折反射式望遠鏡顧名思義是將折射系統與反射系統相結合的一種光學系統，光線先透一片透鏡產生曲折，再經一面反射鏡將光反射聚焦，這種結合折射與反射的光學系統就稱為折反射式望遠鏡。 它的物鏡既包含透鏡又包含反射鏡，天體的光線要同時受到折射和反射。這種系統的特點是便於校正軸外像差。以球面鏡為基礎，加入適當的折射元件，用以校正球差，得以取得良好的光學質量。
基本介紹
- 中文名：折反射式望遠鏡
發展,構造,鏡筒,修正透鏡,主鏡,副鏡,遮光罩,對焦,目鏡座,
發展
套用最廣泛的有施密特望遠鏡（美國Meade 12”LX200SC），施密特—卡塞格林系統（南京天儀中心的KP300S），馬克斯托夫與馬克斯托夫——卡塞格林望遠鏡（南京御夫天文科教儀器廠生產的Φ160mm等系列）四種類型。由於折反射望遠鏡具有視場大、光力強等特點，適合於觀測延伸（彗星、星系、彌散星雲等）天體，並可進行巡天觀測，較適合天文愛好者使用。
施密特-卡塞格林式的主要好處是它的光路經過摺疊之後使鏡筒可以縮成很短而矮胖，因而增加了可攜帶性，在觀察行星和深空天體時的光學性能也都很好。
馬克蘇托夫式的視野比施密特-卡塞格林式的狹窄，一般也比較重；但是較小的次鏡使他的解析力比施密特-卡塞格林式好。
望遠鏡口徑越磨製越大，但是隨著口徑的增大，製作起來也越來越困難，近年來隨著計算機在望遠鏡上的套用，1979年人們又產生了多面鏡組合成反射望遠鏡的新思路。目前，第一架組合式望遠鏡，它是由6台口徑為1．8米卡塞格林式望遠鏡組合成的，它們由計算機控制鏡面姿態，組合成光力相當於單面主鏡口徑為4．5米的反射望遠鏡。這架新一代望遠鏡安裝在美國麻省威廉斯敦麥迪遜霍普金斯天文台。
施密特折反射式望遠鏡
首先發明這種型式望遠鏡的是德國人施密特。1931年，德國光學家施密特用一塊別具一格的接近於平行板的非球面薄透鏡作為改正鏡，與球面反射鏡配合，製成了可以消除球差和軸外象差的施密特式折反射望遠鏡，他首先於1938年製作了第一部折反射式望遠鏡。這種望遠鏡光力強、視場大、象差小，適合於拍攝大面積的天區照片，尤其是對暗弱星雲的拍照效果非常突出。施密特望遠鏡已經成了天文觀測的重要工具。
施密特研磨了一片中央凸、周邊凹、形狀複雜的波浪狀修正透鏡，將這片修正透鏡置於鏡筒最前端，讓光線進入後不是收縮聚焦，而是向外產生曲折，然後經後方的球面主鏡反射聚焦。如果在焦點處放上底片，就是天文攝影專用的史密特照相機。若用第二面反射鏡（副鏡）將光線再反射到主鏡後方的開孔，就稱為施密特—卡塞格林式望遠鏡。1970年美國的Celestron公司首先量產了施密特—卡塞格林式望遠鏡，在大量生產下，價格非常便宜，而為眼視觀測者最愛用的望遠鏡。
馬克斯托夫反射式望遠鏡
