Выбор оптической системы телескопа
На сегодняшний день инженерами и оптиками создано такое огромное количество оптических схем, типов дизайна и установки телескопа, что любитель астрономии, ставший перед выбором своего первого инструмента для наблюдения небес, находится в полнейшей растерянности от такого ассортимента. Человеку основательно подходящему к выбору телескопа необходимо понимать суть работы той или иной оптической схемы, учитывать множество моментов, связанных с тем, где и как будут проходить наблюдения и каким условиям эксплуатации будет подвержена оптика. Только разобравшись с подобного рода вещами, можно сделать по-настоящему осознанный и правильный выбор телескопа.
Рефракторы-ахроматы
Благодаря доступной для массового производства оптике и невысокой цене телескопы рефракторы ахроматы классического дизайна стали очень популярны, как у начинающих любителей астрономии, так и у опытных наблюдателей.
Объектив рефрактора, как правило, составляют две линзы, так называемый дублет – один элемент изготовлен из оптического стекла крона, а другой из флинта.
В рефракторе труба закрыта, что предотвращает появление конвективных потоков воздуха вдоль стенок трубы, которые способны заметно испортить изображение. Он менее требователен к юстировкам и аккуратным перевозкам, чем его зеркальные собратья, о которых рассказано ниже.
Телескопы рефракторы обычно выполняются длиннофокусными, с относительным отверстием порядка 1/10-1/12. Это позволяет уменьшить влияние множества аберраций и добиться более чёткого и контрастного изображения при наблюдениях с большими увеличениями. Такие телескопы прекрасно подходят для наблюдения Луны, планет и двойных звёзд.
Но в последнее время появились и более короткофокусные модификации рефракторов с относительным отверстием 1/5-1/6. Хотя, форсированные рефракторы сильнее подвержены хроматической аберрации, но в тоже время они обладают гораздо более компактными размерами и прекрасно подходят для широкоугольных наблюдений удивительных россыпей звёзд в Млечном Пути, диффузных туманностей и звёздных скоплений.
ED-рефракторы
Устройство этих телескопов во многом напоминает устройство обычных ахроматов, но в их объективах применяется специальное низкодисперсное ED-стекло (extra-low dispersion) вместо классических крона и флинта. Применение такого стекла гарантирует качественную и лучше исправленную от аберраций картинку. Благодаря усиленной механике таких рефракторов, они нередко пользуются большой популярностью у любителей астрофотографии. При разумных ценах, ED-рефрактор обеспечит прекрасные результаты наблюдений, но при этом всегда будет неприхотлив к юстировкам и прост в обслуживании.
Рефракторы-апохроматы
Телескопы апохроматы являются чем-то вроде hi-end в мире любительской астрономии. Объективы апохроматов в большинстве случаев содержат элементы из ещё более дорогого и совершенного низкодисперсного стекла флюорита. В оправе заключены сложные системы с применением более трёх линз, что обеспечивает наилучшую коррекцию аберраций и точное сведение пучков, как по длине волны с целью коррекции хроматической аберраций, так и по зонам объектива для коррекции сферической аберрации, комы и астигматизма.
Настолько оптически серьёзные инструменты, разумеется, снабжены настолько же превосходной механикой. Это высокоточные оправы объектива с возможностью точной установки и юстировки линз, и лёгкосплавные металлические, или углепластиковые трубы, изготовленные с прецизионной точностью, фокусёры имеющие запас грузоподъёмности для установки фотооборудования, мощные искатели.
Хотя эти телескопы и обладают наивысшей стоимостью на миллиметр апертуры среди всех систем, многие наблюдатели, стремящиеся к перфекционизму изображения или превосходным результатам в астрофото, отдают предпочтение именно апохроматам.
Рефлекторы системы Ньютона
Телескоп Ньютона это самый популярный инструмент среди опытных любителей астрономии. Такую популярность он заслужил удивительным сочетанием цена/возможности. Именно в Ньютонах единица апертуры имеет наименьшую стоимость, а как мы уже знаем, апертура является главным фактором определяющим мощность и возможности телескопа.
