Yansıtmalı teleskop

Yansıtmalı teleskop (aynı zamanda diğer adıyla reflektör, aynalı teleskop, yansıtıcı teleskop olarak da bilinir), ışığı yansıtan ve bir görüntü oluşturan tek veya birden fazla kavisli aynaların bir kombinasyonunu kullanan bir teleskoptur. Yansıtıcı teleskop, 17. yüzyılda Isaac Newton tarafından, o zamanlar şiddetli renk sapmalarından muzdarip bir tasarım olan kırılmalı teleskobuna (refraktör) alternatif olarak icat edildi. Yansıtıcı teleskoplar diğer optik sapma türlerini üretse de, çok büyük çaplı hedeflere izin veren bir tasarımdır. Astronomi araştırmalarında kullanılan büyük teleskopların neredeyse tamamı yansıtıcıdır. Yansıtıcı teleskopların birçok tasarım varyasyonu vardır ve görüntü kalitesini iyileştirmek veya görüntüyü mekanik olarak avantajlı bir konuma yerleştirmek için ekstra optik elemanlar kullanabilir. Yansıtıcı teleskoplar ayna kullandığından, tasarım bazen katoptrik teleskop olarak da anılır.
Newton'dan 1800'lere kadar aynanın kendisi metalden yapılmıştır. genellikle spekulum metali. Bu tip, Newton'un ilk tasarımlarını ve hatta 19. yüzyılın en büyük teleskoplarını, 1.8 metre genişliğinde metal aynalı Leviathan of Parsonstown'u içeriyordu. 19. yüzyılda, çok ince bir gümüş tabakasıyla kaplanmış bir cam blok kullanan yeni bir yöntem, bu yüzyılın başında daha popüler hale gelmeye başladı. O dönemde sıkça kullanılan teleskoplar Crossley ve Harvard yansıtmalı teleskopların başı çektiği ve yansıtmalı teleskobun daha iyi bir itibar oluşturmasına yardımcı olan metal ayna tasarımları aynı zamanda dezavantajları ile bilinir hale geldi. Zira, esas olarak metal aynalar sadece yansıyan ışığın ünü yansıtır ve metal kararabilir. Birden fazla cilalama ve cilalamadan sonra ayna, gereken kesin şeklini kaybedebilir.
Yansıtıcı teleskoplar 19. yy sonu ve 20. yy'da astronomi için olağanüstü popüler hale geldi ve Hubble Uzay Teleskobu gibi birçok ünlü teleskop ve popüler amatör modeller bu tasarımı kullanmaktadır. Ek olarak, yansımalı teleskop ilkesi diğer elektromanyetik dalga boylarına uygulandı ve örneğin, X-ışını teleskopları, görüntü oluşturan optikler yapmak için yansıma ilkesini de kullanır.
Tarih
Kavisli aynaların mercekler gibi davrandığı fikri, en azından Alhazen'in optik üzerine 11. yüzyıla ait incelemesine, erken modern Avrupa'da Latince çevirilerde geniş çapta yayılmış olan eserlere kadar uzanır. Kırıcı teleskobun icadından kısa bir süre sonra, Galileo, Giovanni Francesco Sagredo ve diğerleri, kavisli aynaların ilkeleri hakkındaki bilgilerinden yola çıkarak, görüntü oluşturma hedefi olarak bir ayna kullanarak bir teleskop inşa etme fikrini tartıştılar. Bolognese Cesare Caravaggi'nin 1626 civarında bir tane inşa ettiği ve daha sonraki bir çalışmasında İtalyan profesör Niccolò Zucchi'nin 1616'da içbükey bir bronz ayna ile deney yaptığını, ancak tatmin edici bir görüntü üretmediğini yazdığına dair haberler vardı. Parabolik aynaları kullanmanın potansiyel avantajları, öncelikle küresel aberasyonun azaltılması kromatik aberasyonun olmamasıdır. Bu yöndeki gelişmeler yansıtıcı teleskoplar için önerilen birçok tasarıma yol açtı. En dikkate değer olanı, 1663'te 'yansıtıcı' bir teleskop için yenilikçi bir tasarım yayınlayan James Gregory'dir. Bilim adamı Robert Hooke'un deneysel Gregoryen teleskopu olarak bilinen bu tür teleskopu inşa edebilmesi on yılını (1673) alacaktı.
