專利名稱：全球差校正觀測鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，，尤其是一種全球差校正觀測鏡。
背景技術(shù)：
透鏡造成的色像差，不可能被完全消除，只有反射面鏡能精確聚焦，且透鏡對(duì)可見光范圍以外的電磁波幾乎沒有作用，因此許多大型望遠(yuǎn)鏡，尤其電波望遠(yuǎn)鏡，主要都使用拋物面反射鏡當(dāng)主鏡，可以完全沒有色像差，且有效波長范圍寬廣，順軸焦點(diǎn)處的成像，解析度很高，只受入光口徑造成的繞射極限及氣流影響。但是拋物面鏡的慧形像差很大，有效精確視場很窄，離開此視場范圍，成像就越加模糊，即使加入校正片，能修飾的效果也有限，因此一般小型望遠(yuǎn)鏡多使用折光透鏡成像，中大型常使用球面主鏡加改正透鏡，成折反望遠(yuǎn)鏡。例如施密特(Schmidt)望遠(yuǎn)鏡、馬克斯托夫(Maksutov)望遠(yuǎn)鏡等，雖然仍有些許球面像差及色像差存在，但成像已算清晰，且視場又大，很受眾人喜愛。至于特大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡及電波望遠(yuǎn)鏡，則幾乎都使用拋物面主鏡，以獲得極遠(yuǎn)處景觀的最佳成像，視場的大小倒屬其次，但也有特別情況，例如哈伯太空望遠(yuǎn)鏡，使用2.4米拋物面主鏡及0.31米雙曲面副鏡，卻因主鏡邊緣研磨時(shí)有兩微米的誤差，造成了一點(diǎn)球面像差，影響其鑒別率，升空數(shù)年后為其在成像前加裝稱為Costar的透鏡片補(bǔ)正裝置，而恢復(fù)預(yù)期的解析度達(dá)0.1弧秒。又如美國德州Mcdonald天文臺(tái)的Hobby-Eberly光學(xué)望遠(yuǎn)鏡(HET)使用91片面鏡，合成有效口徑9.2米的球面主鏡，及由4片合成0.49米，可做球面像差校正的Gregorian式副鏡，成像目標(biāo)鑒別率0.6弧秒。其他也有將施密特望遠(yuǎn)鏡做得很大的。
綜合各種觀測機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)要精確聚焦，除使用拋物面主鏡外，也可以取球面主鏡加以校正，因?yàn)榍蛎婢哂袑?duì)稱中心-球心，任何通過此球心的電磁波束，被球面反射后都具有相同的聚焦性質(zhì)，利用此特性，將球面延伸，便有機(jī)會(huì)增加一些應(yīng)用功能。本發(fā)明人曾將馬克斯托夫-凱賽格林(Maksutov-Cassgrain)望遠(yuǎn)鏡子以延伸，創(chuàng)作了復(fù)眼望遠(yuǎn)鏡，但也發(fā)現(xiàn)，球面主鏡若用透鏡方式來校正，一方面容易增加色像差的困擾，另一方面透鏡不能用于可見光范圍以外的電磁波，頗受局限，因此利用反射式副鏡做校正，應(yīng)該是目前看來最好的方法了。
拋物面是最好的聚焦主鏡，因?yàn)槿魏闻c其主軸平行的光線，經(jīng)拋物面反射后都會(huì)聚到同一點(diǎn)一焦點(diǎn)，而且每道光線所經(jīng)路程相等，所以在焦點(diǎn)處全部相位一致，有最好的疊加效果，但缺點(diǎn)是離開此焦點(diǎn)，慧形像差迅速加大，因此真正高解析度的視場范圍很小。
