Зеркально-Линзовые Системы

Зеркально-Линзовые Системы, катадиоптрические системы, оптические системы, содержащие как отражающие поверхности (зеркала), так и линзы. В некоторых зеркально-линзовых системах зеркала выполняют чисто конструктивные функции (изменение направления светового пучка, уменьшение габаритов прибора и т. п.), не влияя на качество изображения. Примером таких систем могут служить зеркально-линзовые конденсоры микроскопов (см. Микроскоп). В др. случаях зеркала играют основную роль в образовании изображений, а линзы служат главным образом для исправления аберраций, вносимых зеркалами (см. Аберрации оптических систем). Оптические свойства зеркал не меняются при изменении длины волны падающего света (т. е. зеркала ахроматичны), поэтому зеркально-линзовые системы широко применяются в случаях, когда оптическая система должна обладать большим фокусным расстоянием и большим диаметром (объективы телескопов, длиннофокусные фотографические объективы, геодезические инструменты высокой разрешающей силы).

Одна из основных областей применения зеркально-линзовых систем - астрономия (см. Зеркально-линзовый телескоп, Максутова телескоп, Менисковые системы, Шмидта телескоп, Супер-Шмидт). Сочетание зеркал разной формы и различных комбинаций линзовых компенсаторов позволило создать зеркально-линзовую систему с большими углом зрения и светосилой (рис. 1,а,б), уменьшить длину астрономических приборов (рис. 1, в).

Рис. 1. Оптические схемы астрономических зеркально-линзовых систем с линзовыми компенсаторами аберраций: а - сверхсветосильный объектив с большим углом зрения (до 30°), применяемый для фотосъемки движущихся небесных тел, например метеоров; исправлены все аберрации за исключением кривизны поля изображения; б - телескоп с параболоидальным зеркалом; исправление комы компенсатором У. Росса увеличивает поле зрения системы; в - система Г. Г. Слюсарева и В. С. Соколовой с параболическим большим зеркалом и сферическим малым; исправлены все аберрации, кроме дисторсии; длина системы значительно меньше ее фокусного расстояния.

Зеркально-линзовые системы используются в качестве светосильных (относительное отверстие до 1 : 0,8) фотографических объективов (рис. 2, а) и телеобъективов.

Рис. 2. Оптические схемы зеркально-линзовых фотографических объективов: а - объектив конструкции Д. С. Волосова и Д. Ю. Гальперна с асферическим зеркалом и одним афокальным компенсатором; 6 - объектив, построенный по усложненной схеме Кассегрена с двумя сферическими зеркалами и двумя афокальными компенсаторами (один - в параллельном пучке, второй - в сходящемся).

У этих систем сравнительно небольшое поле зрения, однако их разрешающая способность, как правило, выше, чем у линзовых объективов с такими же характеристиками. Поле зрения может быть несколько увеличено построением объектива по схеме рис. 2, б. С сер. 20 в. З.-л. с. начали применяться при конструировании объективов микроскопов.

Рис. 3. Оптические схемы иммерсионных зеркально-линзовых объективов микроскопов: а - конструкции В. А. Панова; б - конструкции Д. С. Волосова.

Типичные схемы приведены на рис. 3, а, б. Такие объективы обычно взаимозаменяемы с линзовыми, но обладают рядом преимуществ, особенно при исследовании в лучах, находящихся за пределами видимой области спектра (малость остаточной хроматической аберрации зеркально-линзовых систем, обусловленная ахроматичностью зеркал, позволяет производить фотографирование в ультрафиолетовых лучах по визуальной фокусировке).

Ахроматичность и высокий коэффициент отражения зеркал в широкой спектральной области обусловили использование зеркально-линзовых систем и в других приборах, работающих в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра (в частности, в спектральных приборах); входящие в состав таких систем линзы изготовляют из специальных материалов (кварц, флюорит, фтористый литий и др.).