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应用光学081---望远镜系统的光束限制

2023-5-25 19:03| 发布者:墙和鸡蛋| 查看:70566| 评论:0

摘要:本文主要介绍了应用光学081中望远镜系统的光束限制,包括伽利略望远镜系统和开普勒望远镜系统的孔径光阑、渐晕光阑、视场光阑等,以及眼瞳作为限制成像光束孔径的孔径光阑的作用,还对开普勒望远镜系统中可能存在的渐晕光阑进行了解释,同时也提到了光学元件在整个仪器外形匀称中的作用。
作者:小小光08
1. 伽利略望远镜系统

伽利略望远镜系统是由正物镜和负目镜组合而成的。

如图1所示,物镜框是整个系统的孔径光阑,也是入射光瞳,限制了物空间的成像光束。这种系统在物面或像面设有专门的视场光阑。目镜是渐晕光阑,也是出射窗。



图1:伽利略望远镜系统的光束限制

图1(a)、图2(b)、图3(c)表示三个视场半角ω123入射的光束,形成渐晕系数分别为100%,50%和0%的情况。

望远镜系统多是用来观测的,因此,应把眼瞳作为系统中的一个光孔来考虑,如图2所示。



图2:眼瞳作为一个光孔来考虑望远镜系统

此时,眼瞳成为限制成像光束孔径的孔径光阑,也是出射光瞳,其通过整个望远系统的共轭像为入射光瞳。在物平面或像平面没有专门的视场光阑。

此时物镜成为渐晕光阑,图2中光线a通过入射窗和入射光瞳下边缘的斜光线,表示由物面上无渐晕区的边缘点发出的。

光线b通过入射窗的下边缘和入射光瞳的中心,是由物面上渐晕系数为50%的点发出的斜光线。

光线c通过入射窗的下边缘和入射光瞳的上边缘,为物面上渐晕系数为零的点发出的斜光线,这条光线限制了可见视场的极值。

2. 开普勒望远镜系统

最简单的开普勒望远镜系统的光束限制如图3所示。



图3:开普勒望远镜系统的光束限制(无渐晕)

物镜框是孔径光阑,也是入射光瞳,限制了物空间的成像光束的孔径。其通过目镜所成的像为出射光瞳,观测时眼瞳与之重合。在物镜的后焦面上放置分划板或专门的光孔作为视场光阑,这种开普勒望远镜系统一般没有渐晕光阑,斜光束也是以充满入射光瞳的光束成像。



图4:开普勒望远镜系统的光束限制(有渐晕)

但是由于望远镜的目镜尺寸不够大,或者物镜视场角较大,因此目镜可能是渐晕光阑,同时是出射窗,这样斜光束将有渐晕存在,如图4所示。

如果开普勒望远镜的物镜和目镜之间有其他光学元件(转像系统、转折光路的光学元件等)存在时,为使整个仪器外形匀称,往往使某些光学元件尺寸做得小些,起到渐晕光阑作用,即允许有一定的渐晕。



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