平行球面鏡主軸的許多光線，被反射后彼此錯(cuò)開，造成球面像差，但是錯(cuò)開的角度，隨各光束與主軸的距離加大而逐漸改變，有一規(guī)則可循，因此是可修飾的。完美的修飾必須滿足兩個(gè)條件1、要能精確聚焦；2、聚焦處要有一致的相位疊加。對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)，聚焦處相位是否一致并不重要，因?yàn)楣獠ㄩL很短，約3800A至7000A，在很小區(qū)域里，相消性疊加總是可以獲得近旁相長性疊加來彌補(bǔ)，但對(duì)波長可達(dá)數(shù)十米的電波而言，聚焦處相位是否一致就十分重要了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服上述缺點(diǎn)，利用幾何方法進(jìn)行計(jì)算推導(dǎo)出一種副鏡，用以校正各反射線，使散亂的光線得以重新聚焦，且在聚焦處有相同的相位加成。用此副鏡與球面主鏡組合，代替拋物面系統(tǒng)，應(yīng)用在光學(xué)及電波觀測機(jī)構(gòu)中，球面主鏡可為半固定式或全固定式兩種觀測機(jī)構(gòu)。
一種主鏡半固定式全球校正觀測鏡，主要由主鏡、副鏡、弧形軌道、滑車帶、軌道支柱、纜索、支撐柱、大轉(zhuǎn)盤、接收器、接收器支架、動(dòng)力控制機(jī)構(gòu)組成，其中主鏡為球面反射鏡，由一半圓球面截去不受校正作用的部分，并與弧形軌道有共同的曲率中心，此主鏡傾斜45度，立于一大轉(zhuǎn)盤上，背后由支撐柱支持，弧形軌道為兩平行軌道，兩端相連而成，由數(shù)支穿過主鏡體的軌道支柱支撐，支柱下方分別立于大轉(zhuǎn)盤上，副鏡兩側(cè)各有一滑車帶，將副鏡架合在兩條弧形軌道之間，前后滑移，滑車帶上通以電流，能感磁及去磁，以利副鏡穩(wěn)固于斜坡位置，或被順利推移，焦點(diǎn)處有接收器，以接收器支架支撐，并與副鏡邊緣相連接，副鏡另兩邊各系有數(shù)條纜索，分別通過主鏡上下方開口處，并引出至動(dòng)力機(jī)構(gòu)，輸出入電源與訊號(hào)管線，可順纜索線路出入，大轉(zhuǎn)盤在一水平位置上，繞一垂直的中軸旋轉(zhuǎn)，副鏡則由纜索拉動(dòng)，沿弧形軌道做上下共90度移轉(zhuǎn)，全部控制由電腦統(tǒng)籌處理，如此對(duì)水平以上空間都能進(jìn)行觀測。
一種主鏡全固定式全球校正觀測鏡，主要由主鏡、副鏡弧臺(tái)、副鏡、滑行桿、弧形軌道、動(dòng)力輪、強(qiáng)力馬達(dá)、纜索、接收器組成，其中過主軸順南北方向，將主鏡及副鏡切成兩半，一邊為半邊球面主鏡，另一邊建副鏡弧臺(tái)，其上立一臺(tái)或數(shù)臺(tái)半邊副鏡，主鏡面截去不起校正作用的部分，與副鏡弧臺(tái)邊緣有共同的曲率中心，副鏡靠立于弧臺(tái)邊上，其側(cè)方有滑行桿，下方有動(dòng)力輪，由強(qiáng)力馬達(dá)帶動(dòng)，沿副鏡弧臺(tái)上的弧形軌道運(yùn)行，副鏡下方中央焦點(diǎn)處有接收器，兩側(cè)各有數(shù)條纜索，配合動(dòng)力輪一并牽引副鏡，在南北方向上運(yùn)行，主鏡不動(dòng)，只移動(dòng)副鏡，利用地球自轉(zhuǎn)，可以對(duì)所涵蓋的整片天體赤緯區(qū)進(jìn)行搜索。
