В книге описываются оптические системы с несферическими поверхностями, применяемые в астрономических приборах. Рассмотрены как зеркальные, так и зеркально-линзовые системы, причём описанная в книге методика расчёта применима и для весьма светосильных систем, а в ряде случаев — и для систем с большими углами падения лучей на зеркала (рентгеновские телескопы). В частности, описаны такие пользующиеся популярностью системы, как система Ричи-Кретьена, система Шмидта, система Максутова и их модификации. Рассмотрены также и новые, малоизвестные, но перспективные системы, например, система Боттема-Вудруффа, зафокальные светосильные системы и др.

Книга рассчитана на астрономов, оптиков, инженеров и технологов, интересующихся проблемами конструирования и изготовления астрономической оптики.

Табл. 12, илл. 59, библ. 81.

Применение асферических поверхностей в астрономической оптике имеет вековую историю. Известно, что ещё Декарт в XVII в., пытаясь усовершенствовать телескоп-рефрактор, предложил в качестве объективов линзы с асферическими поверхностями, строго исправленные в отношении сферической аберрации для бесконечно удалённой точки. Почти в то же время были предложены и зеркальные телескопы с асферическими зеркалами систем Грегори, Кассегрена и Ньютона, получившие широкое распространение начиная с конца XVII в.

Бурное развитие астрономической оптики началось с конца XIX в., когда Зейделем и Шварцшильдом была разработана теория аберраций третьего порядка, а успехи стекловарения, технологии обработки оптики и создание совершенных методов контроля (Фуко, Гартман, Ронки, а затем и Максутов) позволили изготовлять асферические зеркала диаметром до нескольких метров. Шварцшильд также впервые разработал теорию апланатических предфокальных телескопов из двух зеркал и рассчитал конкретную укорачивающую систему из двух зеркал, предназначенную для астрографа. Решение Шварцшильда было модифицировано Кретьеном применительно к схеме кассегреновского телескопа; первый такой телескоп был построен Ричи в 20-х годах XX в. Эта система широко известна как телескоп Ричи-Кретьена; зафокальные апланатические системы были изучены в области аберраций третьего порядка Максутовым в 30-х годах XX в.

В это же время появились и стали широко использоваться зеркально-линзовые системы: система Шмидта, система Райта, а затем и системы Бейкера, Максутова и Бауэрса. В 1931 г. Росс поместил перед фокусом параболического зеркала систему линз, исправляющую кому, что значительно увеличило полезное поле параболического зеркала. Активное развитие астрономической оптики началось в послевоенные годы, когда было построено много крупных телескопов с диаметром отверстия до 6 м включительно; началось развитие баллонной и космической астрономии. Широкое распространение получила система Ричи-Кретьена, у которой удалось исправить кривизну поля и астигматизм введением коррекционных элементов, расположенных перед фокусом системы. Для фотографирования слабых метеоров и ИСЗ были разработаны светосильные зеркально-линзовые системы с асферическими поверхностями: «Супер-Шмидт», система Бейкера-Нана, система Волосова-Бабинцева «Антарес», «Астродар» Максутова-Сосниной и др. Для космических приборов стали также использоваться зеркальные системы Шмидта и Шварцшильда-Винна. Началось применение телескопов и для рентгеновской астрономии — в основном это зеркальные системы с большими углами падения лучей на зеркала.

Однако до настоящего времени материалы по расчёту систем с асферическими поверхностями, которые используются в астрономической оптике, были представлены главным образом статьями в специальных журналах и не всегда доступны. Поэтому представляется целесообразным систематизировать имеющиеся материалы, — этой цели и посвящена настоящая книга.

Методы, излагаемые в книге, позволяют, как правило, сравнительно просто рассчитать оптическую систему, не пользуясь сложной вычислительной техникой (ЭВМ); теория аберраций третьего порядка, позволяющая найти только предварительное решение, нами почти не. используется. Следует, однако, иметь в виду, что применение ЭВМ обычно позволяет подробнее изучить оптическую систему, а некоторые сложные выражения требуют обязательного применения ЭВМ.

ВВЕДЕНИЕ

Книги на ту же тему

1. Формообразование оптических поверхностей, Куманин К. Г., ред., 1962
2. Методы контроля оптических асферических поверхностей, Пуряев Д. Т., 1976
3. Изготовление асферической оптики, Заказнов Н. П., Горелик В. В., 1978
4. Оптические телескопы будущего, Пачини Ф., Рихтер В., Вильсон Р., ред., 1981
5. Инфракрасные методы в космических исследованиях, Манно В., Ринг Д., ред., 1977
6. Методы расчёта оптических систем. — 2-е изд., доп. и перераб., Слюсарев Г. Г., 1969
7. Техническая оптика, Русинов М. М., 1979
8. Юстировка оптических приборов, Погарев Г. В., 1968
9. Технология обработки оптических деталей. Учебник для техникумов, Быков Б. З., Ефремов А. А., Законников В. П., Сальников Ю. В., Семибратов М. Н., 1975
10. Справочник технолога-оптика, Бубис И. Я., Вейденбах В. А., Духопел И. И., Зубаков В. Г., Качкин С. С., Кузнецов С. М., Лисицын Ю. В., Окатов М. А., Петровский Г. Т., Придатко Г. Д., Сергеев Л. В., Смирнов В. И., Суйковская Н. В., Торбин И. Д., Чунин Б. А., 1983
11. Практика оптической измерительной лаборатории, Кривовяз Л. М., Пуряев Д. Т., Знаменская М. А., 1974
12. Астрономические олимпиады. Задачи с решениями, Сурдин В. Г., 1995
13. Небо и телескоп. — 2-е изд., перераб., Куимов К. В., Курт В. Г., Рудницкий Г. М., Сурдин В. Г., Теребиж В. Ю., 2014