Менисковые системы

Менисковые системы, разновидность оптических зеркально-линзовых систем, в которых перед сферическим (реже эллиптическим) зеркалом или перед системой зеркал и линз устанавливается один или несколько ахроматических менисков. М. с. изобретены в 1941 одновременно и независимо друг от друга Д. Д. Максутовым и Д. Габором. В М. с. используются менисковые линзы с мало отличающимися радиусами кривизны поверхностей. Такие линзы являются компенсаторами, т. е. мало влияют на общий ход лучей, но заметно изменяют искажения оптического изображения — аберрации оптических систем, в состав которых они входят.

  Мениск практически ахроматичен (т. е. у него отсутствует хроматическая аберрация) по отношению к параллельному пучку лучей, если величина (R₁ — R₂)/d близка к 0,6 (R₁, R₂ — радиусы кривизны поверхностей мениска, d — его толщина, рис. 1, а, б). В то же время R₁ и R₂ можно подобрать так, чтобы положительная сферическая аберрация мениска компенсировала отрицательную сферическую аберрацию зеркала (зеркал). Кома в М. с. зависит от расстояния между мениском и зеркалом и при определённом положении мениска равна нулю. Астигматизм простейших М. с. мал. Кривизна поля изображения в М. с. значительна; поэтому фотографирование в них производится на соответствующим образом изогнутых фотопленках. Однако применение дополнительной коррекционной Пиацци — Смита линзы, исправляющей как кривизну поля, так и дисторсию, делает возможным фотографирование в М. с. и на плоских пластинках и плёнках. В М. с. большой светосилы с одним мениском появляется небольшая хроматическая аберрация, т. н. хроматизм увеличения. Его устраняют с помощью пары противоположно ориентированных менисков (рис. 2, а, б, в). В др. случаях с этой же целью слегка ретушируют одну из поверхностей мениска.

  Практическое применение в астрономии получили М. с. телескопов (называют также Максутова телескопами), схемы которых приведены на рис. 3. Первая из них (а) обеспечивает достаточно большое поле зрения (до 5°) и светосилу (относительное отверстие до 1: 1,2), вторая (б), являющаяся менисковым аналогом Кассегрена системы рефлектора, — умеренное поле зрения (порядка 1°) при большом фокусном расстоянии и, следовательно, меньшей светосиле (относительное отверстие 1: 10 — 1: 15), третья (в, менисковый аналог Грегори системы рефлектора) по своим характеристикам близка ко второй.

  М. с. типа Кассегрена используются в качестве длиннофокусных фотографических объективов. Их малая длина при относительно большом диаметре входного зрачка является серьёзным преимуществом по сравнению с линзовыми телеобъективами.

  М. с. компактнее др. оптических систем со сравнимыми параметрами, что упрощает управление менисковыми телескопами с помощью часовых механизмов. Их основные поверхности просты по форме (сферичны), вследствие чего М. с. отличают легкость изготовления и возможность простого и точного оптического контроля. Исправление всех основных аберраций приводит к высокому качеству изображения не только в центре поля наблюдения, но при больших полях и на их краях.

  Лит.: Максутов Д. Д., Астрономическая оптика, М. — Л., 1946; Волосов Д. С., Теория менисковых систем, «Журнал технической физики», 1945, т. 15, в. 1—2; Riekher R., Fernröhre und ihre Meister, B., 1957; Современный телескоп, М., 1968.

  Г. Г. Слюсарев.

Рис. 3. Оптические схемы менисковых телескопов, в которых с помощью дополнительной коррекционной линзы исправляются кривизна поля изображения и дисторсия: а — система с отверстием в мениске, предназначенным для введения фотопластинки; б и в — менисковые аналоги систем рефлекторов Кассегрена и Грегори со вторым зеркалом, наклеиваемым на мениск, и отверстием в главном зеркале для вывода изображения за оправу зеркала; М — мениск, З — главное сферическое (эллиптическое) зеркало; F — фокус системы; В — вторичное зеркало; Л — коррекционная линза; П — фотографируемое или наблюдаемое поле.

Рис. 2. Двойные ахроматические мениски, в которых дисперсия первой линзы компенсируется дисперсией второй.

Рис. 1. Оптические схемы простейших менисковых систем, в которых отсутствует хроматическая аберрация и возможно исправление сферической аберрации, комы и астигматизма. М — ахроматический мениск; З — вогнутое сферическое зеркало; F — фокус системы.