副鏡可將球面主鏡所造成的球面像差完整修飾，即令已造成散亂的球面像差反射光重新聚焦，且聚焦處有一致的相位疊加，其方式在于用幾何學(xué)方法，分別算出平行球面主鏡主軸的光波，被反射后，每一小束光線的方向與行進(jìn)距離，先取好焦點(diǎn)，先取好焦點(diǎn)，并決定一個(gè)常數(shù)值，再行推導(dǎo)，結(jié)果如同使每一小束光線被一反射面再反射后，都能通過焦點(diǎn)，且所經(jīng)全部路程，恰等于此一常數(shù)值，則此許多小光束的每一個(gè)再反射面的包跡，所形成的整體反射曲面，就是能將球面主鏡的全部球面像差，完整修飾的一臺(tái)副鏡。
本發(fā)明的全球差校正觀測鏡，因?yàn)榍蛎嬷麋R可為半固定式或全固定式兩種觀測機(jī)構(gòu)，所以只要移動(dòng)副鏡，就能搜索整片空間景象；另外這種全球差校正觀測鏡，對(duì)微弱信號(hào)接收的極限本領(lǐng)獲得極大增長；本發(fā)明用副鏡與球面主鏡組合，代替拋物面系統(tǒng)，應(yīng)用在光學(xué)及電波觀測機(jī)構(gòu)中，更加具有彈性。


圖1為球差與校正方式圖解圖2為球差校正主副鏡與聚焦光路圖a圖3為球差校正主副鏡與聚焦光路圖b圖4為主鏡半固定式全球差校正觀測鏡圖5為主鏡全固定式全球差校正觀測鏡側(cè)視斷面略6為主鏡全固定式全球差校正觀測鏡外觀略中1-主鏡，3-球心，5-焦點(diǎn)，7-副鏡，9-主軸，11-入射光，15-弧形軌道，17-滑車帶，19-軌道支柱，21-支撐柱，25-大轉(zhuǎn)盤，27-開口，29-中弧線，35-纜索，37-主鏡反射面，39-副鏡反射面，41-滑行桿，43-副鏡弧臺(tái)，45-接收器支架，47-包跡，49-中心軸，51-動(dòng)力輪，53-強(qiáng)力馬達(dá)，55-底點(diǎn)具體實(shí)施方式
如圖1所示，球差校正方法如下圓心l0、半徑R、主軸9l0a0的一個(gè)圓弧，若繞此主軸9旋轉(zhuǎn)一圈，則成一球面，l0為球心3，一束與主軸9相距L1且平行主軸的入射光11 l1a1在a1點(diǎn)被反射，反射線與主軸交于d1點(diǎn)，延伸至i1點(diǎn)，若再被反射，使其與主軸延伸線交于f點(diǎn)，其中L1＝l1l0⊥l1a0，l1a1＝T1，a1d1＝S1，d1i1＝Q1，i1f＝D1，t0i0⊥l0a0，l0a0＝l0a1＝R，d0l0＝d0a0＝R÷2，d1f＝B1，a0f＝E，d0i0＝Q0，Ki＝P1為∠d1i1f1之中分線，t1i1⊥P1，由幾何關(guān)系可知∠l1a1l0＝∠l0a1d1＝θ11，∠a1d1f1＝∠l1a1d1＝∠l0d1i1＝2θ11，Sinθ11＝L1÷R，已知R及L1即可解θ11，Cosθ11＝T1÷R，可解T1，∠a1l0d1＝2θ11-θ11＝θ11，l0d1＝S1，S1÷Sinθ11＝R÷Sin2θ11，可解S1，d1f＝B1＝R+E-S1，可解B1，若f為焦點(diǎn)5，所有與主軸9平行的入射光11，經(jīng)兩次反射后，都聚焦于此點(diǎn)且同相，則必須由相同的光程。就直接順主軸9而來的已束光線而言，在a1被反射后至i0點(diǎn)再被反射到焦點(diǎn)5為止，由l0算起，設(shè)全部光程為一常數(shù)R+R÷2+Q0×2+R÷2+E＝const＝＞2R+2 Q0+E＝const，則一束與主軸相距L1的入射光11T1+S1+Q1+D1＝const2θ11＝θ31+θ21，由Δd1i1f，θ31＝∠d1fi1，θ21＝∠d1i1f，D12=Q12+B12+2Q1·B1Cos2θ11]]>D1÷Sin2θ11＝Q1÷Sinθ31＝B1÷Sinθ21由上述聯(lián)立方程式可解Q1、D1、θ31、θ21之值，∠d1k1i1＝θ41＝2θ11-θ21÷2，可解θ41，Q1÷Sinθ41＝P1÷Sin2θ11＝d1k1÷Sin(θ21÷2)，可解P1、d1k1，i0k1＝d＝1k1+Q0+d0d1＝d1k1+Q0+(S1-d0l0)＝1k1+Q0+S1-R÷2，若P1Cosθ41＜i0k1，及i0k1Cosθ41＜P1，則t1i0及t1i1兩線交點(diǎn)t1在∠θ41范圍之內(nèi)。