Ritchey-Chrétien望远镜(简称R-C望远镜)

光学结构:
(物镜端)

(目镜端)
R-C望远镜看起来和折反射望远镜很像,看起来就像一个没有斯密特改正镜的斯-卡望远镜,可是它是纯粹的反射望远镜,光学系统中主镜、副镜都是反射镜。可以认为R-C望远镜是专业的卡塞格林望远镜,被设计用来消除彗形像差,与常规的卡塞格林望远镜相比较,相对地能提供更大的视野。
R-C望远镜的设计可以消除第三阶的彗形像差和球面像差,但是他仍有第五阶的彗形像差,一些大角度的像散和比较严重的视场弯曲。当在对焦的中途,在纵分和正切的对焦面上星点会成为圆圈,使R-C望远镜非常适合从事广视野和摄影的观测。和使用其他卡塞格林装置的反射镜比较,在给定的焦长下,R-C望远镜有非常短的镜筒组合和紧密的设计。R-C望远镜也提供良好的离轴光学性能,但由于其主镜和副镜都是双曲面镜,存在加工精度和难度的问题,因此成本普遍很高。
著名的哈勃太空望远镜就是R-C结构的,不过为了矫正主镜的球面像差这一制造缺陷,而增加的“太空望远镜光轴补偿校正光学”(COSTAR)使得整个光学系统中存在了折射镜片。

若干年后的2004年,MEADE推出Advanced Coma-Free(ACF)结构的望远镜时,将其称之为R-C系统,并引发了一场到底ACF是不是R-C的争论。支持MEADE的一方将哈勃望远镜作为证据,而反对MEADE的一方认为它纯粹是为了借R-C的光做商业促销而已。
对MEADE望远镜的使用者们来说,用只要R-C望远镜一半甚至不到的价格,购买到素质与R-C望远镜相当的ACF望远镜,这不能不说是一件好事。
比较一下几种结构相似的光学系统:
施-卡:非球面平板校正镜,球面副镜,球面主镜
ACF:特种形状平板校正镜,非球面副镜(双曲面镜),球面主镜
R-C: 没有平板校正镜,双曲面镜副镜,双曲面主镜
望远镜
天文望远镜, 望远镜
通常情况下,运动望远镜按照棱镜系统分类,而天文望远镜则按照光学系统分类。
运动望远镜几乎都是折射式,除了某些特殊产品,为了有效降低系统长度和便于携带,大多数运动望远镜都有棱镜系统,较常见的有屋脊,普罗棱镜。
屋脊望远镜

采用屋脊棱镜,优点是体积紧凑,便于日常携带使用,缺点是棱镜形状复杂,成本较高。
屋脊望远镜优点:
● 重量轻,体积紧凑,便于日常携带使用
● 外形美观
屋脊望远镜缺点
● 棱镜复杂,加工成本高,同等口径价格高
● 大口径规格体积优势不再明显
普罗望远镜

采用直角棱镜,优点是棱镜简单,较低成本即可达到较佳效果,缺点是体积相对比较大。
普罗望远镜优点:
● 结构简单,成本低
● 同等价格一般光学性能较好
普罗望远镜缺点
● 同等口径产品体积重量相对屋脊大
● 体积不能做得很小
望远镜
双筒望远镜
折射望远镜采用透镜作为主镜,光线通过镜头和镜筒折射汇聚于一点,称为”焦平面”。
长期以来,折射望远镜的薄壁长管结构外观,和百年前伽利略时代无太大区别,但现代的优质光学玻璃、多层镀膜技术使您可以体会伽利略从未梦想过的精彩天空。

