Параметрический синтез трехзеркальных оптических систем

• Автор: Шепелевич, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Глава 1. Исторический аспект развития зеркальных систем

астрономических телескопов

1.1 Рефракторы

1.2 Рефлекторы

1.3 Крупнейшие рефлекторы XX века

1.4 Аберрационные свойства отражающих поверхностей

1.4.1 Сферическая поверхность

1.4.2 Декартовы (анаберрационные) отражающие поверхности

1.5 Перспективы развития создания телескопов

Глава 2 Параметрический синтез оптической системы из двух

отражающих поверхностей вращения второго порядка

2.1 Понятие тонкого компонента и параметрическое уравнение
двухкомпонентной системы отражающих поверхностей
2.2 Факторы экранирования и угловое поле двухкомпонентной
системы отражающих поверхностей
2.3 Аберрационный расчёт двухкомпонентной системы
отражающих поверхностей
Глава 3 Параметрический синтез трёхзеркальных оптических
систем на основе базовой двухзеркальной системы
3.1 Предпосылки построения трехкомпонентной системы
отражающих поверхностей

3.2 Формирование модели трехкомпонентной зеркальной оптической системы на основе базовой двухкомпонентной системы отражающих поверхностей
3.3 Варианты композиции трехкомпонентной зеркальной оптической системы
Глава 4 Параметрический синтез трёхзеркальных оптических систем на основе параметрической модели
4.1 Параметрическая модель трехкомпонентных систем отражающих поверхностей
4.2 Особенности построения трехкомпонентных систем отражающих поверхностей с внеосевым изображением
4.3 Исследование характеристик параметров трехкомпонентных систем отражающих поверхностей с внеосевым изображением
Заключение
Литература
Приложение А
Остаточные аберрации, пятно рассеяния и частотно-контрастные характеристики трехзеркальных систем, построенных на основе базовых двухзеркальных систем, образующих промежуточное изображение
Приложение Б
Исследования характеристик трехзеркальных оптических систем с внеосевым изображением

Актуальность работы
Развитие средств наблюдения космического базирования определяет потребность в компактных (малогабаритных) оптических системах объективов, обладающих малой массой, формирующих изображение, позволяющее достигать максимальной разрешающей способности. При этом оптические свойства приемников определяют потребность в светосильных оптических системах, формирующих изображение высокого качества по всему угловому полю. Подобные задачи принципиально можно решить с помощью зеркальных систем. Однако, экранирование световых пучков лучей, присущее зеркальным системам, определяет ограничение применяемых в системах элементов, что существенно ограничивает число коррекционных параметров. Кроме того, весьма заметно, особенно на средних пространственных частотах, на контраст изображения влияет центральное экранирование световых пучков лучей. Поэтому разработка методов приемлемой компоновки и расчета таких оптических систем, удовлетворяющих изложенным требованиям, является актуальной задачей исследования.
Цель работы
Разработка методов параметрического синтеза трехзеркальных
оптических систем.
Задачи исследования
1. Выполнить анализ аберрационных свойств отражающих поверхностей.
2. Рассмотреть условия параметрического синтеза двухзеркальных
оптических систем.
3. Разработать метод параметрического синтеза двухзеркальных
оптических систем.

Таким образом можно сделать следующие заключения:
Линзовые телескопы, достигнув пика своего развития к концу XIX века, имеют предельный диаметр, равный 700 - 750 мм.
Зеркальные телескопы после совершенствования технологии обработки отражающей поверхности, а также создания точных методов контроля несферических поверхностей определили развитие рефлекторов в конце XX века. И к концу XX века диаметр рефлекторов достиг своего предельного значения 6-8 метров. Дальнейшее увеличение диаметра сплошного главного зеркала затруднительно, так как связано со значительным ростом затрат на его изготовление.
Будущее астрономии связано с созданием 20-25 метровых телескопов. При этом перспективным является использование модульного подхода при создании телескопа.
Развитие орбитальных обсерваторий, дает предпосылки использовать телескопы, конструктивные схемы которых не обладают гигантскими размерами главного зеркала, однако предполагают создание высококачественных оптических рефлекторов, в том числе несферической формы отражающей поверхности. Для повышения эффективности и исключения ошибок при создании таких телескопов необходимы методы расчета и анализа для зеркальных систем, которые из габаритных требований и требований к качеству изображения позволят создавать высококлассные инструменты при минимизации затрат на изготовление и обслуживание.