另一束入射光11 l2a2與主軸9相距L2，L2-L1＝ΔL，平行入射在a2點(diǎn)被反射，在d2點(diǎn)與主軸9相交，在i2點(diǎn)被再反射，也過f點(diǎn)，如上述方式，也可算處T2、S2、Q2、D2、θ12、θ22、θ32、θ42、B2、P2、d2k2、i0k2、d0d2等，(d0d2+d2k2)-(d0d1+d1k1)＝k1k2，∠k1w1k2＝θ42-θ41，k1w1÷Sinθ42＝w1K2÷Sinθ41＝k1k2÷Sin∠k1w1k2，可解k1w1及w1k2。若(k1w1+P1)Cos∠k1w1k2＜P2+w1k2，及(w1k2+P2)Cos∠k1w1k2＜k1w1+P1，則t2i1與t2i2兩線的交點(diǎn)t2在∠k1w1k2范圍之內(nèi)。由此類推，可解出第三條入射光l3a3、第四條、第五條……第n條lnan的各關(guān)數(shù)據(jù)，其中各相鄰兩條入射光皆間隔ΔL，即L2＝L1+ΔL、L3＝L1+2ΔL……Ln＝L1+(n-1)ΔL，若ΔL縮至很小，成為dL，則t0i0、t1i1、t2i2……tnin的包跡47成一曲線，且此t0i0、t1i1、t2i2……tnin分別為在曲線上i0、i1、i2……in各點(diǎn)的切線，由運(yùn)算及作圖顯示確實(shí)成立，此曲線繞主軸9 l0a0旋轉(zhuǎn)一圈，所成的曲面，即為此半徑R球面反射主鏡1，造成球面像差的一個(gè)校正曲面副鏡7。當(dāng)dL為極小之時(shí)，運(yùn)算量變得十分龐大，設(shè)計(jì)與制作需借助電腦完成。
若θ1n＝45°時(shí)，Sn、Qn垂直l0a0，in則為副鏡曲面得極限位置，超越此極限，主鏡反射光將被副鏡7外側(cè)阻擋，無法集光。
圖1顯示的副鏡7曲面太大，許多有效入射光都被擋住，減小的方法有兩個(gè)1、降低Q0之值；2、將交點(diǎn)f5的位置向副鏡7方向移近。
圖2為令焦點(diǎn)5較接近副鏡7，此時(shí)a0f＝E為一負(fù)值，且Q0＝0的主、副鏡球差校正光路圖，當(dāng)副鏡變小時(shí)，其可以校正的最大入射角θ1n也變小，如圖2所示。另外也可由一包含主軸9的平面，將副鏡7切開只取一邊，則此副鏡7可以大幅延伸，對(duì)單邊主鏡1的校正范圍，其θ1n不限于45度而已，但如此主鏡1被集光的范圍只是個(gè)半圓。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為主鏡半固定式全球差校正觀測鏡。
前述球差校正方法，對(duì)中小型觀測系統(tǒng)優(yōu)勢較不明顯，但對(duì)大型及超大型者，可望展示他的優(yōu)異性，因?yàn)樵酱蟮挠^測系統(tǒng)，主鏡多為合成的，合成拋物面時(shí)，各組合片的曲度不同，制作校驗(yàn)困難，而合成為球面時(shí)，各組合片的曲度完全相同，復(fù)制校驗(yàn)容易，拋物面系統(tǒng)，副鏡與主鏡搭配后，即合為一體，不能相互移動(dòng)，搜索不同方向時(shí)，必須整體移轉(zhuǎn)，而此球差校正系統(tǒng)，副鏡可視需要，在主鏡前一曲面范圍內(nèi)移動(dòng)，因此搜索不同方位時(shí)，未必需要連同主鏡一并移動(dòng)，雖然副鏡鏡體可能也不小，同樣要用合成，但總比合成及移轉(zhuǎn)主鏡容易，故此系統(tǒng)可以做得更大，更具彈性，對(duì)集光、放大、鑒別及微弱信號(hào)得接收極限都可能有所增益。
