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
本来就是这样的!
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。