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Case Study Details

Cassegrain System Mirrors.170

铝基底卡塞格林系统反射镜

卡塞格林系统(Cassegrain telescope)是一种常见的反射望远镜设计,它使用一个主镜(通常是凹面的抛物面镜)和一个次镜(通常是凸面的双曲面镜)来聚焦光线。这种设计的主要优势是它能够提供较长的焦距而望远镜本身却相对较短,这是通过光线在望远镜内部反射实现的。

以下是卡塞格林系统反射镜的详细介绍:

主镜(Primary Mirror)

  1. 形状:主镜通常是一个大直径的凹面抛物面镜。抛物面形状能够将来自远处的平行光线(如恒星光)聚焦在一个焦点上。
  2. 材料:主镜的材料通常是玻璃或玻璃陶瓷,如低膨胀系数的材料,例如Zerodur或Pyrex,这些材料能够在温度变化时保持稳定。
  3. 加工:主镜的加工需要非常精确,以保证其表面形状符合设计规格。这包括粗磨、细磨和抛光过程,以及可能的离子束抛光或其他高精度表面处理技术。
  4. 涂层:为了提高反射率,主镜表面通常会镀上一层或多层反射涂层,如铝或银,并覆以保护层以防止氧化。

次镜(Secondary Mirror)

  1. 形状:次镜是一个较小的凸面双曲面镜,它的作用是将主镜聚焦的光线反射回主镜中心孔洞附近的焦点位置。
  2. 位置:次镜位于主镜的光轴上,通常通过支架固定在主镜的前方。
  3. 调整:次镜的位置和角度通常可以调整,以便精确对准主镜的焦点。
  4. 涂层:和主镜一样,次镜也会涂上反射涂层以提高其反射率。

光学系统

  1. 光路:在卡塞格林系统中,光线首先由主镜聚焦,然后被次镜反射至主镜中心的一个孔洞处的焦点。这种设计不仅可以提供长焦距,而且由于光线被折叠,整个系统更为紧凑。
  2. 焦距:卡塞格林系统的有效焦距通常远大于望远镜的物理长度,这是通过选择适当的主次镜曲率来实现的。

优点和缺点

  • 优点:卡塞格林系统的主要优点是其紧凑的设计和较长的有效焦距,非常适合观测行星和深空天体。此外,封闭的管体可以保护光学元件免受灰尘和污染。
  • 缺点:其次镜可能会造成一些光损失和衍射,这可能会影响图像质量。另外,非球面的精密加工要求使得卡塞格林系统的制造成本较高。

卡塞格林系统因其独特的设计和优异的成像性能在专业和业余天文学中得到了广泛的应用。

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