В телескопах Ньютона объективом выступает высокоточное вогнутое сферическое или параболическое зеркало, которое находится в нижнем конце трубы. Свет, собранный главным зеркалом, отражается на плоское вторичное зеркало, установленное в переднем конце трубы под углом 45°, которое в свою очередь и отражает конус света в сторону стенки трубы в окулярный узел. Ньютоны, как правило, имеют светосилу от 1/8-1/10 до максимально форсированных модификаций с 1/4-1/5.
Выходит, что для изготовления телескопа системы Ньютона необходимо точно изготовить лишь две оптические поверхности – поверхность главного зеркала и вторичного, вместо четырёх поверхностей обычного рефрактора ахромата. Но при этом телескоп рефлектор полностью лишён хроматической аберрации, главной проблемы рефракторов, и при умеренных светосилах обеспечивают превосходное качество изображения.
Изображение телескопа рефлектора будет лишь чуть менее контрастным, чем изображение аналогичного по апертуре рефрактора из-за наличия в первом центрального экранирования и более высокого светорассеивания на отражающих поверхностях зеркал.
Система Кассегрена и её модификации
В конце XVII-ого века французский скульптор и художник Гийом Кассегрен предложил модифицировать ранее предложенную двузеркальную систему Грегори. В системе Грегори за фокусом главного зеркала устанавливалось вогнутое вторичное зеркало, которое отражает пучок света обратно в центральное отверстие главного зеркала, за которым и находится окулярный узел. Кассегрен же предложил устанавливать вторичное зеркало перед фокусом главного и предать ему выпуклую форму. Благодаря этому система получилась компактней. В наши дни система Кассегрена в её классическом понимании практически не выпускается мировыми производителями, т.к. изготовление её оптики связано с множеством трудностей. А на практике, кроме несколько более компактных размеров, она не даёт весомого преимущества перед гораздо более простым Ньютоном.
Но сейчас существует множество модификаций этой системы. В оригинале Кассегрен содержит главное зеркало вогнутой параболической формы и вторичное выпуклой гиперболической. В начале XX-ого века Георг Ричи изготовил модифицированную и более светосильную систему Кассегрена с главным зеркалом гиперболической формы, предложенную ранее оптиком Кретьеном. Схема получила название Ричи-Кретьена. Данная система обеспечивает достаточно высокую светосилу и качественное фотографическое поле, благодаря чему и завоевала огромную популярность у профессиональных астрономов. Это первый зеркальный аплант – телескоп свободный от комы и астигматизма. Телескопы сотен обсерваторий всего мира, включая космический телескоп им. Хаббла изготовлены по системе Ричи-Кретьена.
Последнее время и любители астрономии не отстают от профессионалов. Множество известных брендов специализирующихся на производстве серьёзного астрономического оборудования предлагают любителям телескопы Ричи-Кретьена от 200-300мм до полуметра или даже метра в диаметре.
Что нужно знать при выборе телескопа?
Виды телескопов
Существуют следующие типы телескопов: рефракторы, рефлекторы и зеркально-линзовые, или катадиоптрические, телескопы.
Для создания увеличенного изображения небесных объектов в рефракторах используются оптические линзы, работа которых основана на явлении рефракции (или преломления) света. Такой телескоп обычно состоит из нескольких линз. Изготовление линз большого диаметра обходится дорого, поэтому диаметр объектива у линзовых телескопов обычно не превышает 150 мм.
К минусам относят сравнительно небольшой диаметр объектива и, как следствие, невысокую светосилу, наличие хроматических аберраций (цветовых искажений). С хроматическими аберрациями можно успешно бороться при помощи более сложной оптической схемы, однако это приводит к резкому росту стоимости изделия.
Телескопы-рефракторы диаметром 80-100 мм рекомендуются начинающим любителям астрономии, а для детей подходят недорогие модели диаметром 70-80 мм. Телескопы-рефракторы обеспечивают хорошую детализацию изображения, что позволяет задействовать их для изучения поверхности Луны.
