Оптика астрономических телескопов и методы ее расчета

  

Михельсон Н.Н. Оптика астрономических телескопов и методы ее расчета. — М.: Физматлит, 1995. — 333 с.

Изложены основы геометрической оптики, аберрации оптических систем, общие методы их расчета, включая использование диаграммы Бёрча, свойства отдельных элементов оптических систем телескопов, типы линзовых объективов и их расчет по методам Слюсарева и Конради, одно-, двух- и трехзеркальные системы рефлекторов, их классификация, разновидности, свойства, их методы расчета, линзовые корректоры поля и корректоры с асферическими пластинками и их расчет, системы Б. Шмидта, их расчет по методу Д.Д. Максутова, менисковые системы Д.Д. Максутова и некоторые специальные системы.

Приведен ряд программ для микрокалькуляторов. Эти программы позволяют выполнить расчет многих достаточно сложных систем, не прибегая к большим ЭВМ.

Для инженеров-оптиков, астрономов и геодезистов, студентов астрономических, геодезических и оптических специальностей, квалифицированных астрономов-любителей. Также может служить учебным пособием и справочником.



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ. ПОВЕРХНОСТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОПТИКЕ
§ 1.2. Правила знаков
§ 1.3. Параксиальная оптика (оптика Гаусса)
§ 1.4. О форме поверхностей, используемых в астрономической оптике
§ 1.5. Масштабирование систем, содержащих асферические поверхности
§ 1.6. Отступление асферической поверхности от сферы. Ближайшая сфера сравнения
Глава 2. АБЕРРАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
§ 2.1. Волновая, угловая, продольная и поперечная аберрации
§ 2.2. Разложение выражений для аберраций в ряд. Аберрации третьего порядка (оптика Зейделя)
§ 2.3. Сферическая аберрация третьего порядка и выбор плоскости наилучшей фокусировки
§ 2.4. Кома
§ 2.5. Астигматизм и кривизна поля
§ 2.6. Дисторсия
§ 2.7. Хроматические аберрации
§ 2.8. Коэффициенты аберраций третьего порядка. Зависимость аберраций от положения входного зрачка
2.9. Вычисление аберраций третьего порядка
§ 2.10. Примеры расчета аберраций третьего порядка. Программы для микрокалькулятора
§ 2.11. Расчет волновых аберраций
§ 2.12. Аберрации пятого порядка
§ 2.13. Сводка влияния аберраций на вид изображения точки
§ 2.14. Выбор плоскости фокусировки при визуальных и объективных наблюдениях в случае наличия сферической аберрации пятого порядка
Глава 3. ОБЩИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
§ 3.2. Расчет параксиального луча
§ 3.3. Тригонометрический расчет хода непараксиального луча в меридиональной плоскости через систему со сферическими поверхностями
§ 3.4. Тригонометрический метод расчета хода меридионального луча через произвольную асферическую поверхность
§ 3.5. Расчет хода лучей через оптическую систему по формулам Федера
§ 3.6. Расчет аберраций с использованием формул Федера
§ 3.7. Расчет децентрированных оптических систем
§ 3.8. «Диаграмма пластинок» Бёрча
§ 3.9. Метод М.М. Русинова композиции оптических систем
§ 3.10. Методы автоматической оптимизации оптических систем
§ 3.11. Программа OPTIC
Глава 4. ЭЛЕМЕНТЫ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ТЕЛЕСКОПОВ
§ 4.1. Преломление луча на одиночной сферической поверхности. Сферическая аберрация третьего порядка при преломлении
§ 4.2. Преломление луча на одиночной асферической поверхности. Ретушь преломляющей сферической поверхности
§ 4.3. Отражение луча от неплоского зеркала. Сферическая аберрация зеркал
§ 4.4. Ретушь сферического зеркала. Отражающие поверхности второго порядка
§ 4.5. Внеосевые аберрации зеркальной поверхности вращения второго порядка. Кома и астигматизм
§ 4.6. Применение метода «диаграммы пластинок» Бёрча к зеркалу второго порядка
§ 4.7. Влияние положения входного зрачка перед одиночным зеркалом второго порядка на аберрации третьего порядка
§ 4.8. Бесконечно тонкие линзы
§ 4.9. Линзы конечной толщины
§ 4.10. Мениски
§ 4.11. Отражение лучей в квазиплоском зеркале
§ 4.12. Преломление лучей на плоскости; плоскопараллельная пластинка
§ 4.13. Использование оптических волокон в астрономических телескопах
