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折射式望远镜物镜

发布时间:2023-06-01 09:20:53 浏览量:1471 作者:Joe

摘要

一般说,望远镜物镜的视场较小,例如大地测量仪器中的望远镜,视场仅 1~2度;天文望远镜的视场则是以分计的;而一般低倍率的观察用望远镜,视场也只在10 度以下。但物镜的焦距和相对孔径相对较大,这是为保证分辨率和主观亮度所必需的,可认为是长焦距、小视场中等孔径系统。因此,望远镜物镜只需对轴上点校正色差、球差和对近轴点校正彗差,轴外像差可不予考虑,其结构相对比较简单,一般有折射式望远镜物镜、反射式望远镜物镜、折反射式望远镜物镜,这篇文章主要介绍折射式望远镜物镜。

正文


折射望远镜物镜


一般说,望远镜物镜的视场较小,例如大地测量仪器中的望远镜,视场仅 1~2度;天文望远镜的视场则是以分计的;而一般低倍率的观察用望远镜,视场也只在10 度以下。但物镜的焦距相对孔径相对较大,这是为保证分辨率和主观亮度所必需的,可认为是长焦距、小视场中等孔径系统。因此,望远镜物镜只需对轴上点校正色差、球差和对近轴点校正彗差,轴外像差可不予考虑,其结构相对比较简单,一般有折射式望远镜物镜、反射式望远镜物镜、折反射式望远镜物镜,这篇文章主要介绍折射式望远镜物镜。


这类物镜要达到上述像质要求并无困难,但要求高质量时,要同时校正二级光谱色球差就相当不易。后者常只能以不同程度地减小相对孔径才能实现。这类物镜常用的型式有:


1.双胶合物镜


在玻璃选择得当时,能同时校正色差、球差和彗差,是可能满足像质要求的zui简单形式,但胶合面上的高ji球差使相对孔径受到限制,且当用普通玻璃时,二级光谱为常量,色球差也无法控制,因而不能获得高的像质。该型式的优点是结构简单,工艺方便,光能损失也小,宜于在焦距不长、相对孔径不大的场合采用。


2.双分离物镜


当口径大于50~60毫米时宜采用双分离物镜。这种物镜在玻璃选得恰当时,除能校正好色差、球差和彗差外,还能利用灵敏的空气问隙的少量变化来校正带球差,因此可达到相当大的相对孔径,但色球差和二级光谱出不能校正。


3.三分离物镜


将双分离物镜中的正透镜分裂成二片时,即获得三分离物镜,如下图1所示的二种型式。这种物镜能改善对色球差的校正,若选用特种玻璃,并与其他玻璃适当配组,还可校正或改善二级光谱。但要在此同时控制好带球差,相对孔径只能是相当小的。目前实际应用的复消色差物镜( 多半用作平行光管物镜)都采用这种型式。


图1


4.内调焦望远镜物镜


上述单组型式的物镜对非无穷远物体进行调焦时,会增大镜筒长度,相应的望远镜称外调焦望远镜。内调焦望远镜物镜是指在物镜之后一定距离处加一负镜组而成的复合系统,如下图2所示。这种物镜在对不同远近物体成像时,总可利用改变负镜组的位置而使像位于同一位置上。此负镜组称为内调焦镜。计算内调焦望远镜的参数时,可根据给定的物镜焦距物镜长度L和准距条件即



图2


联立求解出二镜组的焦距及其间隔。当物镜对有限远物体调焦时,易于按照成像规律导出内调焦镜的移动距离。现代大地测量仪器中,几乎全部应用内调焦望远镜。这是因为它具有可以达到简化视距测量、缩短镜筒长度 改善密封性能等一系列优点。这对经常需要在野外作业的测量仪器来说是非常重要的。


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相关文献:

《几何光学 像差 光学设计》(第三版)——李晓彤 岑兆丰


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