1943年，俄羅斯的馬克斯托夫也發明了另一種折反射式望遠鏡。他用一片兩面同曲率並同向主鏡方向內凹的透鏡做為修正鏡，光線穿過修正透鏡後產生曲折，然後經反射鏡反射聚焦，再經第二反射鏡（副鏡）反射回主鏡中央開孔處聚焦成像，所以稱為馬克斯托夫－蓋賽格林式望遠鏡。大部份的馬克斯托夫－蓋賽格林系統的副鏡，都是直接在修正透鏡後方中央部份鍍上鋁成為曲率同修正鏡的副鏡。如果改變上述副鏡曲率，就稱為RUMAK型，把副鏡獨立出來製作並向主鏡靠近的就是SIMAK型，像差程度也照這順序減少，性能也就愈來愈好。世界上生產馬克斯托夫－蓋賽格林式望遠鏡的廠商以美國的Questar及德國的Zeiss最出名，但價格高昂，一般同好不容易買得起。
馬克斯托夫—卡塞格林望遠鏡結構圖
馬克斯托夫—卡塞格林望遠鏡結構圖構造
鏡筒
為了減輕重量，史密特－蓋賽格林式望遠鏡和馬克斯托夫－蓋賽格林式望遠鏡的鏡筒都採用輕量的鋁合金材料，然後在修正透鏡及主鏡的位置再予以補強。在同口徑的鏡筒中，折反射鏡的鏡筒可以比其它種望遠鏡的鏡筒輕上一半以上。鏡筒內沒有遮光環的設計，如果要增強影像反差，可以在鏡筒內壁貼上絨毛紙來消除內反射。
修正透鏡
折反射鏡的修正透鏡位於整部望遠鏡的最前端，最主要的作用是用來修正球面主鏡的球面像差。市面上的折反射式望遠鏡的修正透鏡上並沒有光軸調整裝置，並非修正透鏡不用調整光軸，而是廠商把修正透鏡直接固定在鏡筒上，省略調整光軸的問題。而且若是修正透鏡的光軸有輕微不準，對星點的成像質量影響並不大。
主鏡
史密特式和馬克斯托夫式望遠鏡的主鏡都是焦距很短的球面主鏡，大約在F2～F3之間。主鏡直接固定在主鏡座上，然後與鏡筒是分離的，沒有任何可調整光軸的裝置。主鏡中央有一段中空細長的金屬管，這截圓管除了是讓副鏡反射回來的光通過之外，也有防止非指向方向來的雜光，直接從修正透鏡射到焦點部的作用。
副鏡
折反射鏡的副鏡都直接固定在修正透鏡的中央部，不像純反射鏡的副鏡需要用支撐架來固定。史密特－蓋賽格林式望遠鏡的副鏡為凸的球面鏡，可將主鏡的焦距做4～5倍的擴大。副鏡有三支光軸調整螺絲以修正副鏡的光軸，這是史密特－蓋賽格林式望遠鏡上唯一的光軸調整裝置。史密特－蓋賽格林式望遠鏡的副鏡光軸正確與否對星點成像影響非常大，必須精確地對正。馬克斯托夫－蓋賽格林式望遠鏡的副鏡，除了SIMAK型外，其餘都是直接在修正鏡的中央部鍍上高反射率的鋁來做為副鏡，所以並不需要調整光軸。
遮光罩
由於折反射鏡的修正透鏡在鏡筒的最前端，所以非常需要遮光罩來擋掉非望遠鏡指向方向的雜光。但是折反射鏡的鏡筒都很短，相對的遮光罩就不能太重，以免前後重量相差太大而無法平衡。
對焦
史密特－蓋賽格林式望遠鏡和馬克斯托夫－蓋賽格林式望遠鏡大都是用主鏡的前後移動來對焦而沒有對焦座，這跟其它種望遠鏡完全不同。這種對焦法的好處是主鏡的移動量小，可對焦範圍卻非常大，從近距離地面的景物到天上的星體，都可輕易地看清。但是這種方法穩定性較差，容易有主鏡位移的問題。
目鏡座
與任何一種折射式或反射式望遠鏡一樣，有2吋、1.25吋及0.965吋等各種規格可以選擇，只要目鏡與目鏡座規格一樣就可以使用了。
望遠鏡的集光能力隨著口徑的增大而增強，望遠鏡的集光能力越強，就能夠看到更暗更遠的天體，這其實就是能夠看到了更早期的宇宙。天體物理的發展需要更大口徑的望遠鏡。