Рефлекторы могут различаться по конструкции, однако все они собирают свет при помощи зеркала. Это позволяет делать такие телескопы значительно более компактными, светосильными и свободными от хроматических аберраций. Диаметр главного зеркала у телескопа-рефлектора достигает 250 мм и более. Дело в том, что изготовление большого зеркала обходится дешевле, чем производство линзы такого же размера.
Недостатками рефлекторов являются длинная открытая труба (потоки воздуха портят изображение, на зеркало попадает пыль), относительная недолговечность зеркал (со временем они темнеют и портят изображение) и заметная потеря света при отражении и при центральном экранировании (пропускание света рефлектором редко превышает 70 %).
У зеркально-линзового, или катадиоптрического, телескопа изображение формируется сложным объективом, содержащим как зеркала, так и линзы. Производить используемые в катадиоптрическом телескопе сферические зеркала технологически значительно проще, чем параболические или гиперболические, применяемые в телескопах-рефлекторах. Однако само по себе сферическое зеркало создает значительные сферические аберрации и непригодно для использования. В зеркально-линзовом типе телескопа аберрации сферического зеркала устранены за счет добавления в оптическую схему линзы особой кривизны — корректора.
Зеркально-линзовые телескопы, по сравнению с рефлекторами, имеют более короткую трубу, в них исправлены сферические аберрации. Однако из-за большего количества оптических элементов они обладают худшей яркостью и проницаемостью. Катодиоптрические телескопы подходят для наблюдения глубокого космоса, а также могут использоваться для фотосъемки небесных объектов.
Характеристики и параметры телескопов
Оптическая схема
Оптическая схема телескопа обычно состоит из двух частей — объектива и окуляра. Объектив создает промежуточное изображение удаленного объекта в фокальной плоскости, а окуляр подготавливает изображение для просмотра глазом. В оптической схеме могут использоваться линзы, зеркала, призмы. От оптической схемы зависят размеры и другие характеристики телескопа, а также его стоимость.
В телескопах применяются следующие оптические схемы: Галилея, Кеплера, ахромат, апохромат, Ньютона, Ричи-Кретьена, Шмидта-Кассегрена, Мактусова-Кассегрена.
В оптической схеме Галилея используются две линзы. В качестве объектива применяется собирающая линза, а в качестве окуляра — рассеивающая. Плюсами таких приборов считаются простота конструкции, низкая стоимость, неперевернутое изображение. Благодаря закрытой трубе в телескопах с этой оптической схемой не накапливается пыль. К недостаткам относят сильные хроматические аберрации (цветовые искажения) и малое поле зрения (большое фокусное расстояние при малом диаметре объектива).
В схеме Кеплера в окуляре вместо рассеивающей используется собирающая линза. Это увеличивает поле зрения, но при этом переворачивает изображение. Телескоп с перевернутым изображением нельзя задействовать для наблюдения за земными объектами. Самый большой недостаток оптической схемы Кеплера — наличие значительных хроматических аберраций. Для их снижения используют конструкции с малым относительным отверстием (большое фокусное расстояние при малом диаметре объектива). Во многих недорогих телескопах-рефракторах применяется оптическая схема Кеплера.
Ахромат — это телескоп-рефрактор, в котором исправлена хроматическая аберрация для двух цветов. В таком телескопе используется объектив, состоящий из двух различных линз. Благодаря неодинаковым показателям преломления световые лучи с разной длиной волны удается свести в одну точку.
Апохромат сделан по принципу ахромата, но в нем используются минимум три линзы из специально подобранных сортов стекла, что позволяет устранять хроматические аберрации для трех цветов.
Одна из самых распространенных оптических схем зеркальных телескопов — рефлектор Ньютона. Объектив состоит из вогнутого зеркала, которое фокусирует изображение, и плоского диагонального зеркала, которое проецирует изображение на окуляр. В простых моделях используется сферическое зеркало, в более дорогих — параболическое. Преимуществами данной схемы являются компактные размеры при большом входном диаметре, низкая стоимость, отсутствие сферических аберраций (искажений, вызванных сферической формой поверхности оптических элементов), устойчивость конструкции.
