拓展施密特望远镜视场的焦面终端总成及施密特望远镜

本技术涉及天文望远镜光学系统，具体涉及一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成及采用该焦面终端总成的经典施密特望远镜。

背景技术：

1、中国科学院紫金山天文台的近地天体探测望远镜于2016年建成并投入使用，是近地天体监测研究领域的主力观测设备，主要承担太阳系内小天体的巡天搜索与编目工作，也是国际小行星预警网的主要成员。近地天体探测望远镜的光学系统为经典施密特望远镜，由位于镜筒前端（球面主镜的球心处）通光口径1米的施密特改正板和位于镜筒后端通光口径1.2米的球面主镜构成，望远镜的施密特焦面位于球面主镜与施密特改正板中间，系统焦距1.8米，圆形视场直径为3.14°，在486.1nm-1014nm的工作波段内，全视场像斑直径（80%能量）≤2.0″，配置4k ccd相机，观测视场为4平方度。近年来，随着小行星巡天观测需求量的激增，近地天体探测望远镜4平方度的视场已不能满足实际巡天的需求，进一步提升其巡天效能成为当务之急。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种拓展施密特望远镜视场的焦面终端总成及施密特望远镜，可在不改变经典施密特望远镜原有光学系统结构参数和成像精度的前提下，以较小的成本实现望远镜巡天效能的大幅提升。

2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于，包括：ccd相机和改正镜头，所述改正镜头包括圆锥形镜筒以及安装于圆锥形镜筒内部的第一改正透镜和第二改正透镜，所述圆锥形镜筒的细端与ccd相机密封连接，所述第一改正透镜位于圆锥形镜筒的粗端，所述第二改正透镜位于圆锥形镜筒的细端且临近ccd相机的探测靶面设置；所述第一改正透镜为弯月形双胶合透镜，其凹面朝向第二改正透镜；所述第二改正透镜为单凸透镜，其凸面朝向第一改正透镜。

4、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

5、进一步地，所述第一改正透镜的中心厚度为25mm，所述第一改正透镜的通光口径为312mm。

6、进一步地，所述第二改正透镜的中心厚度为18mm，所述第二改正透镜的通光口径为203mm。

7、进一步地，所述第二改正透镜采用融石英单凸透镜。

8、进一步地，所述第一改正透镜与第二改正透镜之间的距离为175mm。

9、进一步地，所述第二改正透镜与ccd相机的探测靶面之间的距离为6mm。

10、进一步地，所述ccd相机为16k ccd相机。

11、本实用新型还提出了一种经典施密特望远镜，其特征在于，所述望远镜的光学系统由位于镜筒前端的施密特改正板、位于镜筒后端的球面主镜和如上所述的焦面终端总成构成；所述望远镜的施密特焦面位于施密特改正板和球面主镜之间，所述焦面终端总成加装于施密特焦面处，所述改正镜头朝向球面主镜设置，所述ccd相机的探测靶面与施密特焦面重合。

12、外部平行光经施密特改正板的折射后到达球面主镜的反射面，经由球面主镜反射后形成汇聚光束进入改正镜头，再依次经过第一改正透镜和第二改正透镜的折射后到达ccd相机的探测靶面形成图像。

13、本实用新型的有益效果是：

14、1）本实用新型在近地天体探测望远镜的施密特焦面附近加装一个由一台16k ccd相机和一个改正镜头组成的焦面终端总成，通过改正镜头中第一改正透镜和第二改正透镜的玻璃材料选择、几何参数与位置参数的优化设计，校正因增大施密特光学系统视场而产生的像差，将望远镜的视场直径由3.14°扩大为6.28°，配合16k ccd相机，观测视场由4平方度拓展为16平方度，在486.1nm～1014nm的工作波段内，全视场像斑直径（80%能量）≤2.0″，与原有4平方度视场的像质持平，视场外围像斑有约8%的渐晕，完全满足近地天体巡天观测的成像精度需求；

15、2）本实用新型提出的焦面终端总成是独立结构，将其从施密特焦面处移除，望远镜即可回到原有视场的成像状态。

技术特征：

1.一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于，包括：ccd相机（8）和改正镜头（4），所述改正镜头（4）包括圆锥形镜筒以及安装于圆锥形镜筒内部的第一改正透镜（5）和第二改正透镜（6），所述圆锥形镜筒的细端与ccd相机（8）密封连接，所述第一改正透镜（5）位于圆锥形镜筒的粗端，所述第二改正透镜（6）位于圆锥形镜筒的细端且临近ccd相机（8）的探测靶面（7）设置；所述第一改正透镜（5）为弯月形双胶合透镜，其凹面朝向第二改正透镜（6）；所述第二改正透镜（6）为单凸透镜，其凸面朝向第一改正透镜（5）。

2.如权利要求1所述的一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于：所述第一改正透镜（5）的中心厚度为25mm，所述第一改正透镜（5）的通光口径为312mm。

3.如权利要求1所述的一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于：所述第二改正透镜（6）的中心厚度为18mm，所述第二改正透镜（6）的通光口径为203mm。

4.如权利要求1所述的一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于：所述第二改正透镜（6）采用融石英单凸透镜。

5.如权利要求1所述的一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于：所述第一改正透镜（5）与第二改正透镜（6）之间的距离为175mm。

6.如权利要求1所述的一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于：所述第二改正透镜（6）与ccd相机（8）的探测靶面（7）之间的距离为6mm。

7.如权利要求1所述的一种用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成，其特征在于：所述ccd相机（8）为16k ccd相机。

8.一种经典施密特望远镜，其特征在于，所述望远镜的光学系统由位于镜筒前端的施密特改正板（1）、位于镜筒后端的球面主镜（2）和如权利要求1～7任一项所述的焦面终端总成（3）构成；所述望远镜的施密特焦面位于施密特改正板（1）和球面主镜（2）之间，所述焦面终端总成（3）加装于施密特焦面处，所述改正镜头（4）朝向球面主镜（2）设置，所述ccd相机（8）的探测靶面（7）与施密特焦面重合。

技术总结
本技术提出了一种拓展施密特望远镜视场的焦面终端总成及施密特望远镜，用于拓展经典施密特望远镜视场的焦面终端总成包括CCD相机和改正镜头，改正镜头包括短圆锥形镜筒和安装于镜筒内部的第一改正透镜和第二改正透镜，短圆锥形镜筒的细端与CCD相机的探测端密封连接，第一改正透镜位于短圆锥形镜筒的粗端内，第二改正透镜位于短圆锥形镜筒的细端内且临近CCD相机的探测靶面。本技术提出的焦面终端总成加装于经典施密特望远镜的焦面附近，可在不改变经典施密特望远镜原有光学系统结构参数和成像精度的前提下，使望远镜的有效视场直径增大一倍，将焦面终端总成从经典施密特望远镜的焦面处移除，则望远镜又能回到原有视场的成像状态。

技术研发人员：照日格图,赵海斌
受保护的技术使用者：中国科学院紫金山天文台
技术研发日：20230427
技术公布日：2024/1/15