Астрономические Объективы - апохроматы

Однако, если свойства отражения зеркальной поверхности одинаковы для лучей любого цвета, то преломляющие материалы обладают дисперсией - зависимостью показателя преломления от длины волны излучения, что приводит к преломлению лучей различных цветов на границе воздух-стекло под различными углами. В оптических системах этот эффект приводит к так называемым хроматическим аберрациям, которые проявляются в виде разноцветных ореолов при наблюдении, например звёзд.

Подбором сочетаний обычных оптических стекол удается свести в одну точку изображения, образованные лучами только двух каких-либо цветов (обычно это делают для синих и красных лучей, лежащих вблизи границ видимого диапазона спектра). При этом изображение, формируемое лучами третьего цвета - зелёного (середина видимого диапазона) не совпадает с этой точкой. Это несовпадение называют вторичным спектром, а объективы с подобным типом коррекции аберраций - ахроматами. В ахроматах из обычных стекол вторичный спектр достаточно велик, и окрас изображения всегда заметен. Вторичный спектр снижает качество изображения и ограничивает возможность развития относительного отверстия объективов, особенно длиннофокусных. Объективы с исправленным вторичным спектром (для которых изображение звезды выглядит таким же однотонным, как и для зеркальных систем) называют апохроматами.

Используя обычные оптические стекла исправить вторичный спектр невозможно. Для этого применяются оптические материалы с особым ходом кривой дисперсии, кристаллы или "особые" стекла. Традиционно наиболее подходящим материалом, позволяющим составить апохроматические комбинации в сочетании с обычными стеклами, считается оптический кристалл фтористого кальция (флюорит) - материал достаточно уникальный и дорогой, обладающий к тому же рядом недостатков, которые раскрываются ниже.

Учёными созданы особые сорта оптического стекла - фторфосфатные кроны, которые обладают оптическими характеристиками, не уступающими флюориту. Специалистами ЛЗОС разработано стекло из группы фторфосфатных кронов - особый крон марки ОК4. Обладая близкими к флюориту значениями оптических констант, стекло ОК4 в то же время имеет ряд преимуществ по сравнению с флюоритом: это, прежде всего, более высокая оптическая однородность, отсутствие спайности, характерной для оптических кристаллов флюорита. Кроме того, стекло ОК4 обладает малой термооптической постоянной W_t (в 3 раза меньшей по абсолютной величине, чем у флюорита), что дает возможность устранения в оптической системе термоволновых аберраций, то есть аберраций, возникающих при изменении температуры окружающей среды. Схемы астрономических линзовых объективов-апохроматов ЛЗОС построены именно с использованием стекла марки ОК4. Это трёхлинзовые системы, обладающие идеальной для видимой области спектра цветокоррекцией и превосходным исправлением монохроматических аберраций в точке на оси.

изображение через телескоп с апохроматом

Что касается оптического качества выпускаемых систем, то ЛЗОС, как и большинство мировых фирм-изготовителей астрономической оптики, подтверждает его для каждого объектива протоколом контроля волновых аберраций системы интерференционным методом.
Традиционно интерференционные измерения осуществляются с использованием гелий-неонового лазера, длина волны которого - 0,633мкм. Эта длина волны расположена в красном участке видимого диапазона спектра (то есть, по существу, на его длинноволновой границе), поэтому её использование не всегда может дать адекватную оценку качества изображения визуальной системы. ЛЗОС стал, фактически, первым изготовителем астрономических объективов, осуществляющим их аттестацию по результатам интерференционного контроля с использованием зелёного лазера (длина волны 0,532мкм). Эта длина волны расположена как раз посередине между максимумами чувствительности глаза для дневного и сумеречного зрения, а потому даёт оценку, наилучшим образом совпадающую с экспертной оценкой качества системы по результатам визуальных наблюдений изображения точечного объекта.