天文望遠鏡原理和設計

《天文望遠鏡原理和設計》是2020年南京大學出版社出版的圖書，作者是程景全。

基本介紹

• 中文名：天文望遠鏡原理和設計
• 作者：程景全
• 出版社：南京大學出版社
• 出版時間：2020年1月1日
• 頁數：524 頁
• 定價：158.00 元
• 裝幀：精裝
• ISBN：9787305222306

內容簡介

本書是近年來全國乃至全球唯1一本全面介紹各類天文望遠鏡原理和設計的科技類專著。全書涵蓋各類光學天文望遠鏡的原理、技術及設計，內容包括主動光學和自適應光學、人造引導星、斑點、能量和振幅干涉儀、口徑綜合、全息面形測量、紅外信號調製、光學桁架、隱形面形設計、雷射干涉儀、切倫科夫螢光探測器、大視場後向反射器、Ｘ射線和γ射線的成像、精密測量系統等等。望遠鏡的各個專門部件的設計原理分別在相關的章節中進行介紹，幫助讀者將原理套用到各類望遠鏡中。德國施普林格出版公司正在積極引進本書的英文版，預計英文版將於四年內出版。

圖書目錄

前言

中文第一版前言

英文第一版前言

目錄

第一章　光學天文望遠鏡基礎

1.1　光學天文望遠鏡的發展

1.2　天文學對光學天文望遠鏡的要求

1.2.1　角解析度和大氣擾動

1.2.2　聚光本領和極限星等

1.2.3　視場和綜合效率

1.2.4　大氣視窗和台址選擇

1.3　天文光學基礎

1.3.1　光學天文望遠鏡的基本光路

1.3.2　像差和基本計算公式

1.3.3　望遠鏡系統的主要像差公式

1.3.4　像場改正器的設計

1.3.5　光線追蹤、點圖和評價函式

1.4　現代光學理論

1.4.1　光學傳遞函式

1.4.2　波像差和調製傳遞函式

1.4.3　斯特爾比

1.4.4　星像的空間頻率

1.4.5　拼合鏡面的成像特點

參考文獻

第二章　光學望遠鏡鏡面設計

2.1　光學鏡面的設計要求

2.1.1　鏡面面形的基本要求

2.1.2　鏡面誤差和鏡面支承系統

2.1.3　鏡面誤差的貼合和斜率誤差的表示

2.2　減輕鏡面質量的意義和途徑

2.2.1　減輕鏡面質量的必要性

2.2.2　薄鏡面

2.2.3　蜂窩鏡面的設計

2.2.4　多鏡面望遠鏡的結構

2.2.5　拼合鏡面望遠鏡

2.2.6　金屬和其他輕型鏡面

2.3　光學鏡面的加工和支承

2.3.1　光學鏡面的材料特性

2.3.2　光學鏡面的加工

2.3.3　光學鏡面的鍍膜

2.3.4　光學鏡面的支承結構

2.4　光學鏡面的檢測

2.4.1　鏡面檢測方法

2.4.2　計算機全息圖檢測方法

2.4.3　移相干涉儀和動態移相干涉儀

2.4.4　子口徑縫合（Subaperture Stitiching, SAS）檢驗方法

2.4.5　軟體光學檢測方法

2.5　鏡面寧靜度和雜散光的控制

2.5.1　鏡面寧靜度

2.5.2　雜散光的控制

2.5.3　太陽望遠鏡和日冕儀的設計

參考文獻

第三章　天文望遠鏡的結構和控制

3.1　望遠鏡的機架結構

3.1.1　赤道式天文望遠鏡

3.1.2　地平式天文望遠鏡

3.1.3　六桿萬向平台式天文望遠鏡

3.1.4　固定鏡面和固定高度角裝置

3.2　望遠鏡的鏡筒和其他結構設計

3.2.1　望遠鏡鏡筒的誤差要求

3.2.2　望遠鏡的鏡筒設計

3.2.3　副鏡的四翼梁設計

3.2.4　望遠鏡軸承的設計

3.2.5　望遠鏡的靜態結構分析

3.3　望遠鏡驅動和控制

3.3.1　望遠鏡的基本運動方式

3.3.2　傳動機構設計的基本動向

3.3.3　望遠鏡的軸角位置指示

3.3.4　望遠鏡指向誤差的校正

3.3.5　望遠鏡的伺服控制

3.3.6　光電導星