Isaac Newton genellikle 1668'de ilk yansıtıcı teleskobu inşa etmekle tanınır. Newton teleskopu olarak bilinen optik konfigürasyonda küresel olarak topraklanmış bir metal birincil ayna ve küçük bir çapraz ayna kullandı.
Reflektör tasarımının teorik avantajlarına rağmen, o zamanlar kullanılan spekulum metal aynaların yapım zorluğu ve düşük performansı, popüler hale gelmelerinin 100 yıldan fazla sürmesine neden oldu. Yansıtıcı teleskoplardaki ilerlemelerin çoğu, 18. yüzyılda parabolik ayna 19. yüzyılda gümüş kaplamalı cam aynaları (1858'de Léon Foucault tarafından yapılmıştır), 20. yüzyılda uzun ömürlü alüminyum kaplamaları 20. yüzyıl ortası, daha büyük çaplara izin vermek için parçalı aynalar ve yerçekimi deformasyonunu telafi etmek için aktif optikler ile olmuştur. 20. yüzyılın ortalarında diğer bir yenilik, birincil optik elemanlar olarak hem küresel bir ayna hem de bir mercek (düzeltici plaka olarak adlandırılır) kullanan ve esas olarak küresel sapma olmadan geniş alan görüntüleme için kullanılan Schmidt kamerası gibi katadioptrik teleskoplardı.
20. yüzyılın sonlarında, görme sorunlarının üstesinden gelmek için uyarlamalı optik ve şanslı görüntülemenin gelişimi görüldü ve yansıtmalı teleskoplar, uzay teleskoplarında ve birçok uzay aracı görüntüleme cihazında her yerde bulunur hale geldi.
Teknik hususlar
Kavisli bir birincil ayna, odak düzleminde bir görüntü oluşturan reflektörlü teleskopun temel optik elemanıdır. Aynanın odak düzlemine olan uzaklığına odak uzaklığı denir. Görüntüyü kaydetmek için buraya bir film veya dijital bir sensör yerleştirilebilir veya optik özellikleri değiştirmek ve/veya ışığı filme, dijital sensörlere veya görsel gözlem için bir göz merceğine yönlendirmek için ikincil bir ayna eklenebilir.
Çoğu modern teleskoptaki birincil ayna, ön yüzeyi küresel veya parabolik bir şekle getirilmiş olan katı bir cam silindirden oluşur. İnce bir alüminyum tabakası, aynanın üzerine vakumla çökeltilir ve son derece yansıtıcı bir birinci yüzey aynası oluşturulur.
Bazı teleskoplar, farklı şekilde yapılmış birincil aynalar kullanır. Erimiş cam, yüzeyini paraboloidal hale getirmek için döndürülür ve soğuyup katılaşırken dönmeye devam eder. (Bkz. Döner fırın.) Ortaya çıkan ayna şekli, tam olarak gereken şekle ulaşmak için minimum taşlama ve cilalama gerektiren arzu edilen bir paraboloid şekle yaklaşır.
Optik hatalar ve eksik yönleri
Yansıtıcı teleskoplar, tıpkı diğer optik sistemler gibi, "mükemmel" görüntüler üretmezler. Nesneleri sonsuza kadar uzaklıklarda görüntüleme ihtiyacı, onları ışığın farklı dalga boylarında görme ve birincil aynanın ürettiği görüntüyü görmenin bir yolunun olması gerekliliği, yansıtıcı bir teleskopun optik tasarımında her zaman bir miktar ödün vermenin söz konusu olacağı anlamına gelir.
