虹科分享|反射物镜中蜘蛛腿架的影响
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上次介绍了反射物镜的特征参数,包括遮蔽、传输波前,以及其双镜结构。需要注意的是,反射物镜中的次镜需要蜘蛛腿架支撑。这种蜘蛛腿架,无论是直的还是弯曲的,都会导致衍射,这种结构导致的衍射线并没有实际的科学意义。
弯曲的蜘蛛支架是为天文望远镜中的次镜开发的。腿架通常不用于专业望远镜,但出于美学原因似乎在业余世界中很受欢迎。在许多拍摄的明亮恒星上可以看到这个十字,并记录在胶片或 CCD 上。值得注意的是,世界上最著名的望远镜哈勃太空望远镜使用的是直腿蜘蛛架,在它拍摄的许多照片中都很明显,如下所示。
哈勃太空望远镜拍摄的图片,具有明显的十字衍射
l 直腿架数量的比较
反射物镜通常有三个或四个蜘蛛腿架(虹科提供两种选择)。3蜘蛛腿架通常受到青睐,因为它衍射的能量比4蜘蛛腿架少——这种衍射能量与蜘蛛腿架的总长度成正比。然而,3蜘蛛腿架会产生六个等间距的衍射尖峰,但它们比4蜘蛛腿架的4个尖峰要暗得多——具体选择取决于客户的应用或偏好。
在正常情况下,当对对比度范围为 1000:1 的场景进行成像时,普通胶片或传感器无法看到或记录这些尖峰的影响。只有当强烈的亮点被成像时(特别是超过传感器饱和),衍射尖峰才会变得明显。如果这些尖峰影响较大,则可以考虑使用弯曲的蜘蛛腿架。它们确实显着降低了尖峰中的能量,但应该注意的是,与直蜘蛛腿架系统相比,系统调制传递函数 (MTF) 实际上没有什么不同。
这是反射物镜(HK x15 NA0.28)的光瞳,显示了由副镜及其安装的 3蜘蛛腿架引起的遮蔽。
蜘蛛腿架的效果可以看下面的点扩散函数(点源图像的强度图),由蜘蛛腿架引起的衍射尖峰清晰可见,但请注意这是在 100,000:1 的密度范围内绘制的。
为了比较,这是4蜘蛛腿架的等效传播函数。
这说明了为什么通常客户首选3蜘蛛腿架。
l 弯蜘蛛腿架
在分析弯蜘蛛腿架时,有几个变量:腿架的曲率半径、腿架的倾斜度和宽度。腿架通常被制成尽可能最小的宽度,但确实需要试验半径。以下是减小半径的第三次重复,并且是第一次显示没有衍射尖峰。
显然衍射尖峰不再存在。中心点外的能量现在看起来比直蜘蛛腿架的点扩散函数 (PSF) 略高,这是因为它是衍射级的能量略多,因为严格来说,弯曲腿架比直腿架稍长,尖峰中的能量现在重新分布在 PSF 的外部区域。
弯曲和直蜘蛛腿架的 MTF 基本相同。
l 技术小结
3蜘蛛腿架会产生六个等间距的衍射尖峰, 4蜘蛛腿架产生4个尖峰。
3蜘蛛腿架的衍射尖峰会更暗,衍射能量更少。
正常情况下,直蜘蛛腿架对图像无显著影响。
如果这些尖峰影响较大,可以考虑使用弯蜘蛛腿架,可以降低尖峰中的能量,但应该注意的是,两者的系统调制传递函数 (MTF) 基本不同。
l 虹科反射物镜
虹科反射物镜共有6种标准型号,也可根据需求定制。所有反射物镜均符合 RoHS 指令 2002/95/EC、2011/65/EU 和 205/863 的要求。
虹科默认提供直蜘蛛腿架的反射物镜,可选3支架与4支架;可根据客户要求额外付费提供弯蜘蛛腿架。
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