بخشی از مقاله
چکیده - در این مقاله بر اساس ترکیب نتایج ردیابی پرتو در نرم افزار طراحی اپتیکی زیمکس و استفاده از روش تکرار بافل برای تلسکوپ-های کاسگرین طراحی میشود. در این روش حل دقیق ابعاد بافل به وسیله حل تکرار شونده فرمولها با استفاده از ردیابی پرتو به کمک نرم افزار زیمکس برای تلسکوپهای کاسگرین انجام میشود. به عنوان نمونه ابعاد بافل برای تلسکوپ ملی ایران محاسبه میشود.
در تلسکوپ-های کاسگرین صفحه تصویر در پشت آینه اولیه قرار دارد در این صورت نورهای مزاحم مستقیماً به صفحه تصویر برخورد میکنند. این نورهای مزاحم کیفیت تصویر در سیستم تلسکوپ را کاهش میدهند. در این سیستمها با طراحی بافل در نزدیکی آینه اولیه و آینه ثانویه میتوان تابش مستقیم ناشی از نورهای مزاحم را حذف کرد. در تلسکوپهای کاسگرین آینه ثانویه باعث ایجاد انسداد مرکزی میشود و بافل انسداد اضافی در مقابل پرتوهای تصویر ساز ایجاد میکند. در این روش کمینه انسداد که بافلها ایجاد میکنند فراهم شده است.
-1 مقدمه
موانع مکانیکی که در نزدیکی آینه اولیه و آینه ثانویه برای حذف پرتوهای مستقیم نورهای مزاحم که در سیستم به کار میرود، بافل نامیده میشود. در گذشته طراحی بافل با روش ترسیم انجام میشد[1]، اما رسیدن به حل دقیق با این روش مشکل است. همچنین روشهای تحلیلی برای طراحی بافل انجام شده است.[2-4] این روشها با در نظر گرفتن آینهها به صورت کروی و یا تخت نتایج متفاوت از مدل واقعی - در نظر گرفتن آینهها به صورت مقاطع مخروطی - دارند. در این روش-ها مقادیر مختصات پرتو در رابطههای تحلیلی برای یک میدان دید کوچک به صورت تقریبی برای تلسکوپ کاسگرین جایگزین میشود.
در مرجع [5] سطح مقطع آینهها به صورت مخروطی در نظر گرفته شده و ردیابی پرتو با استفاده از اپتیک هندسی و در نظر گرفتن تقریب در حل معادلات طراحی بافل انجام شده است. در این مطالعه با استفاده از ردیابی پرتو در نرم افزار زیمکس مختصات واقعی پرتو محاسبه شده و کمینه انسداد زمانی که هر دو بافل انسداد برابر ایجاد کنند، با فرمول بندی روش تکرار برای تلسکوپ ملی ایران بدست آمده است.
-2 طراحی بافل
برای رسیدن به طراحی بهینه سه معیار زیر در نظر گرفته شده است. اول بافلها نباید پرتوها از داخل میدان دید را حذف کنند. دوم، نورهای مزاحم مستقیماً نباید به صفحه تصویر برخورد کنند. سوم، با لحاظ دو شرط بالا بافلها باید انسداد کمینه ایجاد کنند.[3,6] با استفاده از ردیابی پرتو در نرم افزار طراحی اپتیکی زیمکس برای هر پرتو زاویه و ارتفاع برخورد با هر سطح تعیین میشود.
-1-2 تعیین ابعاد بافل آینه اولیه
هدف پیدا کردن ZP - فاصله از رأس آینه اولیه تا انتهای بافل اولیه - و YP - شعاع از محور اپتیکی تا لبه بافل اولیه - برای بافل آینه اولیه است. پرتو a از لبه بیشینهی میدان دید به لبه مردمک ورودی - آینه اولیه - نقطه A1 برخورد می- کند. بعد از بازتاب به نقطه B1 و H1 به ترتیب روی آینه ثانویه و صفحه تصویر برخورد میکند. پرتو b از کمینه میدان دید بعد از عبور از لبه انسداد مرکزی در نقطه A2 به آینه اولیه برخورد میکند و بعد از بازتاب به نقطه B2 و H2 به ترتیب روی آینه ثانویه و صفحه تصویر برخورد میکند . شرایط ضروری در طراحی بافل اولیه، بافل اولیه نباید مانع پاره خط L1 از پرتو a در بین آینه ثانویه و صفحه تصویر شود - شرط - 1، همچنین نباید پاره خط L2 از پرتو b بین آینه اولیه و ثانویه را حذف کند - شرط. - 2