对于希望简便的机械设计、高可靠性、方便使用的人来说,折射式望远镜是很受欢迎的设计。
因为焦距由镜管的长度决定,通常超过4英寸口径的折射望远镜将变的非常笨重和昂贵,这在一定程度上限制了折射望远镜的经济口径,但对于更喜欢操作的易用性和通用性的初学者,折射望远镜仍然是是一个很好的选择。
因为具有宽广的视野,高对比度和良好的清晰度,折射望远镜同时也是受欢迎的热门选择。
折射望远镜优点:
● 易于设置和使用
● 简单和可靠的设计
● 很少或不需要维护
● 观测月球、行星、双星表现出色,尤其是较大口径的产品
● 易于地面观景
● 不需要第二反射镜或中心遮挡,具有高对比度
● 具有较好的消色差设计,和极好的APO高消色差、萤石设计规格
● 密封的镜筒避免了空气扰动图像并保护光学镜片
● 物镜永久固定式安装,无需校正
折射望远镜缺点:
● 大口径规格比较昂贵
● 较重,长度和体积比同等口径和焦距的牛顿反射或折反望远镜更大
● 增大口径的成本因素限制了商业产品的最大尺寸,经济的设计大多为中小口径产品
● 存在一些色彩畸变(消色差双胶合透镜)
望远镜
天文望远镜, 望远镜
牛顿反射望远镜采用抛物面镜作为主镜,光进入镜筒的底端,然后折回开口处的第二反射镜(平面的对角反射镜),再次改变方向进入目镜焦平面。
目镜为便于观察,被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。

牛顿反射望远镜用平面镜替换昂贵笨重的透镜收集和聚焦光线,从而使您的每一分钱提供更加多的光线会集的力量。
牛顿反射望远镜系统使您能拥有焦距长达1000mm而仍然相对地紧凑和便携的望远镜。
因为主镜被暴露在空气和尘土中,牛顿反射器望远镜要求更多维护与保养。
然而,这个小缺点不阻碍这个类型望远镜的大众化,对于那些想要一台价格经济,但仍然可以解决观测微弱,遥远的目标的用户来说,牛顿反射望远镜是一个理想的选择。
由于光学系统的原理,牛顿望远镜的成像是一个倒像,倒像并不影响天文观测,因此牛顿反射望远镜是天文学使用的最佳选择。通过正像镜等附加镜头,可以将图像校正过来,但会降低成像质量。
牛顿反射望远镜优势:
● 和折射和折反望远镜,同样口径成本最低,因为大口径的反射镜比透镜的生产成本低很多。
● 紧凑合理,便携性好,焦距可达1000mm以上
● 由于焦比普遍较短(f/4到f/8),更容易的获得较大的视野,具有较好的微弱深空天体观测性能,例如遥远的星系、星云和星团(但不是很方便,难度大于折反望远镜)
● 长焦距的牛顿式望远镜可以获得卓越的行星外观,具有较好的月球和行星的观测性能
● 由于采用反射镜作为主镜,无色差
● 由于光线无须穿透物镜(它只从镜子的表面反射),所以不需要特别的玻璃材料,只需要能掌握住正确的反射面形状,且只需要处理一个表面(折射镜通常需要处理四个表面),因此非常适合非专业人士自制DIY。
● 目镜的位置在望远镜统前端,与短焦比结合可以使用短而紧凑的架台系统,减少费用和增加便利性。
牛顿反射望远镜缺点:
● 一般不适合地面应用
● 容易产生彗形像差,造成影样偏离轴心扩散的变形现象。这种扩散在光轴上为零,随着镜子的视域呈线性的增加,也与焦距除以口径的商(焦比)的平方反比来扩散。
通常在焦比大于f/6的系统,彗形像差已经可以忽略掉,不会影响目视或摄影的结果。
焦比小于f/4的系统,虽然不能忽视彗形像差,但可以借由广视野和低倍率成像来避免。
透镜也可以用在修正牛顿主镜的彗形像差上,让影像恢复原有的明锐(所谓的“施密特-牛顿式”)。
● 由于第二反射镜在光路的中间,会遮蔽掉部分的光线,支撑结构还会造成衍射形成所谓的“蜘蛛网”,并且降低对比(相对折射望远镜略有光线损失)。使用二或三支脚的支撑可以减少视觉上的“蜘蛛网”。减少衍射的肩峰值强度更可以以四的因次有效的增强对比,但圆形的“蜘蛛网”通常是因支撑不稳,而由风造成摆动形成的惩罚。虽然四只脚的支撑能比三只脚更有效的消除“蜘蛛网”,但三支脚造成的“蜘蛛网”会给人一种审美上的良好观感。
● 牛顿反射望远镜的校准是个问题。主镜和次镜的准直性会因为运输和操作时的震动而偏离,这意味着望远镜可能在每次使用前都需要校准。
望远镜
天文望远镜, 望远镜
施密特-卡塞格林望远镜(Schmidt-Cassegrain)属于折反射(Catadioptrics)类别。
施-卡望远镜的设计是以伯恩哈德·施密特的施密特摄星仪为基础:
使用球面镜做主镜(沿袭施密特摄星仪的设计)
以施密特修正板来改正球面像差
承袭卡塞格林的设计,以凸面镜做次镜,将光线反射穿过主镜中心的孔洞,汇聚在主镜后方的焦平面上(有些设计会在焦平面的附近增加其他的光学元件,例如平场镜)。
施密特-卡塞格林在制造商提供给消费者的望远镜上非常普遍,因为球面的光学表面不仅比长焦距的折射式望远镜容易制做。虽然这类望远镜比同口径的反射式望远镜价格要更昂贵,但是由于紧密的光学设计使它在依订设计的口径之内很容易携带,使它在严谨细致的天文爱好者中更受青睐,已经成为目前主流的业余高端天象观测仪器。高的焦比意味着它不同于前身的施密特摄星仪,不是一架广角的望远镜,但是它狭窄的视野很适合观测行星和深空天体。
美国制Celestron星特朗C9.25施密特-卡塞格林式望远镜它有许多的变形(双球面镜、双非球面镜、或球面镜与非球面镜各一),可以被区分为两种主要的设计形式:紧密的和非紧密的。在紧密的设计中,修正板靠近或就在主镜的焦点上;非紧密的修正板则靠近或就在主镜的曲率中心上(焦距的两倍距离)。紧密设计的典型例子就是Celestron和Meade的产品,结合一个坚固的主镜和小而曲率大的次镜。这样虽然牺牲了视野的广度,但可以让镜筒缩成很短。多数紧密设计的Celestron和Meade的主镜焦比是f/2,而次镜是负f/5,产生的系统焦比是f/10。须要提出的例外是Celestron的C-9.25,主镜的焦比是f/2.3,次镜的焦比是f/4.3,结果是镜筒比一般紧密型的要长,而视野比较平坦。
非紧密的设计让修正板靠近或就在主镜的曲率中心上,一种非常好的施密特-卡塞格林设计例子是同心,就是让所有镜面的曲率中心都在一个点上:主镜的曲率中心。在光学上,非紧密型的设计比紧密形的能产生较好的平场和变型的修正,但镜筒在长度上却有所增加。
在施密特-卡塞格伦系统,光通过薄的非球面校正透镜进入镜筒,然后接触球面主镜。
被球面主镜反射的光线折回镜筒开口中部的第二反射镜,然后再次被第二反射镜反射,光线通过镜筒内部中间的管子聚集在目镜形成图象。

