Спосіб юстування дзеркал телескопа

Корисна модель відноситься до області астро-техніки, зокрема до оптичних приладів і може бути використаний для юстування оптики дзеркальних телескопів під час їхнього збирання й настроювання в процесі експлуатації. Широко відомі способи юстування, засновані на застосуванні візуального контролю. Найпростіше юстування може бути зроблено при спостереженні розфокусованого зображення слабкої зірки, поміщеної в центр поля зору телескопа [Юстировка рефлектора. Фирма ГИМЭКС - оптические наблюдательные приборы. http://www.bmoculars.ru/article/info/ust_reflect.htm]. При цьому використовують окуляр, що дає збільшення близьке до максимального, що рекомендується для даного телескопа. Настроюючи фокус телескопа, добиваються зображення зірки у вигляді невеликого кружка, оточеного декількома дифракційними кільцями. Якщо кільця мають несиметричний вигляд, проводять юстування, контролюючи симетричність розташування кілець. Відомий також спосіб юстування, заснований на застосуванні візуального контролю взаємного розташування оптичних елементів телескопа, по концентричному розташуванню їхніх відбиттів друг щодо друга й країв корпуса [ЛЛ. Сикорук. Телескопы для любителей астрономии - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. С. 146-47]. Ці способи не дають достатньої точності юстування, тому що на неї впливають суб'єктивні фактори, наприклад, точність окоміру спостерігача, що значно ускладнює візуальне юстування й знижує її точність. Крім того, на точність юстування впливає помилка, що обумовлена відсутністю критерію для точної оцінки суміщення оптичних осей ока спостерігача й телескопа. Подібні візуальні способи юстування можуть розглядатися лише як способи попереднього юстування оптики телескопа перед виконанням точного юстування за допомогою спеціальних пристроїв. Як прототип обрано спосіб юстування дзеркал телескопів системи Ньютона [А.Н. Крылов Приспособление для юстировки телескопа системы ньютона. http://scope.narod.ru/krylov/Okul.html]. Недоліком цього способу є те, що після юстування головного й вторинного дзеркал телескопа за допомогою юстувальних гвинтів таким чином, щоб промінь, відбитий зворотно від головного дзеркала, збігався з падаючим променем, потрібна візуальна оцінка зображення оправ юстувальних гвинтів головного дзеркала, розглянутих в окулярну частину через вторинне дзеркало, а також зображення юстувальних гвинтів вторинного дзеркала, розглянутих в окулярну частину через вторинне й головні дзеркала, при вилученому з окулярної частини лазерного джерела світла на предмет їхнього симетричного розташування щодо країв спостережуваної області. При цьому також якість юстування залежить від суб'єктивних факторів, наприклад, точності окоміру спостерігача, що значно ускладнює візуальне юстування й знижує його точність, і від помилки, що обумовлена відсутністю критерію для точної оцінки суміщення оптичних осей ока спостерігача й телескопа. Ознаками, які збігаються із прототипом, є установка лазерного джерела світла в окулярній частині телескопа так, щоб лазерний промінь направлявся по оптичній осі окулярної частини на вторинне діагональне дзеркало телескопа і юстування головного й вторинного дзеркал телескопа таким чином, щоб хід лазерного променя, відбитого від головного дзеркала, збігався з ходом падаючого променя. Причинами, які перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату, являється обмежений набір функціональних можливостей, тому що за допомогою даного способу, можливо, здійснювати юстування дзеркал тільки телескопів з діагональним вторинним дзеркалом, наприклад, системи Ньютона, а також низька точність юстування, обумовлена візуальною оцінкою симетричності розташування оправ юстувальних гвинтів щодо країв спостережуваної області. Технічним результатом, на який спрямовано даний Корисна модель, являється розширення функціональних можливостей способу юстування з метою