Анализ проблем композиции оптических схем высокоапертурных телескопов

• Автор: Вологдина, Ольга Павловна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 105 с. : ил

Содержание:
ВВЕДЕНИЕ

ПРЕДПОСЫЛКИ К РАБОТЕ

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ

1.1 РЕФРАКТОРЫ

1.2 РЕФЛЕКТОРЫ

1.3 КРУПНЕЙШИЕ РЕФЛЕКТОРЫ XX ВЕКА

1.4 ТЕЛЕСКОПЫ СЛЕДУЮЩЕГО ПОКОЛЕНИЯ 3

ГЛАВА 2. ГЛАВНОЕ ЗЕРКАЛО

2.1 ДЕФОРМАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА

2.2 МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЗЕРКАЛ
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ, ОБРАЗОВАННОГО ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ТЕЛЕСКОПА
3.1 ОПТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ
3.2 ОПТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ПРИ
ЦЕНТРАЛЬНОМ ЭКРАНИРОВАНИИ ЗРАЧКА
3.3 СТРУКТУРА ИЗОБРАЖЕНИЯ, ОБРАЗОВАННОГО ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ
3.4 ТРЕБОВАНИЯ К ЮСТИРОВКЕ ОПТИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ОПТИКИ ТЕЛЕСКОПОВ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ
4.1 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ОБЪЕКТИВОВ, ОБРАЗУЮЩИХ СИНТЕЗИРОВАННУЮ АПЕРТУРУ ВЫСОКОАПЕРТУРНОГО ТЕЛЕСКОПА
4.2 АНАЛИЗ ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ТЕЛЕСКОПА С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ, СОСТАВЛЕННОЙ ИЗ АФОКАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ
4.3 ВАРИАНТЫ КОМПОЗИЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ ПРИ ТРАДИЦИОННОЙ СХЕМЕ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕСКОПА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Актуальность работы.
Прогресс астрономии во многом определяется расширением её наблюдательной базы, понимая под этим появление всё большего количества и всё более совершенных наземных и космических телескопов, а также увеличение эффективной светособирающей площади входного зрачка телескопа.
Вопросами совершенствования оптики астрономических телескопов в разное время занимались такие учёные, как Д.Д. Максутов, H.H. Михельсон, Г.М. Попов, Г.Г. Слюсарев, Г.И. Цуканова, В.Н. Чуриловский и др. В настоящее время решение многих фундаментальных астрономических задач на существующих телескопах, в принципе, ограничено нехваткой фотонов и для успешного преодоления этого ограничения требуются более крупные апертуры.
Успех создания шестиметрового телескопа на альт - азимутальной монтировке положил начало обсуждению проблем создания высокоапертурных телескопов, телескопов с диаметром входного зрачка 8 м и более. Вопросы выбора оптических схем таких телескопов нашли отражение в трудах таких учёных, как A.B. Бахолдин, Н.Д. Белкин, Ю.А. Гоголев, А.П. Грамматин, Д.Н. Еськов, В.Ф. Захаренков, В.А. Зверев, B.C. Корепанов, Ю.Д. Пименов, Д.Т. Пуряев, С.А. Родионов, М.М. Русинов, В.В. Сычев, Г.И. Цуканова и др. Исследования этого направления достаточно широко представлены в работах зарубежных учёных.
Создание современного высокоапертурного телескопа, обладающим высоким качеством изображения в пределах достаточно большого углового поля, представляет собой весьма сложную научно-техническую проблему, требующую для своего решения огромных финансовых затрат. Поэтому тщательный анализ проблем создания высокоапертурного телескопа и сегодня остаётся весьма актуальной задачей.
Цель работы
Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ обоснованного выбора оптической схемы высокоапертурного телескопа и её параметров.
Задачи исследования
1. Анализ параметров материала и конструктивных параметров зеркала на стабильность формы отражающей поверхности зеркала.
2. Анализ влияния центрального экранирования зрачка на оптическую передаточную функцию безаберрационной оптической системы.
3. Анализ структуры изображения точки, образованного безаберрационной оптической системой с синтезированной апертурой.
4. Обоснование выбора модульной структуры построения оптической системы высокоапертурного телескопа.
5. Анализ условий совмещения изображений и их фазового сопряжения при модульном построении оптической схемы телескопа.
Методы исследования
1. Методы дифракционной теории формирования изображения безаберрационной оптической системой.
2. Аналитические и численные методы оценки качества изображения.
3. Аналитические и численные методы теории геометрической оптики.
Научная новизна диссертации
1. Из условия допустимой величины деформации волнового фронта получено выражение, определяющее допустимую величину отношения толщины зеркала к его диаметру, уточнено представление о гибком зеркале.
2. Впервые получено выражение, определяющее эффективность замены сплошного зеркала составным.

1,52 Обсерватория им. JI. Фигля, Вена
1.8 Телескоп с мозаичным зеркалом, Болонский институт, Италия
1,93 Обсерватория Верхний Прованс, Франция
2.0 Болгарская обсерватория
2.0 Ондржейовская обсерватория, ЧССР
2.0 Шемахинская обсерватория, Азербайджан
2.08 Обсерватория Мак-Дональд, США
2,2 Институт им. Макса Планка
2,24 Обсерватория Маунта-Кеа на Гавайях
2,48 Телескоп им. Ньютона в Херстмонсо
2.5 Обсерватория Дю-Понт
2.5 Обсерватория Маунт Вилсон
2.6 Телескоп ЗТА, Бюраканская обсерватория, Армения
2.6 Телескоп ЗТШ, КрАО
2,72 Телескоп им. О. Струве, обсерватория Мак-Дональд, США
3.0 Ликская обсерватория, США
3.6 Южная Европейская обсерватория (ESO), Чили
4.0 Обсерватория Китт-Пик, США
4.0 Обсерватория Серро-Тололо
5.0 Телескоп им. Хейла, обсерватория Маунт Паломар, США
6.0 Телескоп БТА, CAO АН СССР
Методика наблюдения предельно слабых звёзд требует хорошего качества изображения в пределах достаточно большого поля. Поэтому в системе Кассегрена отказываются от строгой коррекции сферической аберрации и путём дополнительной асферитизации поверхностей решают задачу коррекции сферической аберрации и комы, т.е. строят телескопы по схеме Ричи-Кретьена.
Хорошей коррекцией аберраций в пределах достаточно большого поля обладают зеркально-линзовые системы телескопов: система Шмидта,