Birincil ayna, ışığı kendi yansıtıcı yüzeyinin önünde ortak bir noktaya odakladığından, neredeyse tüm yansıtıcı teleskop tasarımlarında, ışığın birincil aynaya ulaşmasını kısmen engelleyen bu odak noktasının yakınında ikincil bir ayna, film tutucu veya dedektör bulunur. Refraktörlerin aksine bu durum ışık kaybı demektir. Bu sadece sistemin topladığı ışık miktarında bir miktar azalmaya neden olmakla kalmaz, aynı zamanda, çoğu ikincil destek yapısının neden olduğu kırınım yükselmelerinin yanı sıra engelin kırınım etkileri nedeniyle görüntüde kontrast kaybına neden olur. Bu sebeple reflektörlerin aksine yüksek odak açıklıklarına ulaşsa da bir verim düşüklüğü olabilmektedir. Piyasada 50 mmlik bir kırılmalı teleskoptaki görüntü 80 mmlik bir yansıtmalı Newton teleskopta; buna karşın 90 mm lik bir kırılmalı teleskoptaki görüntü 130 mmlik bir Newton teleskopta elde edilebilmektedir. Bununla birlikte 150mm ve üstü refraktör teleskopların yapımı son derece zahmetli ve belli oranlara çıkılamadığından bu eksiklik yüksek odaklara yansıtmalı teleskopla çıkmakla giderilmektedir. Diğer bir tez avantajda büyütmede refraktörlerden daha az Newton teleskopların çıkabilmesidir. Ancak gezegen gözlemlerinde bu bir kolaylık olsada derin uzay gözlemlerinde yüksek büyütme oranlarındaki teleskoplar sorun çıkarabildiğinden yansıtmalı teleskopların bu yönden avantajlı yanları bulunmaktadır. Bununla birlikte Ritchey Cassigrain ve Schmidt Cassigrain tipi kırılmalı-yansıtmalı karışımı veya Cassigrain tipi aynalı teleskoplar daha portatif olmaları yanında yüksek büyütme oranlarına ulaşabilmektedir.
Aynaların kullanılması Kromatik aberasyonu (renk sapmalarını) önler, ancak başka tür sapmalar üretirler. Basit bir küresel ayna, uzak bir nesneden gelen ışığı ortak bir odak noktasına getiremez, çünkü aynaya kenarına yakın bir yerden çarpan ışık ışınlarının yansıması, aynanın merkezine daha yakın olanlardan yansıyanlarla yakınsamaz, bu kusura küresel aberasyon denir. Bu sorunu önlemek için çoğu yansıtıcı teleskop, tüm ışığı ortak bir odak noktasına odaklayabilen bir şekil olan parabolik şekilli aynalar kullanır. Parabolik aynalar, ürettikleri görüntünün merkezine yakın nesnelerle (aynanın optik eksenine paralel hareket eden ışık) iyi çalışır, ancak aynı görüş alanının kenarına doğru eksen dışı sapmalardan muzdariptirler: Bu durum taşınabilir amatör yansıtıcılı teleskoplar içinde geçerli olup bu teleskoplarda da çukur (spherical) ayna yerine parabolik ayna içeren modellerin seçilmesi tavsiye edilmektedir.
Koma - görüntünün merkezindeki nokta kaynaklarının (yıldızların) bir noktaya odaklandığı, ancak tipik olarak görüntünün kenarlarına doğru kötüleşen "kuyruklu yıldız benzeri" radyal lekeler olarak göründüğü bir sapma.
Alan eğriliği En iyi görüntü düzlemi genel olarak eğridir, bu da dedektörün şekline uymayabilir ve alan boyunca bir odak hatasına yol açabilir. Bazen bir alan düzleştirici lens ile düzeltilir.
Astigmatizma nokta kaynaklı görüntülerin eksen dışında elips şeklinde görünmesine neden olan, diyafram çevresindeki odakta azimut bir değişiklik. Astigmatizma genellikle dar bir görüş alanında bir problem değildir, ancak geniş bir alan görüntüsünde hızla kötüleşir ve alan açısına göre karesel olarak değişir.