在世界各地被销售在3。5”以上的口径的望远镜,折反望远镜是现代应用最普遍和最多的光学设计。
折反望远镜结合透镜和镜子的优点并消灭他们的缺点,可以同时提供折射型望远镜的高清晰和对比,以及反射型望远镜的低色差。
折反望远镜的平均焦比f/10,因此大多类型足够满足摄影需要。
因为所有光学元件都被牢固的安装和校准,他们也是更加容易维护。
折反望远镜提供了聚光力、长焦距、便携和经济性的最好组合。
施密特-卡塞格林优点:
● 最佳全能望远镜设计
● 结合反射镜和光学透镜双方优势并同时消除其弊端
● 优良光学影像,高锐度和较开阔的视场
● 优秀的深空天文观测性能
● 很好的月球、行星和双星观测性能
● 优秀的摄影和地面观景性能
● 焦比一般约为f/10
● 封闭设计降低空气气流对图像的扰动
● 非常紧凑和便携
● 使用方便
● 耐用和几乎无需维修
● 相对同等口径折射望远镜,大口径时具有更合理成本
● 最多才多艺型望远镜
● 比其他类型的望远镜有更多配件
● 在所有望远镜类型中近焦能力最好
施密特-卡塞格林望远镜缺点:
● 比同等口径的牛顿反射镜更昂贵
● 由于第二反射镜的遮挡,相对折射望远镜略有光线损失
望远镜
天文望远镜, 望远镜