最新XX大學(xué)天文愛好者協(xié)會牛反調(diào)光軸

1、牛反光軸校準(zhǔn)本文都是電腦生成的圖像，圖像和文字都版權(quán)所有什么是光軸校準(zhǔn)？校準(zhǔn)就是調(diào)節(jié)望遠鏡的光學(xué)器件使之光軸對齊. .光學(xué)書上講的那些望 遠鏡的設(shè)計原理及性能，都有一個默認的前提，那就是光軸是完美對齊 的盡管很多書上沒有講光軸沒有對齊帶來像質(zhì)的損害，但我們必須 知道一臺牛反光軸沒有對齊會讓它的性能大打折扣。另外，沒有任何一臺望遠鏡可以讓它的光軸對齊很長一段時間，即使它是已經(jīng)在工廠校準(zhǔn) 過的。校準(zhǔn)是一種值得考慮的提供鏡子性能的方法。通常，設(shè)備變形了，在高 分辨率下的像質(zhì)你肯定不能接受；圖像的后期處理也無法補償光軸不 正帶來的像質(zhì)的損失. .校準(zhǔn)并不是鏡商和純理論主義者的多余技巧 . .它 實際上

2、和音樂器材的音律一樣重要， 光軸不正的圖像就像走調(diào)鋼琴產(chǎn)生 的聲音一樣可怕. .很多不愿意去校準(zhǔn)的愛好者最后放棄了牛反而選擇 一臺合適口徑的折射，就是這個原因。光軸對齊了光軸沒有對齊校準(zhǔn)是牛反的很麻煩的地方；它是 SCTSCT 聲譽平庸的一個主要原因. .這些 望遠鏡對光軸非常敏感；校準(zhǔn)螺絲的稍微一動就能讓整個光軸偏離. .正 是這個原因，所以小口徑的折射鏡看起來衍射條紋更完美， 拍出比大口 徑牛反更清晰的行星照好的光學(xué)性能在微小的光軸誤差面前就會瓦解 . .這些被建議的校準(zhǔn)方法，精度到底怎么樣呢 ？因為信息的缺少，很多牛反愛好者都不敢去動他們的鏡子即使敢，在調(diào)整副鏡到中心時就停止了 . .而

3、對一部光軸非常歪的鏡子來說，這一步 非常重要，但還遠遠不夠. .即使調(diào)整好了副鏡，行星的圖像仍然能丟失 50%50%的對比度。下面講的校準(zhǔn)的方法是最精確的；它可以讓光軸矯正到只有非常小，幾 乎可以忽略的誤差. .這種方法就是在高倍下通過散焦和聚焦來看恒星 的衍射圖，衍射圖案會告訴我們光軸是否歪了只要有一個好的目鏡和 巴羅鏡就可以實現(xiàn)在高倍下觀察恒星也是最好的方法去了解當(dāng)前的 環(huán)境條件是否適合觀星或者拍照。 因為這種方法不僅可以知道設(shè)備是否 正常工作（氣流平衡，沒有振動等等），而且比通過觀察行星來測試大 氣的擾動更加精確什么時候檢查光軸正不正 ？那些認為 SCTSCT 不需要經(jīng)常校準(zhǔn)的人們，肯定

4、沒有認識到這一類設(shè)備所要 求的精度。它的精度是如此之高，以至于放在車子里出去一趟，光軸就 會有小的偏離，有時候是完全歪掉。甚至把鏡筒指向不同，光軸偏離也會不一樣（一個有趣的實驗是通過赤道儀指向同一個顆恒星，然后移動赤道儀的赤經(jīng)軸使之從左到右經(jīng)過視野，觀察光軸的偏移）. .這就是為什么要選一顆恒星去校準(zhǔn)，而不是感興趣的目標(biāo)（木星或者月亮）. .如果在深空觀測時，覺得微小的偏離可以容忍，然后轉(zhuǎn)向行星觀察時就 不校準(zhǔn)了，這樣做其實風(fēng)險很大。 好的方法是每次觀測之前，都檢查一 下光軸，就像開車出遠門前檢查郵箱和輪胎一樣！校準(zhǔn)光軸很難或者說有風(fēng)險嗎？對 SCTSCT 來說，唯一可以調(diào)節(jié)的就是它的副鏡.

