解为主镜或副镜的精度。

所以系统像差=主镜像差+副镜像差 也可以认为是光的波像差叠加了。

AP130EDF: 我并没有忽视副镜的作用，我的论点是，对副镜的要求远比主镜为低。
1、无论谁来磨镜子，最后总要抛光，而局部抛光的水平都远低于1WAVE。
2、用磁带盒比喻时，我们可以看大尺度的，难道在小尺度下，变形会反过来？
3、反光镜的精度应至少为主镜精度的2 倍 的说法，是因为平面镜好磨制的原因吧？
4、我再举个例子，假设主镜是由很多块小镜子组成的，距离观察点很远（因为焦距
很长，比如10米），每块小镜子的直径为100WAVE。那么，只要某一小块在装配时，
变动一个很小的角度，即便在任何高度上看，并不超过1WAVE，这只需要角度误差
不大于1/100弧度。但这样的误差，使得光达到焦点时，差别可就要达到.....
我的天，我就不具体算了，也差得很多了吧？这说明，光学质量不能单独以
局部是多少WAVE来单独衡量，要同时看到一个局部的小整体的倾向，而自己磨制
的不理想的镜子，决不排除这种局部光滑、小整体不平整的情况。

另一方面，只要反射镜距离观察点足够近，这种影响根据三角函数就自然的成比例
的减少。别说1WAVE，就是10个WAVE，对于结果的影响也是不大的

alexhy ：我上个图你再看看，把主镜和辅镜分别转1度，
到底哪个对光线在最终焦平面的位置影响大？

偏离量 = 距离 x tan（偏离角度），
难道与距离无关？

只能说偏离角度是叠加的，但偏离位置（这是最终的质量所在）是按照与焦平面的距离为权重来叠加的。
因此，距离焦平面越近，影响就越小。

（这个公式在我前一个贴自里面就用了，小角度的情况下sin与tan是一样的）
（另外，图上的焦平面，可以旋转一下以使得与入射光线垂直）

LYMEX：
也许我没有说清楚，我是指出如果将镜面精度放大到磁带盒表面的尺度，目镜与反光镜的距离就相当于从几百米外看磁带盒，几米外变形就很明显了，何况几百米。

你的图象是光轴的校正，我所说的是波像差，一束1/4 WAVE的光经过1/2 WAVE的平面反射，它的波像差是不会小于1/2 WAVE的.

反光镜并不好磨制，1/8WAVE 的1.5" 反光镜通常要100美金左右。离轴反射镜的一个弱点就是需要一块比较大的高精度平面副镜，使得造价提高不少。两年前的S&T上有一篇文章提到这点。

找一个高质量的APO，拆下MAXBRIGHT， EVERBRIGHT， WHATEVER BRIGHT。。。装上一个1/2 WAVE 的反光镜，第一眼你就能看出区别。大多数SCT 的使用者所作的第一件事是用一个高质量的反光镜(AP，TV，VIXEN，LUMICON，INTES等)替代随镜带来的反光镜, 因为对于行星观测差别明显。

比较赞同Lymex的观点，离眼越近，影响越小。比如目镜，曲率大，镜片多，机器加工，波像差是很大的，但同一目镜，用在1/2 WAVE和1/8 WAVE的物镜后面，一眼就能看出区别。也没人讨论目镜是几个WAVE，(估计远>1)。 再好比天文学家戴的眼睛，也没人要求一定是1/8 WAVE的。

当然副镜的精度是不容忽视的，而且相对主镜价格便宜，宁可买好些的。

我再说一遍。
反光镜的误差包括角度差和相位差(1/4 wave, 1/8 wave ...指的是相位差!)，LYMEX 所说的是角度差，由于相位差决定了误差的叠加，角度差无关紧要。由于反光镜是与法线成45度角，事实上，反光镜的表观相差是其表面精度的SQRT(2)倍。

过马路，物镜和反光镜在焦平面前，相差对成象造成直接影响。目镜只是放大焦平面上的像，本身不成像，所以没有高精度的要求。眼镜同理。

AP130EDF说的有道理，我的看法是这样的：
假设主镜直径比副镜大5倍，在平行光路中副镜的影响就只有主镜的1/5，副镜所需的精度也比主镜小5倍。但是望远镜不是平行光路，在汇聚光路中就不一样了，你想想看把副镜用纸遮住1平方厘米就相当于把主镜遮住25平方厘米！也就是说副镜表面误差对像质的影响又比主镜大了5倍。总的来说为了不让副镜成为瓶颈，对副镜精度的要求比主镜大些。折射镜也是一样的，天顶镜表面精度要求要比主镜高。