[科普中国]-马克苏托夫望远镜

工作原理与特点

马克苏托夫望远镜的光学系统和施密特望远镜类似，是由一个凹球面反射镜和加在前面的一块改正球差的透镜组成的。改正透镜是球面的，它的两个表面的曲率半径相差不大，但有相当大的曲率和厚度，透镜呈弯月形，所以，这种系统有时也称为弯月镜系统。弯月形透镜主要的作用是抵消球面反射镜的球差，采用一定厚度的弯月形透镜可以不引进色差，适当选择弯月形透镜到球面反射镜的距离还可以消去彗差，并且这种系抗的象散非常小，但场曲是存在的，焦面大致等于以焦距为半径的一个球面，只要把底片弯成和焦面一样，那么所拍的照片在5°甚至8°之内星象都是很优良的。这种望远镜是有畸变的，不过并不太大，对天文工作没有多大影响。这种望远镜的相对口径大多做成1/2-1/4左右，主要用作天体照相工作。也可以把弯月形透镜略为移近球面反射镜，使球面反射镜的象在还未成出之前就由弯月形透镜中央部分的球面（把弯月形透镜第二面中央一小部分镀铝，或把弯月透镜第二面的中央部分磨成曲率半径更长的球面）反射到后方，得出一个放大了的象，类似于卡塞格林系统，称为马克苏托夫-卡塞格林望远镜，在导星镜、光电中星仪、选址望远镜和天文普及工作中采用较多。56

优缺点马克苏托夫望远镜的主要优点：结构简单，系统中的所有表面都是球面的，容易制造；在同样的口径和焦距的情况下，镜筒的长度比施密特望远镜的短；集光能力强、可见天空区域大，可以看到很暗的天体．特别适合于对流星、彗星、星云的观测和大范围的巡天照相。

缺点是：和相同的施密特望远镜比较，视场稍小；弯月形透镜的厚度较大，一般约为口径的1/10，对使用的光学玻璃有较高的要求，因此，限制了口径的增大。47

应用在他发明之际，马克苏托夫自己暗示有可能取代卡塞格林式（Cassegrain reflector）的“折叠”光学的构造。珀金埃尔默（Perkin-Elmer）的设计师约翰·葛利格里（John Gregory）由马克苏托夫的想法发展出了马克苏托夫-卡塞格林望远镜。稍后，葛利格里在1957年的《天空和望远镜》杂志（Sky and Telescope）上发表了划时代的f/15和f/23的马克苏托夫-卡塞格林望远镜设计，为珀金埃尔默明确的预告了这项设计在商业上的用途。

今天，许多被制造的马克苏托夫式都采用了卡塞格林式的设计（有时称为“斑点马克苏托夫”），原本的次镜被在修正板内侧的一小片铝制的斑点所取代。好处是已经固定住无须再对正与校准，也消除了蜘蛛型支撑架所产生的衍射条纹。缺点则是损失了一定量的自由度（次镜的曲率半径），因为次镜的曲率半径必须与弯月形修正板的内侧一致。葛利格里自己，第二次再设计的速度较快的(f/15)时，就改采修正板的前面或主镜为非球面镜来减少像差。8

由于折反射技术的发展，现在各国都把各种镜头的优点结合起来，设计、制造出更优秀的望远镜。目前在天文领域应用最广的有施密特系统、马克苏托夫系统、施密特-卡塞格林系统、马克苏托夫-卡塞格林望远镜四种类型7。其中马克苏托夫-卡塞格林望远镜主要有以下应用8：

天文学应用马克苏托夫-卡塞格林式设计的焦比提供了高倍率但狭窄的视野，这使它不适合做广视野的天文摄影，但在月球和行星的影像上确实有优异的表现，对于结构结实的双星和球状星团的影像也表现的很精致。马克苏托夫-卡塞格林望远镜从1950年代就开始销售给业余天文学家，早期的产品都是用来建立品牌的模组，所以都很昂贵。1970年代中期，一些主要的生产商开始大量生产并广为推荐，先是俄国，然后是中国都以低廉的价格生产，使售价大幅下跌。今天，这种设计已经是业余天文学家普遍性的选择，如果不是大量的生产，这是难以想象的事。在1960年代，一架小小的马克苏托夫-卡塞格林望远镜，像是魁星公司（Questar）的魁星3.5就相当昂贵，可以当作财富的象征，不像现在的唾手可得。

工业、航空应用马克苏托夫的设计在军事、工业和航太界被广泛的应用，因为所有的光学元件不仅可以永久性的固定并对准，而且还可以用极端坚固的包装安置在密封的环境中。这使得它可以在严苛的环境和极高G力的场合下作为理想的追踪、远距观察，和雷达定标（瞄准）/炮膛校正的仪器设备。