забезпечення юстування дзеркальних телескопів, у яких вторинне дзеркало розташоване перпендикулярно оптичної осі окулярної частини телескопа, наприклад, системи Кассегрена, а також підвищення якості зображення телескопа за рахунок підвищення точності юстування його дзеркал. Зазначений технічний результат досягається тим, що промінь лазерного джерела світла за допомогою оптичних елементів розділяють на два промені, причому перший промінь направляють по оптичній осі окулярної частини телескопа, а другий промінь направляють на край вторинного дзеркала телескопа. Лазерне джерело світла разом з оптичними елементами приводять в обертання так, щоб вісь обертання першого променя збігалася з оптичною віссю окулярної частини телескопа, а другий промінь описував у просторі круглу конічну поверхню, вісь якої збігається з оптичною віссю окулярної частини телескопа. Юстування дзеркал проводять таким чином, щоб світлові окружності, які описуються при обертанні другого променя на вторинному і головному дзеркалах телескопа і на виході телескопа, були відповідно концентричні краям цих дзеркал і краям вихідного отвору телескопа, що контролюють або візуально, або за допомогою інструментів для вимірювання лінійних розмірів, або за допомогою фотодатчиків, чутливих до зсуву країв світлових окружностей, утворених другим променем на поверхнях дзеркал телескопа і на його виході, по рівності амплітуд сигналів, що реєструються. Також для випадку, коли вторинне дзеркало телескопа, розташоване перпендикулярно оптичної осі окулярної частини телескопа його юстують так, щоб зворотний хід першого променя, відбитого від вторинного дзеркала телескопа, збігався з ходом падаючого на це дзеркало першого променя. Точне позиціонування положення відхиленого променя на краях вторинного й головного дзеркал телескопа додатково можна здійснювати за допомогою механізму переміщення окуляра телескопа, що використовують для наведення зображення на різкість. На Фіг.1 зображена схема ходу променів при виконанні юстування телескопа з діагональним вторинним дзеркалом, де 1 - корпус юстувального пристрою, 2 - лазерне джерело світла, 3 - світлоподільний вузол, 4 перший промінь, 5 - другий промінь, 6 -окулярна частина телескопа, 7 - вторинне дзеркало телескопа, 8 - головне дзеркало телескопа, 9 - вихідний отвір телескопа. Корпус юстувального пристрою 1, що включає лазерне джерело світла 2 і світлоподільний вузол 3, фіксують в окулярній частині 6 телескопа. Світловий промінь лазера 2 ділять за допомогою оптичних елементів, які входять до складу світлоподільного вузла 3, на два промені: перший промінь 4 і другий промінь 5. При цьому перший промінь 4 направляють по оптичній осі окулярної частини 6, а другий промінь 5 - на край вторинного дзеркала. Лазерне джерело світла 2 і світлоподільний вузол 3 мають можливість обертатися в корпусі 1 навколо механічної осі корпуса 1 так, що промінь 4 залишається співвісним оптичної осі окулярної частини 6, а промінь 5 описує в просторі круглу конічну поверхню. Положення променя 5 при повороті світлоподільного вузла 3 і лазерного джерела світла 2 на 180 градусів показано пунктирною лінією. Кут відхилення променя 5 обраний таким, що діаметри окружностей, які він описує на дзеркалах 7 і 8, не перевищують діаметри цих дзеркал. При юстуванні дзеркал 7 і 8 установлюють таке їхнє положення, щоб промінь 4, відбиваючись від дзеркала 7, попадав на дзеркало 8 і, відбиваючись від нього, вертався зворотно у вихідну точку й при цьому хід відбитого зворотно променя 4 збігався з ходом падаючого променя 4, а окружності, що описуються променем 5 на поверхнях дзеркал 7 і 8, були концентричні краям цих дзеркал і окружність, що описується променем 5 на виході телескопа, була концентрична краям вихідного отвору 9 телескопа. При цьому точне позиціонування положення променя 5 на краях вторинного 7 і головного 8 дзеркал телескопа додатково можна здійснювати за допомогою