Глава 5. ЛИНЗОВЫЕ СИСТЕМЫ ТЕЛЕСКОПОВ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА
§ 5.1. Однолинзовый объектив
§ 5.2. Ахроматический объектив
§ 5.3. Вторичный спектр двухлинзового ахроматического объектива и объективы с уменьшенным вторичным спектром
§ 5.4. Сферохроматическая аберрация двухлинзового объектива
§ 5.5. Кривизна поля, астигматизм и дисторсия объективов
§ 5.6. Остаточные аберрации объективов
§ 5.7. Расчет бесконечно-тонкого двухлинзового несклеенного ахромата
§ 5.8. Расчет двухлинзового склеенного объектива
§ 5.9. Расчет тонкого двухлинзового несклеенного объектива по методу Г.Г. Слюсарева
§ 5.10. Расчет двухлинзового объектива методом G-сумм Конради
§ 5.11. Двухкомпонентные объективы. Дублеты и телеобъективы
§ 5.12. Апохромат и триплет Тейлора. Сложные объективы
§ 5.13. Окуляры
Глава 6. ОДНОЗЕРКАЛЬНЫЕ И ДВУХЗЕРКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕЛЕСКОПОВ
§ 6.1. Однозеркальные системы рефлекторов
§ 6.2. Классификация двухзеркальных систем телескопов и их габаритный расчет
§ 6.3. Применение «диаграммы пластинок» Бёрча к двухзеркальным телескопам; их аберрации
§ 6.4. Двухзеркальные системы, свободные от сферической аберрации
§ 6.5. Классические двухзеркальные системы рефлекторов
§ 6.6. Апланатические двухзеркальные системы рефлекторов
§ 6.7. Некоторые специальные схемы двухзеркальных телескопов. Система Боттема-Вудруффа. Фокус Эппса. Брахиты
§ 6.8. Телескопы для наблюдений в инфракрасной области спектра
§ 6.9. Рефлекторы рентгеновского диапазона длин волн
Глава 7. ТРЕХЗЕРКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕЛЕСКОПОВ
§ 7.2. Классификация трехзеркальных систем оптических телескопов
§ 7.3. Габаритные соотношения в трехзеркальных системах телескопов
§ 7.4. Диаграмма Бёрча для трехзеркальных систем телескопов и их аберрации
§ 7.5. Виньетирование в трехзеркальных системах телескопов
§ 7.6. Кома и смещение изображения при децентрировках зеркал в трехзеркальных телескопах
§ 7.7. Анастигмат с двукратным отражением света от главного зеркала
§ 7.8. Трехзеркальный телескоп-анастигмат с плоским полем
§ 7.9. Промежуточный фокус в трехзеркальных телескопах
§ 7.10. Системы с афокальным ходом лучей между первым и вторым зеркалами
§ 7.11. Трехзеркальные телескопы с фокальной плоскостью, хорошо защищенной от постороннего света
Глава 8. КОРРЕКТОРЫ ПОЛЯ В ЗЕРКАЛЬНЫХ ТЕЛЕСКОПАХ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ
§ 8.2. Корректор Росса. Расчет двухлинзового афокального корректора к одиночному зеркалу
§ 8.3. Афокальный двухлинзовый корректор сферической аберрации и комы к произвольной двухзеркальной системе
§ 8.4. Общая теория корректора с асферическими пластинками
§ 8.5. Асферический корректор главного фокуса двухзеркального телескопа (корректор к отдельному гиперболическому зеркалу)
§ 8.6. Корректор вторичного фокуса двухзеркального телескопа с одной асферической коррекционной пластинкой. Система квази-Ричи-Кретьена
§ 8.7. Корректор астигматизма для классической системы Ричи-Кретьена
§ 8.8. Преобразователи фокусного расстояния
Глава 9. КАМЕРА ШМИДТА
§ 9.1. Идея камеры Шмидта
§ 9.2. Уравнение профиля сечения пластинки Шмидта
§ 9.3. Хроматизм камеры Шмидта
§ 9.4. Монохроматические аберрации камеры Шмидта
§ 9.5. Габаритные соотношения в камере Шмидта и виньетирование
§ 9.6. Влияние децентрировок в камере Шмидта на качество изображения
§ 9.7. Блики и ореолы в камере Шмидта
§ 9.8. Расчет камер Шмидта
§ 9.9. Модификации камер Шмидта
Глава 10. МЕНИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ МАКСУТОВА
§ 10.1. Идея менисковых систем
§ 10.2. Аберрации классических менисковых систем
§ 10.3. Расчет классической менисковой системы; метод Волосова [1948]
§ 10.4. Разновидности менисковых систем
Глава 11. ПРОЧИЕ КАТАДИОПТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ; СИСТЕМА КЛЕВЦОВА; КАМЕРА ВСЕГО НЕБА ЛЕНГАУЭРА
§ 11.1. Системы Калеба Смита, Шупмана, Зоннефельда, Рихтера-Слефогта, Чуриловского, «менисковый Росс» Максутова
§ 11.2. Катадиоптрические системы с вторичным зеркалом Манжена; система Клевцова
§ 11.3. Камера всего неба («All-sky»-кaмepa) Ленгауэра