5、.由三個螺絲（推或拉）去調(diào) 節(jié)它的位置，有些鏡子三組螺紋（推和拉）. .校準(zhǔn)的過程就是不斷的重復(fù)（檢查- -調(diào)整- -檢查- -調(diào)整.），除了需要注意下面這幾條，整個過程是沒有難度和風(fēng)險的: :- -中間那個大的固定住副鏡的螺絲，永遠都不要碰- -那三個微調(diào)螺絲旋進旋出都要非常溫和，不能哪個太松也不能太急- -如果把其中一個螺絲旋出，另外兩個則要旋進- -旋轉(zhuǎn)的時候一定要動作小: :一個很不正的鏡子可以一次旋半圈，但最 后調(diào)節(jié)的時候還是要非常小的動作. .- -每次旋轉(zhuǎn)，恒星會因為這個調(diào)整而有所移動， 必須再次把它拉到中央 對牛反來說，校準(zhǔn)通常分兩步走: :先把副鏡調(diào)整到合適的位置（用校準(zhǔn)目

6、鏡）, ,然后再來調(diào)主鏡下面來具體說說如何調(diào)主鏡當(dāng)設(shè)備已經(jīng)氣流平衡了才開始校準(zhǔn)因為如果沒有氣流平衡，在鏡筒里 頭的空氣就會干擾到衍射圖案， 最終使得校準(zhǔn)過程變得困難，甚至失敗. .如果沒有帶來光學(xué)像差的話，天頂鏡可以派上用場這種附件通常會移動設(shè)備成的像: :成像中心不再是同一個地方如果是通過目視來校準(zhǔn)， 就最好加上天頂鏡。這樣恒星就會精確的在目鏡的中心。如果是準(zhǔn)備通 過攝影或者 CCDCCD 來校準(zhǔn)，就要讓恒星的成像在底片或者CCDCCD 芯片的中央，而不管它是否在天頂鏡的中央此外，天頂鏡的加入，會顛倒圖像， 你必須重新考慮如何調(diào)節(jié)微調(diào)螺絲去修正衍射圖像。下面的圖是電腦生成的，但它是一副典型的

7、衍射圖案。施密特卡式折反， 卡塞格林式或者 Dall-KirkhamDall-Kirkham 折反和牛反（消慧差的）都適用。其他光軸不正 的鏡子（折射或者 Ritchey-ChrRitchey-Chretientien 折反）會有不同的衍射圖案（會有散 光和慧差，甚至散光會覆蓋掉慧差了）。然而，不管是什么設(shè)備，對齊 光軸后都會得到一個均勻的同心圓的衍射圖案怎么去校準(zhǔn)牛反？第一步第一步就是用和口徑相同的倍數(shù)（例如口徑 200mm200mm 就用 200200 倍）去看 一顆很亮的星星（0 0 等或者 1 1 等）。當(dāng)星星沒有對焦時，會有下面的圖 案：中心的洞是副鏡的影子。這個影子必須在整個圖形的

8、正中央（左圖 所示）。如果它不在正中央（右圖所示），則有必要調(diào)整一下影子移動 那個方向的螺絲如果用了天頂鏡，則不要忘記上下是顛倒了的。如果 你的手臂夠長，可以把你的手指放到鏡口前，然后觀察它和影子的位置。只有光軸非常不正的望遠鏡 （例如一臺從來沒有校準(zhǔn)過的望遠鏡）需要這樣粗糙的校準(zhǔn)。如果鏡子是經(jīng)常校準(zhǔn)的，則不會在這一步出現(xiàn)這種不 對稱的現(xiàn)象。第二步第二步就是需要一個暗一點的星星（2 2 等到 3 3 等），最好能在天頂附件 以減少大氣的干擾。然后用 2 2 到 3 3 倍口徑大小的放大倍數(shù)觀察（200mm200mm 口徑的使用 500500 倍）。圖像放大得越大越好，校準(zhǔn)的時候就越能看到不 足

9、。慢慢的調(diào)焦把星像從焦內(nèi)調(diào)到焦外，一個很多圈圓和中心有個白點 的像出現(xiàn)了。這個圓由小變大和由大變小都必須同心和均勻，然后那個白點必須一直在這些圓的中心。如果不是這樣，則主鏡座后面的螺絲就 必須調(diào)整了，和第一步說明的那樣. .隹占上八、八 、一注意：上面光軸不正的那副圖（下方）在第一步應(yīng)該是看不到的第三步第三步和上一步很像，但這一次星點是非常小心的聚焦了的這個時候 非常有名的埃里圖案（airyairy patternpattern）出現(xiàn)了 : : 一個圓面周圍很多變暗的 衍射環(huán)（下圖）如果光軸是沒有問題的（圖像 A A），則第一圈的衍射環(huán) 是完整和均勻的。如果它不是這樣（圖B B）, ,或者完全