上述副鏡7對(duì)平行于主鏡1、主軸9得入射光11校正極限θ1n＜45°，若主鏡1為一半圓球面，通過底點(diǎn)55標(biāo)出一段中弧線29，移動(dòng)副鏡7，使其焦點(diǎn)5恰在此中弧線29內(nèi)緣上方游移，半圓主鏡反射面37中，能使反射光被副鏡7再反射且聚焦的部分保留，其他不起作用的部分略去，如此主鏡1形狀如圖4所示，順中弧線29上方，立兩條相互平行得弧形軌道15，兩端連接成一體，曲率中心即使主鏡1的球心3，由數(shù)支軌道支柱19支撐，每支軌道支柱19穿過主鏡體1立于大轉(zhuǎn)盤25上，副鏡7恰可嵌合在兩條弧形軌道15之間，副鏡7兩側(cè)各有一條滑車帶17，將副鏡7架于弧形軌道15上方，前后滑移，滑車帶17上可通以電流，感磁及去磁，去磁時(shí)方便副鏡7被推移，感磁時(shí)有助副鏡7在斜坡位置處穩(wěn)固下來，焦點(diǎn)5處有接收器，頗靠近副鏡7，以接收器支架45支撐，并與副鏡7邊緣相連，副鏡7順中弧線29兩邊，各系有數(shù)條纜索35，中弧線29上、下方，在主鏡1上各有一開口27，各纜索35分別通過此兩處開口27，并引至動(dòng)力控制機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)折處須繞過滑輪，可使副鏡7順利滑移至所需位置固定下來，焦點(diǎn)5處的接收器，能將信號(hào)傳出，再分析處理，所需輸出入電源及信號(hào)管線，可順纜索35線路出入。
大轉(zhuǎn)盤25能在一水平位置繞一垂直的中心軸49旋轉(zhuǎn)，由一可控動(dòng)力執(zhí)行，全部所須方位、高度的計(jì)算、各動(dòng)力的操控、纜索35的長度、施力的平衡、其他如準(zhǔn)直儀的感測、初調(diào)、微調(diào)等，都應(yīng)通過電腦統(tǒng)籌處理。主鏡1被穩(wěn)固架立再大轉(zhuǎn)盤25上，只繞中心軸49做水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，呈半固定狀態(tài)，而副鏡7則沿弧形軌道15，可做上下共90°的指向移動(dòng)，如此對(duì)水平以上全部空間，都能迅速進(jìn)行觀測。
最大的主鏡，主要出現(xiàn)在電波望遠(yuǎn)鏡，因?yàn)殓R體越大，精度越難控制，好在波長越長，容許的鏡面誤差值也可以稍大。電波干涉儀，用陣列的方式，能疊加出十分巨大的主鏡效果，超長基線干涉儀，甚至可使電波的分辨率，達(dá)到數(shù)萬分之一弧秒，但先決條件必須每一處主鏡，都能感測出信號(hào)才有用。這就涉及了接收器本身的靈敏度，與主鏡聚光的能力。目前世界上能改變觀測方向的最大主鏡，很難超過一百米，這是因?yàn)樯锨嵉凝嬋淮笪?，很難安置與驅(qū)動(dòng)，且要避免引拉力變形而破壞聚焦品質(zhì)。若以上述全球差校正方式，半固定主鏡，或許可以超越這個(gè)極限，但仍須面臨有個(gè)不算小的副鏡的驅(qū)動(dòng)問題。例如若有效集光口徑為100米，主鏡直徑160米，則副鏡口徑約為20米。建造龐大主鏡及大轉(zhuǎn)盤，固然困難非常，順利推動(dòng)巨大副鏡也不容易。
