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Blog de diseño óptico
Telephoto
Telephoto
Ocular 10x Apocromático.
Telescopio
Argunov-Cassegrain
En este enlace podemos ver otro diseño diferente de un telescopio Maksutov-Newton, el cual tiene características diferentes. El artículo lo escribo de nuevo para que el lector tenga toda la información en esta misma página.
En la siguiente entrada vamos a repasar los fundamentos de un telescopio y mostraré un diseño propio.
La misión principal de un telescopio es permitirnos ver o apreciar detalles de objetos muy lejanos. Existen muchas configuraciones de telescopios; algunos utilizan espejos, otros solo lentes y existen combinaciones de ambos. El tipo que presento es telescopio conformado por lentes y espejos, es decir, del tipo catadióptrico. Concretamente es una versión propia de un Argunov-Cassegrein.
Existe muchísima documentación entorno al campo de los telescopio. Aquí dejo algunos enlaces de interes:
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http://aam.org.es/images/GCP/Fundamentos_de_telescopios_para_aficionados.pdf
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http://www.astrosurf.com/astronosur/docs/Telescopios.pdf
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http://www.castello.es/archivos/560/Telescopios_y_sus_monturas.pdf
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http://brilloestelar.com/articulos/manual/03_telescopios.pdf
En todos los telescopios se cumple que la focal del primer grupo (objetivo) coincide con la focal del segundo grupo. Esto convierte al telescopio en un sistema afocal, ya que los rayos paralelos al eje saldrán paralelos al pasar por el ocular.
En un telescopio hay varias características muy importantes.
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El aumento lateral en un telescopio se calcula dividendo la focal del telescopio entre la focal del objetivo.
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La luminosidad del telescopio se calcula dividiendo la focal del telescopio entre el diámetro del telescopio.
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Otra característica es que el primer grupo tiene una distancia focal mucho más grande que el segundo. En la Figura 1 vemos un esquema del telescopio.
El telescopio que presento tiene una focal de 3521 mm, un f/8, donde el espejo principal diámetro de 406 mm. El FOV del sistema de 2º, un poco mas de lo común, que suele ser 1º o 1.5º.
En la Figura 1 vemos las características que tiene el telescopio. En los enlaces anteriores se explican con detalle como calcular y que son las características de un telescopio.
En la Figura 2 se expone el diseño del telescopio.
Figura 1. Características del telescopio catadióptrico
Figura 2. Informe del telescopio catadióptrico
El sistema esta compuesto por un menisco negativo situado a la entrada del telescopio, seguido de un espejo principal. A continuación encontramos tres lentes antes del espejo secundario. Para este diseño ha sido necesario utilizar un "doble paso", ya que la luz pasa dos veces por las lentes situadas antes del espejo secundario. La primera vez cuando es reflejada por el espejo primario y la segunda vez cuando es reflejada por el espejo secundario. Por ultimo, en el porta ocular vamos a encontrar una lente y un doblete seguido de un espejo plano que va a inclinar la luz. En este sistema he situado delante del espejo secundario un apertura que bloquea los rayos provenientes de la primera superficie. Vemos que hay rayos que cruzan el espejo secundario porque he utilizado puntos del campo X e Y.
El telescopio presentado es limited diffracted, tal y como podemos comprobar el gráfica de la MTF. En este gráfica vemos que la MTF teórica tiene una pendiente acusada. Eso se debe a la apertura situada delante del espejo secundario. Este sistema esta bien como ejemplo teórico, pero no sería bueno si fuera llevado a la práctica. Para llevarlo a la practica necesitaría reducir el diámetro del espejo secundario y el de las lentes que hay justo delante de el.
En las gráficas de la Ray Fan y la OPD vemos que sistema esta bien compensado, mostrando un poco de coma conforme nos acercamos al extremo del campo. Es destacable las escalas de las gráficas, 10 micras y 0.5 waves respectivamente. Esta afectación de coma se ve también en la gráfica de la WaveFront Function, donde vemos un borde mas elevado.
El Spot Size RMS es mucho menor al radio de Airy en todos los campos, especialmente en los semi-campos de 0º a 0.6º, tal y como se observa en la gráfica del Spot Diagram. En este caso el coma es muy evidente, pero queda totalmente dentro del disco de Airy.
La aberración esférica es introducida sobre todo por grupo de lentes que hay delante del espejo secundario. Parte de la aberración esférica es finalmente compensada por el grupo de lentes que hay delante del espejo plano paralelo que hay detrás del espejo primario. Los espejos no introducen casi aberraciones debido a que el espejos primario es elíptico y el secundario hiperbólico . Aunque he hecho hincapié en los defectos del sistema, podemos ver en el informe que la aberración esférica es de -0.143 waves y el coma 0.253 waves.
El sistema tiene una distorsión menor al 0.35%, la curvatura de campo es menor 0.20 milimetros (este valor lo encuentro un poco alto para la precisión que requiere un sistema como este). El telescopio es acromático con un rango de desplazamiento focal máximo de 7.056 micras, el color lateral es menor a 2 micra y la aberración longitudinal es inferior a al 0.08 milimetros. La iluminación relativa es prácticamente del 100% en todo el campo.
Dejo imágenes donde podemos ver como se vería una imagen simulada y como es la irradiancia del sistema.
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Muchas gracias y hasta otra.
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