Sistema catadióptrico


Un sistema óptico catadióptrico es aquel en el que la refracción y la reflexión se combinan en un sistema óptico, generalmente a través de lentes ( dioptrías ) y espejos curvos ( catóptricos ). Las combinaciones catadióptricas se utilizan en sistemas de enfoque como reflectores , faros , primeros sistemas de enfoque de faros , telescopios ópticos , microscopios y teleobjetivos . Otros sistemas ópticos que utilizan lentes y espejos también se denominan "catadióptricos", como los de vigilancia . Sensores catadióptricos .

Se han utilizado combinaciones catadióptricas para muchos de los primeros sistemas ópticos. En la década de 1820, Augustin-Jean Fresnel desarrolló varios reflectores de faros catadióptricos. [1] Léon Foucault desarrolló un microscopio catadióptrico en 1859 para contrarrestar las aberraciones del uso de lentes para obtener imágenes de objetos a alta potencia. [2] En 1876, un ingeniero francés, A. Mangin, inventó lo que se ha dado en llamar el espejo Mangin , un reflector de vidrio cóncavo con la superficie plateada en la parte posterior del vidrio. Las dos superficies del reflector tienen diferentes radios para corregir la aberración del espejo esférico. La luz atraviesa el vidrio dos veces, lo que hace que todo el sistema actúe como una lente triple . [3]Los espejos Mangin se utilizaron en los reflectores, donde producían un rayo paralelo casi verdadero. Muchos telescopios catadióptricos usan lentes negativos con una capa reflectante en la parte trasera que se conocen como "espejos Mangin", aunque no son objetivos de un solo elemento como el Mangin original, y algunos incluso son anteriores a la invención de Mangin. [4]

Los telescopios catadióptricos son telescopios ópticos que combinan espejos y lentes con formas específicas para formar una imagen. Esto generalmente se hace para que el telescopio pueda tener un mayor grado de corrección de errores en general que sus contrapartes de lentes o espejos, con un campo de visión libre de aberraciones, en consecuencia, más amplio . Sus diseños pueden tener superficies simples totalmente esféricas y pueden aprovechar una trayectoria óptica plegada que reduce la masa del telescopio, haciéndolos más fáciles de fabricar. Muchos tipos emplean "correctores", una lente o un espejo curvo en un sistema óptico combinado de formación de imágenes para que el elemento reflectante o refractivo pueda corregir las aberraciones producidas por su contraparte.

Los dializados catadióptricos son el tipo más antiguo de telescopio catadióptrico. Consisten en un objetivo telescópico refractor de un solo elemento combinado con una lente negativa con respaldo plateado (similar a un espejo Mangin). El primero de ellos fue el telescopio hamiltoniano patentado por WF Hamilton en 1814. El telescopio medial Schupmann diseñado por el óptico alemán Ludwig Schupmann a fines del siglo XIX colocó el espejo catadióptrico más allá del foco del refractor primario y agregó una tercera corrección / enfoque. lente al sistema.

Hay varios diseños de telescopios que aprovechan la colocación de una o más lentes de diámetro completo (comúnmente llamadas " placa correctora ") frente a un espejo primario esférico. Estos diseños aprovechan que todas las superficies son "esféricamente simétricas" [5] y se inventaron originalmente como modificaciones de sistemas ópticos basados ​​en espejos ( telescopios reflectores ) para permitirles tener un plano de imagen relativamente libre de coma o astigmatismo para que pudieran usarse como astrograficocámaras. Funcionan combinando la capacidad de un espejo esférico para reflejar la luz hacia el mismo punto con una lente grande en la parte delantera del sistema (un corrector) que dobla ligeramente la luz entrante, lo que permite que el espejo esférico refleje objetos en el infinito . Algunos de estos diseños se han adaptado para crear cassegrains catadióptricos compactos y de longitud focal larga .


Un telescopio catadióptrico Maksutov de 150 mm de apertura
Camino de luz en un Schmidt-Cassegrain
Trayectoria de luz en un telescopio de menisco (Maksutov – Cassegrain)
Ecuaciones de diseño del corrector de doblete de Houghton: diseño simétrico de caso especial.
Camino de luz en un telescopio Argunov Cassegrain
Ejemplo de una lente catadióptrica que usa " espejos mangin " de superficie trasera (Minolta RF Rokkor-X 250mm f / 5.6)
Un ejemplo de 'desenfoque del iris' o bokeh producido por una lente catadióptrica, detrás de una luz enfocada.