механізму переміщення окуляра телескопа, який використовується для наведення зображення на різкість. На Фіг.2 зображена схема ходу променів при виконанні юстування телескопа, вторинне дзеркало якого розташовано перпендикулярно оптичної осі окулярної частини. Відмінність способу юстування в цьому випадку від способу, що описаний вище, полягає в тому, що промінь 4 відбивається зворотно від вторинного дзеркала 7. При цьому вторинне дзеркало 7 юстують так, щоб відбитий зворотно промінь 4 вертався у вихідну точку і при цьому хід відбитого зворотно променя 4 збігався з ходом падаючого променя 4. Для практичної реалізації запропонованого способу може бути використано пристрій приведений на Фіг.З, де 1 - перший корпус, 2 - другий корпус, 3 - підшипники, 4 -електродвигун, 5 - лазерне джерело світла з вбудованим джерелом живлення, 6 - перше дзеркало, яке виконано напівпрозорим, 7 - друге дзеркало, 8 - перший промінь, 9 другий промінь, 10 - окулярна частина телескопа, 11 - оптична вісь окулярної частини телескопа. Причому посадковий діаметр першого корпуса 1, має зовнішній посадковий діаметр, що збігається з посадковим діаметром окуляра телескопа, а другий корпус 2 з лазерним джерелом світла 5 та світлоподільним вузлом утвореним дзеркалами 6 і 7, мають можливість обертатися в підшипниках 3 за допомогою електродвигуна 4 навколо механічної осі корпусу 2, що збігається з оптичною віссю 11 окулярної частини 10 телескопа. Лазерний промінь від лазерного джерела світла 5 направляється на дзеркало 6, що ділить лазерний промінь на два промені, так, що перший промінь 8 розповсюджується по оптичній осі окулярної частини 10 телескопа, а другий промінь 9 відхиляється убік дзеркала 7 і відбиваючись від нього, попадає на край вторинного дзеркала телескопа. Спосіб здійснюють таким чином. Пристрій вставляють в окулярну частину телескопа 10 (см. Фіг.З), включають живлення лазерного джерела світла 5 і електродвигуна 4, який приводить в обертання внутрішній корпус 2 разом з лазерним джерелом світла 5 і дзеркалами 6 і 7. Згідно з запропонованим способом, вісь обертання першого променя 8 збігається з оптичною віссю 11 окулярної частини 10 телескопа, а другий промінь 9, що відхилено, описує в просторі круглу конічну поверхню, вісь якої збігається з оптичною віссю 11 окулярної частини 10 телескопа. Юстування дзеркал телескопа з діагональним вторинним дзеркалом проводять таким чином, щоб хід лазерного променя 8, відбитого від головного дзеркала, збігався з ходом падаючого променя 8, а світлові окружності, які описуються при обертанні променя 9 на вторинному і головному дзеркалах телескопа і на виході телескопа, були відповідно концентричні краям цих дзеркал і краям вихідного отвору телескопа. Це контролюють або візуально, або за допомогою інструментів для вимірювання лінійних розмірів, або за допомогою фотодатчиків, чутливих до зсуву країв світлових окружностей, утворених відхиленим променем на поверхнях дзеркал телескопа і на його виході, по рівності амплітуд сигналів, що реєструються. Якщо вторинне дзеркало телескопа, розташовано перпендикулярно оптичної осі окулярної частини телескопа, юстування вторинного дзеркала здійснюють таким чином, щоб зворотний хід першого променя 8, відбитого від вторинного дзеркала телескопа, збігався з ходом падаючого на це дзеркало першого променя 8. При необхідності точне позиціонування положення відхиленого променя на краях вторинного й головного дзеркал телескопа здійснюють за допомогою механізму переміщення окуляра телескопа, використовуваного для наведення зображення на різкість. Перевагою пропонованого способу є те, що він має розширені функціональні можливості за рахунок забезпечення юстування дзеркальних телескопів, у яких вторинне дзеркало розташовано перпендикулярно оптичної осі окулярної частини телескопа, а також позволяє підвищувати якість зображення телескопа за рахунок підвищення точності юстування його дзеркал.