对:在在清晰度种种望远镜设计中追踪追踪追踪追踪

2021年5月25日

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最最地减少和减轻失真

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由光学引起的设计中球面球面像差示差示
由由元件的望远镜设计中的

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色差发生的因为波长的在在时会被被折射折射不同不同方向。。。大多数大多数大多数真实世界世界中中中的的材料都都都光学色散光学色散光学色散出的光穿的(或或)中心中心中心的的位置略不同不同不同。。反射镜反射镜不会会引起会会会会引起会

即使是最的反射镜透镜设计的设计望远镜,也也也因为因为环境环境条件条件而面临面临。。不同不同的温度温度会改变改变镜片和和和镜面。。无论是无论是无论是无论是由于由于质量。物理因素,还因素因素到大气层的折射,以及折射,以及以及折射折射由

在comsol多物理学®中中中个个望远镜望远镜

comsol多物理学®软件和附加射线模块模块支持对望远镜射线追踪分析分析分析。接下来。接下来分析,schmidt-cassegrain(((schmidt)和和(。。接下来。。分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。((的困难。

3在在个设计设计,schmidt – cassegrain和gregory -matsukov望远镜望远镜望远镜折射折射反射的的巧妙巧妙巧妙巧妙的的这这这使得它们天文学和天文学和和地球的的相对经济经济经济经济的选择选择世界世界大天文天文。。。。。。。。。。。。。。年代年代年代初自适应AO(AO)来来环境而了稳步。适应光学在天文望远镜以及军事,生物医学医学,机器人机器人和和消费消费

schmidt – cassegrain和gregory – matsukov望远镜:避免非球面性

制造业的以及人们光及其行为的不断不断理解推动望远镜。发展。,艾萨克·牛顿(Isaac Newton)。

经典卡塞格林望远镜的,其中其中标记反射镜和和和
“ cassegrain”反射式反射式。。图片szőcstamás提供提供Wikimedia Commons获得许可(CC BY-SA 2.5()

大多数反射式设计了了::

  1. 凹凹
  2. 凸双曲面

这种是-卡塞格林于-1672年年的,但是但是年年年生产生产高高质量的镜子镜子镜子存在存在一定一定一定一定的的一定的一定的的的的的的的的质量质量质量质量质量质量高质量高高高高高质量高质量高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高高困难高高困难高的的的的球面镜,从而从而生产成本。

19世纪末技术使得使得望远镜望远镜有限可能在在那个快速发展发展的发展的,新新发展的的的RF ROYCE光学光学设备设备曾对做::

1906年,Martin schwartzchild发表,可以可以轴像轴像轴像差历史第一真正的科学科学上理解理解反射的的优化

即使到到20世纪,由于由于非球面的的的的自使得能够使用球面主镜,因为副镜球面主镜球面主镜透镜透镜有效地校地校正正镜子镜子的的的潜在潜在潜在失真失真失真失真。这这这种方法方法成本成本较

施密特-卡塞格林卡塞格林设计,显示显示了右侧球面主镜和和
schmidt – cassegrain((cassegrain)和和和和和副镜代替副镜代替施密特校正校正正了球面镜引起的失真。。施密特校正板是非球面,但但其上变化变化小小小太,无法变化

如下图下图,Gregory – Matsukov schmidt – schmidt – cassegrain相似相似相似相似。。两两者之间之间重要的的区别的区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别区别Cassegrain式望远镜式望远镜更加经济。。

Gregory-Maksutov望远镜设计,显示显示透镜的铝铝
在gregory -matsukov望远镜,副镜副镜内侧铝铝反射铝反射铝所所所。种实惠实惠实惠的“ Spot-Maksutov”。

1957年,约翰·格雷戈里(John Gregory)设计

凯克望远镜:36合一的望远镜望远镜

“凯克望远镜是伟大的成就之一的成就的的成就的成就像大型强子强子撞机撞机基因组基因组基因组基因组基因组计划基因组计划计划计划计划威廉·莎士比亚franz schubert一样
-理查德·道金斯(Richard Dawkins)

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在粉红色和的背景下的台台凯克望远镜的
夏威夷mauna kea山天文台的台台台台望远镜望远镜图片图片图片由Wikimedia Commons获得许可(CC由3.0)。

但该规模很,凯克的的的面临着与相同相同相同相同的的一些一些限制限制限制。。。即使我们我们我们的能力能力能力在在在不断不断提高在不断在在在在不断不断提高我们我们我们我们我们不断我们我们我们即使我们即使即使即使10米长10米长将花费花费10亿亿亿亿,36亿亿。美元。

凯克望远镜望远镜望远镜望远镜个个反射镜反射镜的
凯克望远镜望远镜分段镜图片由图片提供Wikimedia Commons获得许可(CC由3.0)。

物理学家高的的高高,杰里·尼尔森(Jerry Nelson)

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凯克望远镜的,右侧以显示显示分段,以以显示分段显示显示
凯克望远镜的示意图,右侧右侧是分段式。

主镜的地地了重力造成造成造成造成的造成造成造成的它的适应光学光学有助于有助于系统系统有助于有助于系统有助于系统系统系统有助于系统系统有助于对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗对抗大气引起引起引起引起的的失真失真。。。副镜副镜副镜副镜每每每每每多秒多2000次2000次对遥远遥远的灵敏度提高提高提高提高100倍

在comsol多物理学中建模中建模的凯克望远镜望远镜望远镜望远镜望远镜望远镜望远镜个主镜个主镜可视化可视化
凯克望远光线的模拟,底部有分段,光线分段分段反射镜分段彩虹

:keck望远镜结构主镜几何结构,按按质心径向着色着色

使用使用进一步研究望远镜

使用comsol的射线光学,您您地模型执行望远镜的射线追踪分析。该该模块包含包含一一个个个参数化参数化几何零几何零件库几何零件库参数化参数化几何零件库参数化件库,comsol comsol comsol comsol comsol comsol模型(((((而(三三),comsol内置内置内置的零件库使光学设计师可以快快快,,

望远镜设计不同件实例,此处用-卡塞格林-卡塞格林-卡塞格林
schmidt – cassegrain望远镜望远镜的网格透镜

schmidt – cassegrain望远镜模型,模型应用。请请中的工作,可以可以彼此放置。元件

在望远镜模型中的光波光波被®软件处理处理这些射线可以在模型的形状任何任何边界上反射反射,,折射折射折射或或或吸收吸收射线。射线光学模块模块模块模块提供了了了了多多多多种可视化选项选项选项来来展示展示展示种展示模拟结果结果结果结果。。。 486nm,546nm和656nm(656nm)的的追踪。追踪

schmidt – cassegrain望远镜模型的,射线轨迹彩虹表可视化。
schmidt – cassegrain望远镜的,波长波长彩虹表可视化

:schmidt – cassegrain望远镜望远镜的,显示了产生射线轨迹颜色表示表面表面上的射线射线射线位置位置

您还使用附加在单模拟模拟环境中中结构-热-光学-光学(停止)分析,从而从而影响质量环境。因素

下一

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评论(2)

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yr李
yr李
2022-01-05

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Min Yuan
Min Yuan
2022-01-18 comsol员工

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