工程光學2008(第八章)望遠系統(tǒng)3

第八章望遠光學系統(tǒng)2/4/20231§8-1望遠系統(tǒng)概述一、望遠系統(tǒng)概述物鏡（入瞳）視場光闌目鏡出瞳F1’F24.特點：物鏡的像方焦點應與目鏡的物方焦點重合，光學間隔△=0。

2.望遠系統(tǒng)共性：使入射的平行光束仍能保持平行地射出的光學系統(tǒng)稱為望遠系統(tǒng)或無焦系統(tǒng)。1.常用的望遠系統(tǒng)儀器有：望遠鏡系統(tǒng)和準直系統(tǒng)。如：天文望遠鏡水準儀經(jīng)緯儀瞄準鏡潛望鏡測距儀測長儀光學計測角儀自準直儀等。3.望遠鏡系統(tǒng)構成：物鏡系統(tǒng)，目鏡系統(tǒng)。

2/4/20232二、望遠鏡的視角放大率（以開普勒望遠鏡為例）望遠鏡的入瞳用D表示，出瞳用D‘表示。Г與望遠鏡的角放大率γ相同可見，當物鏡的焦距大于目鏡的焦距時視角放大。光學筒長：物鏡中心與目鏡中心之間的距離。用L表示2/4/20233三、開普勒與伽利略望遠鏡比較筒長較長，有實像面，可加分劃板測量，成倒像。用于觀察要加轉像系統(tǒng)，結構復雜。筒長較短，無實像面，成正像。不能用于測量，只能用于觀察。。

2/4/202342/4/20235開普勒與伽利略望遠鏡比較1.有實像面，可加分劃板測量，用于觀測。2.成倒像。要加轉像系統(tǒng)，結構復雜。3.筒長L較長，物鏡框為望遠鏡系的孔徑光闌。

1.無實像面，只能用于觀查。2.成正像，結構簡單。3.筒長L較短，小巧。2/4/20236

伽利略望遠鏡的缺點：(1).出瞳不可能與眼瞳重合，觀察效果差；(2).無實像面，不能設置分劃板用于測量；(3).視場較小，倍率低。伽利略望遠鏡出瞳開普勒望遠鏡物鏡目鏡出瞳2/4/20237四、光束的限制1.孔徑光闌計量儀器常用的開普勒望遠鏡沒有專設的孔徑光闌。一般物鏡框就是孔徑光闌。入瞳即為孔徑光闌本身。出瞳位于目鏡的像方焦點之外很靠近焦點處，與人的眼瞳重合。若入瞳為物鏡邊框，則易求出：入瞳直徑出瞳直徑2/4/202382.視闌光闌系統(tǒng)的視場光闌設在物鏡的像平面處，即物鏡和目鏡的公共焦點處（置分劃板）。入射窗和出射窗分別位于系統(tǒng)的物方和像方無限遠，分別與物平面和像平面重合?？上凉u暈。視場大?。?/p>

視場光闌半徑2/4/20239五、望遠鏡的分辨率、有效和工作放大率

1、望遠鏡的分辨率

影響望遠鏡分辨率的因素

入瞳衍射效應

各類剩余像差

其它制造缺陷均與物鏡部分相關聯(lián)，

衍射效應是主要因素。根據(jù)瑞利判據(jù)，物鏡恰能分辨的兩物點對入瞳中心的張角為：（D取mm為單位）2、望遠鏡的有效放大率和工作放大率

被物鏡分辨開的細節(jié)也能被人眼所分辨，則要求：有效放大率為使人眼更為舒適地觀察，通常?。?/p>

工作放大率ABA’B’入瞳……類似顯微鏡有效放大率

2/4/202310一般天文望遠鏡的口徑都很大，世界上最大的天文望遠鏡在智利，直徑16米。美國最大的望遠鏡直徑為200英寸。2/4/202311

§8-2望遠物鏡系統(tǒng)1、望遠物鏡的技術參數(shù)

焦距——參與決定系統(tǒng)的視覺放大率和視場；通光孔徑

——

影響分辨率和工作放大率；相對孔徑——影響像面亮度和像差大??；3、望遠物鏡的像差

物鏡屬于小視場、大孔徑系統(tǒng)。（注意與顯微物鏡的異、同）

主要像差為：球差、彗差和位置色差。校正像差的主要方法：使用雙膠合、雙分離和三分離透鏡組。

2、望遠物鏡的種類：(1).折射式；(2).折反式；(3).反射式

2/4/2023124、望遠鏡的轉像系統(tǒng)

物鏡

目鏡透鏡轉像系統(tǒng)

2/4/202313§8-4自準直平行光管及其工作原理一、平行光管：如果把望遠鏡的目鏡去掉，在物鏡的焦平面處置一分劃板并用光源照明，則從分劃板處發(fā)出的光線經(jīng)物鏡后變成平行光，稱這種光學系統(tǒng)為平行光管。也稱為準直光管。2/4/202314自準直平行光管：如果平行光管經(jīng)物鏡把照明分劃板發(fā)出的光線變成平行光，在被一平面鏡反射回來，再經(jīng)望遠物鏡會聚在分劃板平面上，形成分劃板的實像，稱這種光學系統(tǒng)為自準直平行光管。

2/4/202315可測量微小角量?？蓽y量微小線量。應用：可測量微小的角量和線量。-立式光學計原理2/4/202316§8-4自準直平行光管的三種基本光路測角儀、一米測量機、光學比較儀、平直度檢查儀等都是采用自準直原理。按分劃板照明方式不同，有以下三種型式。一、高斯型自準直平行光管優(yōu)點：視場無遮擋，十字絲的影像與十字絲的本體重合。缺點：亮度損失大，達90~92%，有雜光進入，目鏡離分劃板大，放大率不能太大。高斯型主要應用于普通光學自準直儀的光學系統(tǒng)。2/4/202317二、阿貝型自準直平行光管優(yōu)點：光強度大，亮度損失小，10~15%，適用于反射面弱，反射面小的情況。缺點：它的一半視場被450棱鏡遮擋，物鏡孔徑利用率不高。阿貝型應用于光學計的光學系統(tǒng)。

2/4/202318三、雙分劃板型立方棱鏡型自準直平行光管優(yōu)點：視場不被遮擋；設置于目鏡前面的分劃板的刻化線與自準直像（十字影像）形成反差區(qū)別，便于觀測；目鏡焦距短，放大率可以提高。缺點：光亮度損失較大，達50~60%。2/4/202319§8-5平直度測量儀光路系統(tǒng)原理：由于工件運動方向的的不直度和基面的不平度造成平面反射鏡的擺動，進而轉化為角度偏差。因而可判斷和確定不平度和不直度的數(shù)值。2/4/202320本章小結1.望遠系統(tǒng)的分類、特點、構成。2.望遠鏡的成像原理與放大率3.