10、走樣了（圖 C C 圖焦內(nèi)焦外D D）, ,我們就要非常小心的調(diào)整螺絲，和上面幾步一樣從上門的一副圖到下一副圖， 光軸歪的角度成倍的增加最壞的 D D 圖像 只是輕微的動了一下 SCTSCT 的一個校準(zhǔn)螺絲。這樣的設(shè)備，從圖 A A 到圖 D,D,只需要調(diào)整螺紋不到 1/21/20 0圈。稍微修改一下主鏡的方向就足夠產(chǎn)生 上面這些效果。每步光軸調(diào)整的精度都會增加，這個就是很好的證明。不像上面那步可以在視寧度不好的情況下完成，最后這步需要一個很好的大氣環(huán)境?？傊?，埃里圖案看不到，就別期待高分辨了（非常那種非 常大的望遠鏡，埃里圖案幾乎看不到）. .一個看埃里圖案的好方法就是用小口徑的光圈蓋（例如

11、50mm50mm 大?。?，然后用 100100 倍到 150150 倍去觀察. .當(dāng)然，用合適大小的光圈蓋去校準(zhǔn)望遠 鏡也是沒有問題的！ 光軸沒有對齊對對比度和分辨率到底影響有多大呢 下面的每一副圖演示的是上面三種沒有對齊的鏡子 （圖 B B C C D D）的 MTFMTF 曲 線，然后和遮擋住其 20%20%的口徑，但光軸情況下的曲線比較。 然后還增 加了一個存在球迷相差的和遮擋口徑更多的曲線。所有曲線都已經(jīng)被調(diào) 整到一致來比較光軸沒有對其和其他原因?qū)π阅艿挠绊慒ig.Fig. A AFig.Fig. B BFig.Fig. C CFig.Fig. D D在低頻段，它失去了它性能的2/3.

12、/3.（例如一臺 250250 口徑的望遠鏡只有 8585 口徑的性能）0 8OH0.2?pjiiklfo.TijS!hcy一個有 20%20%副鏡阻擋，然后光軸偏離如圖 D D 的，和下面的情況有一樣的性能: :- -有 1/21/2 波長的像差perfect alignment(ols. 20 H)nu?alignment fig. D sphericalalenatioii 1 /2 wrave69 % abstructioa-34% diaihfttst (cbs. 20 %)-69-69 % %的口徑被阻擋了在低頻段，它失去了它性能的 1/1/3. .（例如一臺 250250 口徑的

13、望遠鏡只有 157157 口徑的性能）一個有 20%20%副鏡阻擋，然后光軸偏離如圖 C C 的，和下面的情況有一樣的性能: :- perfe ci alignment(OTJS.20軸)- misaLigtxtnerLt fig( (? spherical曲色tion /.wave- 出 %abstructioa-63 % diaittfttftf (cfas. 20 %)- -有 1/3.51/3.5 波長的像差-43-43 % %的口徑被阻擋了0 20.4Q.60.8在低頻段，它失去了它性能的 1/8.1/8.（例如一臺 250250 口徑的望遠鏡只有 220220 口徑的性能）0.20

14、 40.6Q一個有 20%20%副鏡阻擋，然后光軸偏離如圖 B B 的，和下面的情況有一樣的性能: :- -有 1/71/7 波長的像差p&rfe ct alitmient ot S.20 %) misaLigtxtneiTi fig Bsphericalben色tion 1 /7 wavs27 % abstructioa-27-27 % %的口徑被阻擋了光軸沒有對齊，對行星的圖像產(chǎn)生什么影響MTFMTF 曲線可以在真實相片上模擬那個效果. .下面的圖就是不同光軸偏 離下看到的不同的埃里圖案所對應(yīng)的行星照片。第一個級別的偏離基本影響不大（第二列），這可以當(dāng)成在高分辨率下 可以接受的偏離極限。然而，它已經(jīng)和 1/71/7 波長的像差帶來的影響差不 多了，而且它還會帶來別的問題和光差. .所以， 校準(zhǔn)螺絲的一個微小的 擰動就可以改善它， 為什么不去做呢？后面還有如此多復(fù)雜的問題去解 決！第二個級別的偏離（第三列）對圖像代理很大的損害；在高分辨率下這 個無法接受第三個級別的偏離（最后一列）使得望遠鏡的性能一瀉千里，遠遠高于 當(dāng)前口徑最大遮