3.4　望遠鏡的動態結構分析

3.4.1　風和地震波的能量譜

3.4.2　望遠鏡的動態模擬

3.4.3　望遠鏡的結構控制模擬

3.4.4　望遠鏡的振動控制

3.4.5　自適應控制中的卡爾門濾波器

3.4.6　望遠鏡的基礎設計

參考文獻

第四章　主動光學和自適應光學

4.1　主動光學和自適應光學的基本原理

4.2　波陣面感測器

4.2.1　哈特曼—肖克波陣面探測器

4.2.2　金字塔稜鏡感測器

4.2.3　干涉儀式波陣面感測器

4.2.4　相位對比波陣面感測器

4.3　觸動器、變形鏡、相位校正器和精密測量裝置

4.3.1　觸動器

4.3.2　變形鏡

4.3.3　液晶相位改正器

4.3.4　精密計量系統

4.4　主動光學系統

4.4.1　單鏡面系統的主動光學

4.4.2　拼合鏡面系統的主動光學

4.5　相位差感測器

4.5.1　色散條紋相位差感測器

4.5.2　樣板式相位差感測器

4.5.3　楊—肖克—哈特曼相位差感測器

4.5.4　馬赫—章德相位差感測器

4.5.5　金字塔稜鏡相位差感測器

4.6　曲率感測器和擺鏡補償裝置

4.6.1　曲率感測器和擺鏡補償裝置

4.6.2　雙星像曲率感測器

4.6.3　單星像波陣面和曲率感測器

4.6.4　小擺動鏡和曲率補償裝置

4.7　大氣擾動的補償和人造雷射星

4.7.1　自適應光學對大氣撓動的補償

4.7.2　人造雷射星和自適應光學

4.7.3　雷射星的其他限制

4.8　大氣斷層成像和多層共軛自適應光學

4.8.1　大氣斷層成像分析

4.8.2　多層共軛自適應光學

4.8.3　自適應副鏡的設計

參考文獻

第五章　天文光學干涉儀及其他

5.1　斑點干涉和斑點遮擋

5.2　麥可遜干涉儀

5.3　斐索成像干涉儀

5.4　口徑遮擋干涉儀和超級望遠鏡

5.4.1　口徑遮擋干涉儀

5.4.2　超級望遠鏡

5.5　強度干涉儀

5.5.1　強度干涉儀

5.5.2　頻譜型強度干涉儀

5.6　光學振幅干涉儀

5.7　射電干涉儀和光學干涉儀的區別

5.8　光學切趾法和星冕儀

5.8.1　相位引導下的振幅分布切趾法

5.8.2　光瞳相位調製切趾法

5.8.3　口徑變異遮擋切趾法

參考文獻

第六章　空間光學望遠鏡及其發展

6.1　軌道空間環境及軌道選擇

6.1.1　空間軌道簡介

6.1.2　軌道空間的溫度環境

6.1.3　軌道空間的其他環境

6.2　空間望遠鏡的姿態控制

6.2.1　空間望遠鏡的姿態感測器

6.2.2　空間望遠鏡的姿態觸動器

6.3　空間光學望遠鏡工程

6.3.1　哈勃空間望遠鏡

6.3.2　依巴谷、克卜勒和蓋亞空間望遠鏡

6.3.3　韋伯空間望遠鏡

6.3.4　光學傳遞函式差分檢驗方法

6.3.5　空間光學干涉儀

參考文獻

第七章　射電天文望遠鏡基礎

7.1　射電望遠鏡的發展歷史

7.2　天文學對射電望遠鏡的要求

7.3　大氣射電視窗和台址選擇

7.4　射電望遠鏡的基本參量

7.4.1　天線方向圖

7.4.2　增益

7.4.3　天線溫度和噪聲溫度

7.4.4　天線效率

7.4.5　天線的極化特性

7.4.6　射電望遠鏡基本參數的選擇

7.4.7　偏軸射電望遠鏡的特性

7.5　射電望遠鏡的接收器

參考文獻

第八章　射電天文望遠鏡的設計

8.1　天線的誤差理論和保形設計

8.1.1　電磁波透射損耗

8.1.2　天線的誤差理論

8.1.3　天線的保形設計

8.1.4　天線表面的最佳拋物面貼合

8.1.5　射電望遠鏡鏡面和接收器位置允差

8.1.6　副鏡支承的口徑遮擋和天線噪聲

8.1.7　套用光線追跡進行表面貼合