Bozulma Bozulma görüntü kalitesini (netliği) etkilemez ancak nesne şekillerini etkiler. Bazen görüntü işleme ile düzeltilir.
Bu sapmaların bazılarını düzelten modifiye ayna yüzeylerini (Ritchey-Chrétien teleskobu gibi) veya bir çeşit düzeltme merceğini (kırılmalı teleskop ve yansıtıcı teleskobun bir karması olan katadioptrik teleskoplar gibi) kullanan yansıtıcı teleskop tasarımları vardır.
Bununla birlikte yansıtıcı teleskobun taşınır teleskop sektörü açısından da başkaca eksiklikleri de vardır.
Örneğin bir kırılmalı teleskobun aksine yansıtıcı teleskoplar çoğunlukla taşınmalar sırasında ayna vs yerleri değişeceğinden hizalama (kolimasyon) ayarı yapılması gerekir.
Genel olarak açık dizaynda yapıldıklarından dış etmenlerden özellikle toz ve nemden etkilenirler. Bu sebeple aynaların iyi korunması gerekir. (Ancak katadioptik Maksutov ve Schmidt-Cassigrain tipi teleskoplar kapalı şekildedir)
Aynalı teleskoplardaki aynalar darbelere karşıda hassas konumdadır. Ağırlık nedeniyle taşınmaları son derece bu sebeple zordur. (katadioptik teleskoplar ve Dobson teleskopları ile bu sorun büyük ölçüde çözülmüştür)
Görüntü Newton teleskobu gibi bazı modelleri baş aşağı çevirdiğinden karasal gözlemde sorun çıkarır. Bu sorun bu teleskoplara özel görüntü düzeltici (image rectifier) ve katadioptik veya cassigrain teleskop tasarımları ile giderilmiştir. Bunun yanı sıra aşağıdaki olumlu yönlerinden bu teleskoplar özellikle belli bir odak açıklığı sonrası kırılmalı teleskopların yerini almış ve astronomik araştırmalarda birincil teleskop haline gelmiştir.
Astronomik araştırmalarda kullanımı ve olumlu yönleri
Neredeyse tüm büyük araştırma sınıfı astronomik teleskoplar yansıtıcıdır. Bunun birkaç nedeni vardır:
Reflektörler daha geniş bir ışık spektrumunda çalışır, çünkü belirli dalga boyları bir refraktörde veya katadioptrik teleskopta bulunanlar gibi cam elementlerden geçerken emilir.
Bir mercekte tüm malzeme hacmi kusurlardan ve homojenlikten arındırılmış olmalıdır, oysa bir aynada sadece bir yüzey mükemmel şekilde parlatılmalıdır.
Farklı dalga boylarındaki ışık, vakum dışındaki bir ortamda farklı hızlarda hareket eder. Bu, renk sapmalarına neden olur. Bunu kabul edilebilir seviyelere indirmek genellikle iki veya üç açıklık boyutlu lensin bir kombinasyonunu içerir (daha fazla ayrıntı için akromat ve apokromat'a bakın). Bu tür sistemlerin maliyeti, bu nedenle, açıklık boyutu ile önemli ölçüde artış gösterir. Özellikle belli bir açıklık sonrası (80-100mm civarı) yansıtmalı teleskoplar yapım maliyeti olarak refraktörlerden üstün hale gelir. Bir aynadan elde edilen bir görüntü, başlangıçta renk sapmalarından muzdarip değildir ve aynanın maliyeti, boyutuna göre çok daha mütevazı bir şekilde ölçeklenir.