本發(fā)明的另一實(shí)施例為主鏡全固定式全球差校正觀測鏡。
為了尋找外星智慧，并與之傳遞信息，美國曾在波多黎各山谷中，建造一臺(tái)直徑305米，拋物面固定式電波望遠(yuǎn)鏡，是目前世界上最大的主鏡，唯一的遺憾是，它只能利用地球自轉(zhuǎn)，針對(duì)M13星團(tuán)所在范圍附近的赤緯圈天象進(jìn)行觀測。或許可以設(shè)計(jì)一個(gè)主鏡全固定，只由副鏡做全球差校正并受驅(qū)使而移動(dòng)，以搜索不同目標(biāo)區(qū)的超大級(jí)電波望遠(yuǎn)鏡，就能彌補(bǔ)上述的缺憾。雖是副鏡，仍然如此巨大的重物，在數(shù)百米跨距之上，架橋及懸吊都是不切實(shí)際的，一種解決的辦法，是取一通過主軸9的平面，將主鏡1切開兩邊，只保留一邊，另一邊則用來建造副鏡弧臺(tái)43，以安置及驅(qū)動(dòng)副鏡7，如圖5、圖6所示。此主鏡1與副鏡弧臺(tái)43邊緣，有共同的曲率中心即球心3，建造這種巨大的主鏡全固定式全球差校正電波觀測鏡，首先要選擇一處合適地點(diǎn)，例如干擾少、氣流穩(wěn)定、可順南北方向布置的山谷，這樣可以利用地球自轉(zhuǎn)，做全面性的天體搜索。副鏡7也被由此通過主軸9的平面切成兩半，保留一半，如圖3所示，立靠在副鏡弧臺(tái)43邊上，其下方有動(dòng)力輪51，側(cè)邊有滑行桿57，分別嵌入各自的弧形軌道15槽內(nèi)，維持平衡與支撐，并可由強(qiáng)力馬達(dá)53帶動(dòng)，沿副鏡弧臺(tái)43南北運(yùn)行，焦點(diǎn)5在副鏡7中央偏上方位置處，由接收器支架45支撐，為電波接收器，副鏡7兩側(cè)各有數(shù)條纜索35牽引，以輔助并平衡動(dòng)力輪51的不足。一臺(tái)這種觀測鏡(圖5、圖6)不能將全天體搜索遍，要無遺漏，必須由南到北適當(dāng)間隔，共建造兩臺(tái)、三臺(tái)或四臺(tái)，每臺(tái)個(gè)別涵蓋由90度赤緯區(qū)，或60度、45度赤緯區(qū)，如此由北天極至南天極區(qū)都全無遺漏了，也因此副鏡弧臺(tái)43及主鏡1兩端延伸的長度適當(dāng)即可，無須達(dá)到頂部，而副鏡7自身分別向南、北爬坡，也達(dá)45度、30度或22.5度即可。如果副鏡7仍然太高大沉重，難以推動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)可再將焦點(diǎn)5往上移，縮小副鏡7至順利推動(dòng)為止，但如此若主鏡寬度不變，直徑則須加大若干。另外副鏡弧臺(tái)43上，也可容許兩臺(tái)以上的副鏡7，同時(shí)運(yùn)作搜索天體。
權(quán)利要求