К недостаткам относят открытость конструкции (что приводит к попаданию пыли на зеркало), необходимость периодической юстировки, длительная тепловая стабилизация. Длина трубы у телескопов со схемой Ньютона во многом зависит от фокусного расстояния.
Оптическая схема Ричи-Кретьена является вариацией системы Кассегрена. Здесь используются главное вогнутое гиперболическое зеркало и вторичное выпуклое гиперболическое. Благодаря этому практически полностью отсутствуют сферические аберрации, но при этом остаются другие виды искажений. Одно из достоинств схемы Ричи-Кретьена состоит в том, что фокусное расстояние значительно больше длины трубы телескопа. Недостатком являются высокие требования к точности юстировки зеркал, которая может быть нарушена при транспортировке или при резком изменении температуры.
Телескопы со схемой Шмидта-Кассегрена относятся к зеркально-линзовым. В них используются главное вогнутое и вторичное выпуклое сферические зеркала, а перед ними на входе устанавливается коррекционная стеклянная пластина для компенсации сферических искажений.
Такая конструкция позволяет заметно уменьшить длину трубы телескопа. Телескопы со схемой Шмидта-Кассегрена долго приходят в тепловое равновесие при резком перепаде температуры.
Телескопы со схемой Мактусова-Кассегрена также относятся к зеркально-линзовым. В оптической схеме используются два сферических зеркала — вогнутое главное и выгнутое вторичное, на входе устанавливается массивный ахроматический мениск, на котором закрепляется вторичное зеркало. Данная схема позволяет практически полностью устранять сферические аберрации.
Схема Мактусова-Кассегрена немного длиннее и заметно тяжелее схемы Шмидта-Кассегрена. Из-за большой массы могут появляться проблемы, связанные с термостабилизаций. Если вынести телескоп на прохладный воздух, то для выхода на рабочий режим может понадобиться несколько часов.
Диаметр объектива
Диаметр светособирающей линзы или главного зеркала телескопа.
Многие астрономические объекты излучают очень мало света, поэтому их не видно невооруженным взглядом.
Задача телескопа не только увеличивать изображение, но и собирать как можно больше света. Величина диаметра объектива (также именуемого апертурой, или световым диаметром) определяет яркость и четкость всего, что можно наблюдать в телескоп. Чем больше апертура телескопа, тем выше его светосила, и тем шире возможности для наблюдения, которые он обеспечивает. Однако стоит помнить, что повышение диаметра объектива неизбежно ведет к увеличению габаритов, массы и стоимости телескопа.
Известны примерные значения апертуры для различных видов наблюдения. Для изучения поверхности Луны рекомендуются рефракторы с диаметром объектива 70-120 мм, для наблюдения за объектами солнечной системы нужна апертура 120-150 мм, для работы с туманностями и другими объектами глубокого космоса требуется апертура не менее 200 мм. Приобретение телескопа с еще большей апертурой оправдано, если планируется производить наблюдения в малонаселенной местности, где ночное небо максимально темное.
При выборе телескопа также нужно иметь в виду, что яркость получаемого изображения зависит не только от апертуры, но и от оптической системы. Например, из-за больших потерь в зеркальных системах 100 мм рефрактор примерно соответствует 120-130 мм рефлектору.
Диаметр объектива определяет максимальное полезное увеличение телескопа.
Фокусное расстояние объектива
Оптическая схема телескопа обычно состоит из двух частей — объектива и окуляра. Объектив создает промежуточное изображение удаленного объекта в фокальной плоскости, а окуляр подготавливает изображение для просмотра глазом.
Расстояние от оптического центра объектива до фокальной плоскости называется фокусным расстоянием.
От фокусного расстояния объектива зависит увеличение телескопа. Увеличение телескопа можно вычислить, разделив фокусное расстояние объектива на фокусное расстояние окуляра.