Geniş diyafram açıklığına sahip lenslerin üretimi ve manipülasyonu ile ilgili yapısal sorunlar vardır. Bir mercek sadece kenarından tutulabileceğinden, büyük bir merceğin merkezi yerçekimi nedeniyle sarkacak ve ürettiği görüntüyü bozacaktır. Bir kırılma teleskopundaki en büyük pratik lens boyutu yaklaşık 1 metre ve biraz üstüdür. Buna karşılık, bir ayna, yansıtıcı yüzünün karşısındaki tüm taraf tarafından desteklenebilir, bu da yerçekimi sarkmasının üstesinden gelebilecek yansıtmalı teleskop tasarımlarına izin verir. En büyük refraktör tasarımları 1 metreyi biraz geçerken en büyük reflektör tasarımları şu anda 10 metreyi aşmaktadır.
Yansıtıcı teleskop tasarımları
Gregoryen
İskoç gök bilimci ve matematikçi James Gregory tarafından 1663 tarihli Optica Promota kitabında açıklanan Gregoryen teleskopu, görüntüyü birincil aynadaki bir delikten geri yansıtan içbükey bir ikincil ayna kullanır. Bu, karasal gözlemler için yararlı olan dik bir görüntü üretir. Bazı küçük tespit dürbünleri hala bu şekilde inşa edilmiştir. Vatikan İleri Teknoloji Teleskobu, Magellan teleskopları, Büyük Binoküler Teleskop ve Dev Magellan Teleskobu gibi Gregoryen konfigürasyonunu kullanan birkaç büyük modern teleskop vardır.
Newtonyan
Newton teleskopu, 1668'de Isaac Newton tarafından tamamlanan ilk başarılı yansıtıcı teleskoptu. Genellikle bir paraboloid birincil aynaya sahiptir, ancak f/8 veya daha uzun odak oranlarında, yüksek görsel çözünürlük için küresel bir birincil ayna yeterli olabilir. Düz bir ikincil ayna, ışığı teleskop tüpünün tepesindeki bir odak düzlemine yansıtır. Belirli bir birincil boyut için en basit ve en ucuz tasarımlardan biridir ve amatör teleskop yapımcıları arasında ev yapımı bir proje olarak popülerdir.
Cassegrain tasarımı ve çeşitleri
Cassegrain teleskopu (bazen "Klasik Cassegrain" olarak adlandırılır) ilk olarak Laurent Cassegrain'e atfedilen 1672 tasarımında yayınlandı. Bir parabolik birincil aynaya ve ışığı birincildeki bir delikten aşağıya yansıtan hiperbolik bir ikincil aynaya sahiptir. İkincil aynanın katlanma ve uzaklaşma etkisi, kısa bir tüp uzunluğuna sahipken odak uzaklığı uzun olan bir teleskop oluşturur.
Ritchey-Chrétien
George Willis Ritchey ve Henri Chrétien tarafından 1910'ların başında icat edilen RitcheyChrétien teleskopu, iki hiperbolik aynaya (bir parabolik birincil yerine) sahip özel bir Cassegrain yansıtıcıdır. Bu koma ve küresel aberasyonu neredeyse tamamen ortadan kaldırır ve geniş neredeyse düz odak alanıyla astrofotografi içinde uygun alan sağlar Dünyadaki hemen hemen her profesyonel reflektörlü teleskop, RitcheyChrétien tasarımına sahiptir.
Üç aynalı anastigmat
Üçüncü bir kavisli aynanın dahil edilmesi, RitcheyChrétien tasarımından kalan bozulmanın, astigmatizmanın düzeltilmesini sağlar. Bu, çok daha geniş görüş alanları sağlar.
Dall-Kirkham
Dall-Kirkham Cassegrain teleskopunun tasarımı 1928'de Horace Dall tarafından yaratıldı ve 1930'da amatör astronom Allan Kirkham ile o zamanın dergi editörü Albert G. Ingalls arasındaki tartışmanın ardından Scientific American'da yayınlanan bir makalede adını aldı. Bir içbükey eliptik birincil ayna ve bir dışbükey küresel ikincil kullanır. Bu sistemin öğütülmesi klasik bir Cassegrain veya RitcheyChrétien sisteminden daha kolay olsa da, eksen dışı komayı düzeltmez. Alan eğriliği aslında klasik bir Cassegrain'den daha azdır. Bu, daha uzun odak oranlarında daha az fark edildiğinden, Dall-Kirkhams nadiren f/15'ten daha hızlıdır.