1.一種主鏡半固定式全球校正觀測鏡，主要由主鏡、副鏡、弧形軌道、滑車帶、軌道支柱、纜索、支撐柱、大轉(zhuǎn)盤、接收器、接收器支架、動(dòng)力控制機(jī)構(gòu)組成，其特征在于主鏡為球面反射鏡，由一半圓球面截去不受校正作用的部分，并與弧形軌道有共同的曲率中心，此主鏡傾斜45度，立于一大轉(zhuǎn)盤上，背后由支撐柱支持，弧形軌道為兩平行軌道，兩端相連而成，由數(shù)支穿過主鏡體的軌道支柱支撐，支柱下方分別立于大轉(zhuǎn)盤上，副鏡兩側(cè)各有一滑車帶，將副鏡架合在兩條弧形軌道之間，前后滑移，滑車帶上通以電流，能感磁及去磁，以利副鏡穩(wěn)固于斜坡位置，或被順利推移，焦點(diǎn)處有接收器，以接收器支架支撐，并與副鏡邊緣相連接，副鏡另兩邊各系有數(shù)條纜索，分別通過主鏡上下方開口處，并引出至動(dòng)力機(jī)構(gòu)，輸出入電源與訊號(hào)管線，可順纜索線路出入，大轉(zhuǎn)盤在一水平位置上，繞一垂直的中軸旋轉(zhuǎn)，副鏡則由纜索拉動(dòng)，沿弧形軌道做上下共90度移轉(zhuǎn)，全部控制由電腦統(tǒng)籌處理，如此對(duì)水平以上空間都能進(jìn)行觀測。
2.一種主鏡全固定式全球校正觀測鏡，主要由主鏡、副鏡弧臺(tái)、副鏡、滑行桿、弧形軌道、動(dòng)力輪、強(qiáng)力馬達(dá)、纜索、接收器組成，其特征在于過主軸順南北方向，將主鏡及副鏡切成兩半，一邊為半邊球面主鏡，另一邊建副鏡弧臺(tái)，其上立一臺(tái)或數(shù)臺(tái)半邊副鏡，主鏡面截去不起校正作用的部分，與副鏡弧臺(tái)邊緣有共同的曲率中心，副鏡靠立于弧臺(tái)邊上，其側(cè)方有滑行桿，下方有動(dòng)力輪，由強(qiáng)力馬達(dá)帶動(dòng)，沿副鏡弧臺(tái)上的弧形軌道運(yùn)行，副鏡下方中央焦點(diǎn)處有接收器，兩側(cè)各有數(shù)條纜索，配合動(dòng)力輪一并牽引副鏡，在南北方向上運(yùn)行，主鏡不動(dòng)，只移動(dòng)副鏡，利用地球自轉(zhuǎn)，可以對(duì)所涵蓋的整片天體赤緯區(qū)進(jìn)行搜索。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全球差校正觀測鏡，其特征在于副鏡可將球面主鏡所造成的球面像差完整修飾，即令已造成散亂的球面像差反射光重新聚焦，且聚焦處有一致的相位疊加，其方式在于用幾何學(xué)方法，分別算出平行球面主鏡主軸的光波，被反射后，每一小束光線的方向與行進(jìn)距離，先取好焦點(diǎn)，先取好焦點(diǎn)，并決定一個(gè)常數(shù)值，再行推導(dǎo)，結(jié)果如同使每一小束光線被一反射面再反射后，都能通過焦點(diǎn)，且所經(jīng)全部路程，恰等于此一常數(shù)值，則此許多小光束的每一個(gè)再反射面的包跡，所形成的整體反射曲面，就是能將球面主鏡的全部球面像差，完整修飾的一臺(tái)副鏡。
全文摘要
一種全球差校正觀測鏡，可利用幾何方法計(jì)算出，平行球面鏡主軸的光波被反射后，每一小束光線的方向與行進(jìn)距離，并推導(dǎo)出一種副鏡，用以校正各反射線，使散亂的光線得以重新聚焦，且在聚焦處有相同的相位加成。用此副鏡與球面主鏡組合，代替拋物面系統(tǒng)，應(yīng)用在光學(xué)及電波觀測機(jī)構(gòu)中，會(huì)更具彈性。由此設(shè)計(jì)出，球面主鏡為半固定式及全固定式兩種觀測機(jī)構(gòu)，只要移動(dòng)副鏡，就能搜索整片空間景象。因此這種全球差校正觀測鏡，對(duì)微弱信號(hào)接收的極限本領(lǐng)，有可能獲得增長。
文檔編號(hào)G02B7/185GK1521527SQ03101938
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者汪仁虎 申請(qǐng)人:汪仁虎