От фокусного расстояния также зависят относительное отверстие и светосила объектива.
Светосила равна отношению диаметра объектива к фокусному расстоянию. Светосила характеризует количество света, которое объектив способен «захватывать». Чем выше эта величина, тем лучше видно в телескоп слабосветящиеся небесные объекты.
Чем больше фокусное расстояние, тем меньше светосила телескопа, но тем выше его увеличение. Чрезмерное увеличение при малой светосиле не имеет смысла, поэтому важно соблюдать баланс фокусного расстояния и остальных характеристик телескопа.
Макс. полезное увеличение
Максимальное увеличение телескопа, при котором можно получать приемлемое по качеству изображение.
Оптическая схема телескопа обычно состоит из двух частей — объектива и окуляра. Объектив создает промежуточное изображение удаленного объекта в фокальной плоскости, а окуляр подготавливает изображение для просмотра глазом.
Увеличение телескопа можно вычислить, разделив фокусное расстояние объектива на фокусное расстояние окуляра.
При выборе окуляра с минимальным фокусным расстоянием можно получать высокие показатели увеличения телескопа, однако при этом качество изображения заметно снижается. Значительно превышать увеличение телескопа не рекомендуется.
Максимальное полезное увеличение телескопа обычно равно удвоенному значению диаметра объектива, измеренного в миллиметрах. Так, для телескопа с объективом 60 мм максимальное полезное увеличение составляет 120x.
Однако в некоторых случаях производители телескопов исходят из других критериев оценки и рассчитывают максимальное полезное увеличение телескопа по другим критериям.
Монтировка
Монтировка — это механизм для наведения телескопа на изучаемый объект звездного неба.
Различают два основных типа монтировок — азимутальную и экваториальную.
Азимутальная монтировка по своей конструкции похожа на панорамную головку от штатива для фототехники. Она может наклонять телескоп вверх и вниз (регулировать положение телескопа по высоте) и поворачивать его влево и вправо (изменять положение по азимуту).
Азимутальная монтировка имеет простую конструкцию, поэтому удобна в использовании и обходится дешевле экваториальной. Кроме того, она подходит для наблюдения наземных объектов. Азимутальная монтировка имеет существенный недостаток. Ось вращения Земли и ось телескопа при азимутальной монтировке не совпадают, поэтому для компенсации вращения Земли необходимо постоянно перестраивать телескоп сразу по двум плоскостям. Это усложняет эксплуатацию прибора и делает невозможным фотографирование звездного неба с длительными выдержками.
Некоторые азимутальные монтировки могут управляться компьютером, что во многом упрощает наведение телескопа и коррекцию его положения во время наблюдений.
Азимутальная монтировка рекомендована начинающим астрономам.
Монтировку Добсона можно считать простейшим вариантом азимутальной монтировки. Она может выполняться в настольном и напольном вариантах.
Экваториальная монтировка, так же как и азимутальная, имеет две оси вращения.
Эти оси наклоняемы, так что одну ось можно выставлять параллельно оси вращения Земли, а вторую — в плоскости небесного экватора. В результате для компенсации движения Земли достаточно поворота телескопа в одной плоскости.
Экваториальная монтировка позволяет наводить телескоп, используя координаты звездного неба, что необходимо для поиска неярких небесных объектов. Также она прекрасно подходит для фотографирования звездного неба.
Перед использованием экваториальной монтировки необходимо провести ее юстировку.
Искатель
Тип искателя телескопа.
Искатель – это специальное устройство для предварительного наведения телескопа на изучаемый объект. Поле зрение искателя больше, чем у телескопа, поэтому с помощью него намного проще «поймать» наблюдаемую звезду или планету.
По конструкции искатели можно разделить на два типа: оптический и искатель с красной точкой.
Оптический искатель представляет собой миниатюрную зрительную трубу с увеличением 4-8x, оптическая ось которой параллельна оптической оси телескопа.
Для наведения телескопа обычно используется перекрестие, которое видно в искателе.
