光學(xué)望遠(yuǎn)鏡成像理論基礎(chǔ)

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡成像理論基礎(chǔ)幾何光學(xué)波動(dòng)光學(xué)全波段光學(xué)*光學(xué)鍍膜*信息光學(xué)*量子光學(xué)*理想光具組理論*理想成像與共線變換理想成像要求空間每一點(diǎn)都嚴(yán)格成像，也就是物方的每個(gè)同心光束轉(zhuǎn)化為像方的一個(gè)同心光束。滿足這種理想成像要求的光具組，叫做理想光具組。它是實(shí)際成像（傍軸成像）過(guò)程的抽象和理想化；理想光具組的性質(zhì)：（1）物方每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)像方一個(gè)點(diǎn)（共軛點(diǎn)）（2）物方每條線對(duì)應(yīng)像方一條線（共軛線）（3）物方每個(gè)面對(duì)應(yīng)像方一個(gè)面（共軛面）任何偏離以上理想成像的現(xiàn)象，都稱為像差(aberration)*理想光具組的性能與實(shí)際成像：（1）物方每點(diǎn)發(fā)出的同心光束，在像方仍為同心光束。（2）垂直于光軸的物平面上各點(diǎn)的像仍在垂直于光軸的一個(gè)平面上。（3）在每個(gè)像平面內(nèi)橫向放大率是常數(shù)，從而保持物像之間的幾何相似性。像差可分單色像差和色像差兩大類。單色像差有五種：①球面像差，②彗形像差，③像散，④像場(chǎng)完全，⑤畸變，其中①②是大孔徑引起的，③④⑤是大視場(chǎng)引起的；①②③破壞了光束的同心性，④使像場(chǎng)彎曲，⑤破壞了物像的幾何相似性。

以上五種像差彼此有著密切的聯(lián)系，往往幾種同時(shí)存在（因?yàn)閱紊癫罹烧液瘮?shù)冪級(jí)數(shù)展開式的三次項(xiàng)引起；若要制造更精密的望遠(yuǎn)鏡，需要考慮更高次項(xiàng)造成的影響）。

單色像差為統(tǒng)稱幾何像差。復(fù)色光引起的色像差簡(jiǎn)稱色差。由于透鏡材料的折射率是波長(zhǎng)的函數(shù)，由此而產(chǎn)生的像差。即使完全消除了所有幾何像差，實(shí)際上也是不能滿足理想成像的條件的。

色差要用波動(dòng)光學(xué)來(lái)分析。望遠(yuǎn)鏡的原理與光路嚴(yán)格的望遠(yuǎn)系統(tǒng)（物鏡目鏡焦距重合）沒(méi)有焦點(diǎn)，沒(méi)有焦平面。*像差包括：球面像差；彗形像差；像散；像場(chǎng)彎曲；畸變;1)球面像差：不同傾斜角的光線的像點(diǎn)不同；*如何消除球差？①配曲法：透鏡焦距f是n、r1、r2的函數(shù)。故對(duì)給定的n、f，可以有不同曲率比的r1和r2，合理選擇這個(gè)比值可以使球差的數(shù)值達(dá)到最小，但不能完全消除。例如選擇比為-1/6的兩塊相同的透鏡反拼在一起，可以減少透鏡球差，叫做配曲法。②復(fù)合透鏡法：經(jīng)理論計(jì)算表明，凹透鏡是正球差，凸透鏡是負(fù)球差，可以把凹凸兩個(gè)透鏡復(fù)合起來(lái)，就可以在某個(gè)高度上完全消除球差。2)彗形像差：軸外物點(diǎn)發(fā)出的光束中不同口徑的光成像點(diǎn)中心不同。入射的不同環(huán)帶的光線，會(huì)在理想像平面上形成半徑變化的并且沿視場(chǎng)半徑方向偏移的像圈。它們的組合會(huì)使物點(diǎn)的像成為形狀同彗星相似的彌散斑。abza’b’z’c球差和彗差常?；煸谝黄?，只有消除了球差之后才能比較明顯地看到彗差。利用配曲法可以消除彗差，復(fù)合透鏡也能消除彗差。然而消除球差和彗差的條件往往不一致，二者結(jié)合在一起不容易同時(shí)消除。3)像散；表示軸外物點(diǎn)以細(xì)光束成像，子午面和弧矢面上的光線分別成像為不重合的子午像點(diǎn)和弧矢像點(diǎn)。4)像場(chǎng)彎曲；實(shí)際像不是垂直光軸的線段；5)畸變:像面上不同地方的橫向放大倍數(shù)不同，導(dǎo)致物像的不相似。枕形畸變桶形畸變***光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)最小分辨角（兩光點(diǎn)剛好能分辨）光學(xué)儀器分辨率光學(xué)儀器的通光孔徑*瑞利判據(jù)

對(duì)于兩個(gè)強(qiáng)度相等的不相干的點(diǎn)光源（物點(diǎn)），一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣的主極大剛好和另一點(diǎn)光源衍射圖樣的第一極小相重合，這時(shí)兩個(gè)點(diǎn)光源（或物點(diǎn)）恰為這一光學(xué)儀器所分辨.*分辨本領(lǐng)相關(guān)的應(yīng)用計(jì)算——由口徑求分辨角和放大率*分辨本領(lǐng)相關(guān)的應(yīng)用計(jì)算——由口徑求分辨角和放大率*分辨本領(lǐng)相關(guān)的應(yīng)用計(jì)算——由分辨角求口徑和放大率*