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Blog de diseño óptico
Telephoto
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Ocular 10x Apocromático.
Telescopio
Maksutov-Newton
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 Maksutov-Newton.
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 900 mm, un f/4.2, donde el espejo principal tiene un diámetro de 214 mm pero las lentes tienen un diámetro de casi 300 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 formado por un doblete, seguido de un espejo principal, uno secundario y un relé de lentes en el porta-ocular. 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. A 95 ciclos por mm el sistema tiene un rendimiento aproximado del 45%.
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 menor al radio de Airy en todos los campos, tal y como se puede ver en la gráfica del Spot Diagram. En este caso, comprobamos, como hemos dichos antes, que la imagen en en semi-campo de 1º tiene un poco de coma, pero también se comprueba existe un poco aberración esférica.
La aberración esférica es introducida sobre todo por el primer sistema de lentes y compensado por el mismo sistema. Los espejos no introducen casi aberraciones debido ambos espejos son elipsoides de revolución. Aunque he hecho hincapié en los defectos del sistema, podemos ver en el informe que la aberración esférica es de 0.425 waves y el coma -0.364 waves, valores pequeños para un sistema tan rápido como este.
El sistema tiene una distorsión menor al 0.35%, la curvatura de campo es menor a las 10 micras, es acromático con un rango de desplazamiento focal máximo de 8.56 micras, el color lateral es menor a 1 micra y la aberración longitudinal es inferior a al 0.04 milimetros. La iluminación relativa es prácticamente del 100% en todo el campo.
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Muchas gracias y hasta otra.
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