Искатель с красной точкой работает по принципу коллиматорного прицела. На стеклянную пластину проецируется красная точка, которая всегда указывает на то место, куда направлен телескоп вне зависимости от положения глаза наблюдателя. Благодаря этому, не требуется вплотную приближать глаз к искателю для наведения телескопа. Искатель с красной точкой не увеличивает изображение и обеспечивает широкое поле зрения.
В некоторых телескопах искатель отсутствует, но предусмотрена возможность установки опционального искателя (он приобретается отдельно).
Автоматическое наведение
Возможность автоматического наведения телескопа на нужный небесный объект.
В некоторых моделях телескопов установлен механизм для автоматического наведения. Для того чтобы произвести наведение, нужно ввести координаты звезды или выбрать ее из электронного каталога, который обычно поставляется вместе с телескопом.
Автоматическое наведение упрощает работу новичкам и экономит время опытных пользователей.
Популярные производители телескопов
BRESSER, Celestron, Fancier, iOptron, Levenhuk, Meade, National Geographic, Sky-Watcher, Sturman, Synta, Veber, НПЗ
Для выбора качественного телескопа с оптимальными параметрами, смотрите видео обзоры и читайте отзывы покупателей на нашем сайте.
Объяснение ахромата от SPIE Press
Optipedia • Книги SPIE Press открыты для вашего ознакомления.
Выдержка из книги «Основы оптического проектирования инфракрасных систем», второе издание
Тонкий ахромат может быть скорректирован на сферическую аберрацию третьего порядка, кому и осевую хроматическую аберрацию. Комбинация состоит из положительного и отрицательного элемента. Чтобы устранить осевую хроматическую аберрацию, должно соблюдаться простое соотношение между степенями и числами Аббе двух элементов. Это отношение равно
И, поскольку φ = φ A + φ B ,
Процесс вывода полного рецепта здесь слишком прямолинеен, но слишком громоздкий, чтобы включать его в себя.
1
Радиусы как коэффициент фокусного расстояния ахромата перечислены в таблице ниже для двух объективов: одного для MWIR и одного для LWIR. Для объектива MWIR были выбраны материалы из кремния и германия, а для объектива LWIR была выбрана комбинация Amtir-1/сульфид цинка. Амтир — это аббревиатура от аморфного материала, пропускающего инфракрасное излучение. Состав Амтир-1: 33 % Ge, 12 % As и 55 % Se.
Радиусы линз для двух выбранных ахроматов.
| Spectral region | MWIR (3 – 5 μm) | LWIR (8 – 12 μm) |
| Front element | Silicon | Amtir-1 |
| R 1 | 0,97 е | 1 е 903019 | 3. 25 f | 6 f |
| Rear element | Germanium | Zinc sulfide |
| R 3 | 4 f | −6 f |
| R 4 | 2 f | −24 f |
Этот выбор является хорошей отправной точкой, которая быстро приводит к хорошим решениям с точки зрения оптимизации с помощью компьютера после добавления толщины и интервалов.
Ссылка
- М. Дж. Ридл, «Тонкий ахромат», Дизайн электрооптических систем, Cahners Publishing Co. (сентябрь 1981 г.), страницы 49–52.
Ссылка:
М. Ридл, Основы оптического проектирования для инфракрасных систем, второе издание , SPIE Press, Беллингем, Вашингтон (2001).
Посмотреть условия использования SPIE.
Выдержка из
Основы оптического проектирования инфракрасных систем, второе издание
Макс Дж. Ридл
Член: 49,30 долларов США
Не член: $58.00
дизайнов ахроматических и апохроматических рефракторов — Starizona
Вверху: Оптическая схема типичного телескопа-рефрактора
В этом разделе подробно описаны оптическая схема и присущие телескопам-рефракторам аберрации. Более общий обзор этой конструкции см. на странице Refractors. Обзор терминов оптического дизайна см. в разделах «Оптические аберрации» и «Оптический дизайн».
Конструкция ахроматического рефрактора
Простая линза фокусирует свет с разной длиной волны в разные точки. В частности, красный свет фокусируется дальше от линзы, чем синий свет. Это продольная хроматическая аберрация.