8.2　射電望遠鏡的結構設計

8.2.1　射電望遠鏡的基本結構形式

8.2.2　拋物面射電望遠鏡的設計

8.2.3　風對射電望遠鏡的影響

8.2.4　射電望遠鏡的主動控制

8.3　射電天文干涉儀

8.3.1　射電干涉儀的基本原理

8.3.2　綜合口徑望遠鏡

8.3.3　維納—辛欽和范西特—譯尼克定理

8.3.4　定標校正：觀測後的主動光學

8.3.5　甚大陣、新甚大陣和平方千米陣

8.3.6　甚長基線干涉儀

8.3.7　空間射電干涉儀

參考文獻

第九章　毫米波和亞毫米波望遠鏡

9.1　溫度對毫米波和亞毫米波望遠鏡的影響

9.1.1　毫米波和亞毫米波望遠鏡的特點

9.1.2　天線溫度環境

9.1.3　熱量傳遞公式

9.1.4　面板的溫度考慮

9.1.5　背架的溫度考慮

9.2　毫米波和亞毫米望遠鏡的結構設計

9.2.1　面板的要求和加工

9.2.2　背架和其他結構

9.2.3　擺動副鏡的設計

9.2.4　感測器、精密計量裝置和光學指向望遠鏡

9.2.5　毫米波望遠鏡中的主動光學

9.2.6　望遠鏡的雷電保護

9.3　碳纖維合成材料

9.3.1　碳纖維合成材料的性質

9.3.2　異形三明治結構的溫度變形

9.3.3　碳纖維和金屬的接頭

9.4　全息檢測和準光學理論

9.4.1　全息面形檢測

9.4.2　天線的面板調整

9.4.3　準光學理論

9.4.4　廣譜平面天線的套用

參考文獻

第十章　紅外、紫外、X射線和γ射線望遠鏡

10.1　紅外望遠鏡

10.1.1　紅外望遠鏡的基本要求

10.1.2　紅外望遠鏡的結構特點

10.1.3　球載和空間紅外望遠鏡

10.2　X射線和紫外線望遠鏡

10.2.1　X射線的基本特性

10.2.2　X射線成像望遠鏡

10.2.3　多層圓錐薄片和多層廣譜鍍層望遠鏡

10.2.4　空間X射線望遠鏡

10.2.5　微角秒Ｘ射線成像儀

10.2.6　紫外天文衛星

10.3　γ射線望遠鏡

10.3.1　γ射線的基本特點

10.3.2　γ射線編碼孔望遠鏡

10.3.3　γ射線探測器

10.3.4　康普頓散射和電子對望遠鏡

10.3.5　γ射線空間望遠鏡

10.3.6　大氣切倫科夫望遠鏡

10.3.7　沿展式大氣雨陣

10.3.8　地面γ射線望遠鏡

參考文獻

第十一章　引力波、宇宙線和暗物質望遠鏡

11.1　引力波望遠鏡

11.1.1　引力波理論概述

11.1.2　諧振式引力波望遠鏡

11.1.3　雷射干涉儀式引力波望遠鏡

11.1.4　新一代雷射干涉儀引力波望遠鏡

11.1.5　重要的引力波望遠鏡

11.1.6　其他引力波和重力望遠鏡

11.2　宇宙線望遠鏡

11.2.1　宇宙線頻譜

11.2.2　擴展式大氣雨望遠鏡陣

11.2.3　宇宙線螢光探測器

11.2.4　宇宙線磁譜儀

11.3　暗物質望遠鏡

11.3.1　冷和熱暗物質

11.3.2　中微子探測方法

11.3.3　中微子望遠鏡

11.3.4　τ子中微子的探測

11.3.5　冷暗物質的探測

參考文獻

第十二章　天文望遠鏡綜述

12.1　引言

12.2　電磁波和地球大氣層

12.3　非電磁波望遠鏡

12.4　地面天文望遠鏡

12.5　空間天文望遠鏡

12.6　人類空間探索

12.6.1　月球

12.6.2　水星

12.6.3　金星

12.6.4　火星

12.6.5　木星

12.6.6　土星、天王星、海王星和冥王星

12.6.7　小行星和彗星

12.7　偵察望遠鏡

參考文獻

附錄1　望遠鏡名稱的縮寫

附錄2　標準單位的中、英文縮寫