При фокусировке на зеленый свет, к которому человеческий глаз наиболее чувствителен, красный и синий цвета окажутся не в фокусе, что приведет к размытому изображению.
Ахроматический рефрактор использует два куска стекла с разными оптическими свойствами для фокусировки двух цветов в одной точке.
В обычной конфигурации положительная линза изготовлена из кронового стекла. Это стекло имеет низкую дисперсию, рассеивая цвета в меньшей степени. Затем в качестве отрицательного элемента используется элемент из бесцветного стекла с более высокой дисперсией. При правильном выборе это приводит к совпадению красной и синей длин волн в одном фокусе. Зеленый все же немного отличается, но разница относительно невелика. (На диаграмме выше линза слева — это положительная корона, вторая линза — отрицательный кремень.)
Чем меньше дисперсия стекла короны, тем меньше остаточная хроматическая аберрация (разница между зеленым и красным/синим фокусом).
Многие телескопы теперь используют очки со сверхнизкой дисперсией (ED) для минимизации хроматических аберраций. Их иногда называют апохроматическими рефракторами, но они не соответствуют строгому определению апохромата, как указано ниже.
Вместе две линзы составляют объектив зрительной трубы. Объектив бывает двух основных конфигураций: цементный и с воздушным пространством. Цементированный объектив имеет одинаковую кривизну на внутренних поверхностях линз (вторая и третья оптические поверхности). Это устраняет возможные степени свободы от дизайна. Этот тип объектива обычно имеет больше комы, чем объектив с воздушным промежутком, и обычно встречается только в конструкциях с очень маленькой апертурой и медленным фокусным расстоянием. Объектив с воздушным пространством дает две дополнительные степени свободы (другая кривизна поверхности и толщина воздушного пространства), что позволяет лучше контролировать кому.
Аберрации ахроматического рефрактора
Основной аберрацией ахроматического рефрактора является продольная хроматическая аберрация.
Боковой цвет, как правило, не является проблемой. Присутствуют как кома, так и внеосевой астигматизм, что может быть проблематичным для широкоугольной визуализации. Объектив с воздушным пространством имеет меньше комы, чем цементированный. Двойные объективы страдают от небольшого сферохроматизма , когда сферическая аберрация устранена в зеленом свете, но есть небольшая недокоррекция в красном и небольшая перекоррекция в синем. Кривизна поля существует, поэтому широкоугольная фотография может быть затруднена без линзы-корректора, хотя ограничивающим фактором с ахроматом почти всегда является хроматическая аберрация. Как и в большинстве телескопов, искажения незначительны.
Конструкция апохроматического рефрактора
Строгое определение апохроматизма — это когда три длины волны света фокусируются в одной точке. Обычно для этого требуется третья линза в объективе. Нормальная конфигурация представляет собой положительную низкодисперсионную коронку в сочетании с двумя высокодисперсионными кремнями, одним отрицательным и одним положительным.
Линзы могут быть цементными, с воздушной прослойкой или их комбинацией. Иногда также можно увидеть тройные линзы с масляным промежутком, в которых воздушное пространство заполнено иммерсионным маслом. Разнесенные триплеты, как и разнесенные дублеты, имеют больше степеней свободы, что позволяет лучше исправлять аберрации.
В триплете красный, зеленый и синий свет сводятся к одному фокусу. Это оставляет другие цвета, такие как фиолетовый, не в фокусе, поэтому остается остаточный цвет, как в ахромате, но его количество значительно меньше. Большее количество элементов объектива также означает лучшую коррекцию других аберраций, таких как кома и сферохроматизм.
Возможны альтернативные конструкции, такие как четырехэлементная конструкция Petzval, популяризированная TeleVue. В этой конструкции используется дублет с большим фокусным расстоянием (более f / 10) и низкой дисперсией в сочетании с двумя элементами, расположенными дальше по оптическому пути, которые ускоряют фокусное расстояние и выравнивают поле.