Eksen dışı tasarımlar
İkincil öğeyi ortadan kaldırarak veya herhangi bir ikincil öğeyi birincil aynanın optik ekseninden hareket ettirerek gelen ışığı engellemekten kaçınmaya çalışan çeşitli tasarımlar vardır, buna genellikle eksen dışı optik sistemler denir.
Herschel (Herşelyan)
Herschel teleskobu (reflektörü), bu tasarımı 1789'da 40 metrelik teleskop da dahil olmak üzere çok büyük teleskoplar inşa etmek için kullanan William Herschel'den almıştır. Herschelian reflektörde birincil ayna eğilir, böylece gözlemcinin kafası gelen ışığı engellemez. Bu, geometrik sapmalara yol açsa da, Herschel, Newton teleskobundaki ikincil aynanın kullanılmasından kaçınmak için, o zamanın yansıtıcı teleskoplarının spekulum metal aynaları hızla karardığından ve yalnızca %60 yansıtma elde edebildiğinden, bu tasarımı kullandı.
Schiefspiegler
Cassegrain'in bir çeşidi olan Schiefspiegler teleskobu ("çarpık" veya "eğik reflektör"), ikincil aynanın birincil üzerinde gölge oluşturmasını önlemek için eğik aynalar kullanır. Ancak kırınım paternlerini ortadan kaldırırken koma ve astigmatizma artışına neden olur. Bu kusurlar büyük odak oranlarında yönetilebilir hale gelir - çoğu Schiefspiegler, f/15 veya daha uzun kullanır, bu da Ay ve gezegenlerle ilgili yararlı gözlemi kısıtlama eğilimindedir. Farklı tiplerde değişen sayıda ayna ile bir dizi varyasyon yaygındır. Kutter (adını mucidi Anton Kutter'den almıştır) stili, gerektiğinde ikincil ayna ile odak düzlemi arasında tek bir içbükey birincil, dışbükey ikincil ve bir plano-dışbükey mercek kullanır (bu, katadioptrik Schiefspiegler'in durumudur). Bir multi-schiefspiegler'ın bir varyasyonu, içbükey bir birincil, dışbükey ikincil ve bir parabolik üçüncül kullanır. Bazı Schiefspiegler'lerin ilginç yönlerinden biri, aynalardan birinin ışık yoluna iki kez dahil olabilmesidir - her ışık yolu farklı bir meridyen yolu boyunca yansır.
Stevick-Paul
Stevick-Paul teleskopları, ek bir düz diyagonal aynaya sahip Paul 3-ayna sistemlerinin Dışbükey bir ikincil ayna, teleskoba giren ışığın hemen yanına yerleştirilir ve üçüncü tarafa paralel ışık gönderecek şekilde afokal olarak konumlandırılır. İçbükey üçüncül ayna, dışbükey ikincil olarak giren ışının yanına tam olarak iki kat daha uzak ve ikincilden uzakta kendi eğrilik yarıçapı olarak konumlandırılmıştır. Üçüncül ayna ikincilden paralel ışık aldığı için odağında bir görüntü oluşturur. Odak düzlemi ayna sistemi içinde yer alır, ancak düz bir diyagonal eklenmesiyle göze erişilebilir. Stevick-Paul konfigürasyonu, nazikçe kavisli Petzval yüzeyi hariç, sıfırdan üçüncü dereceye kadar tüm optik sapmalarla sonuçlanır.
Yolo
Yolo, 1960'ların ortalarında Arthur S. Leonard tarafından geliştirildi. Schiefspiegler gibi, engelsiz, eğimli bir yansıtıcı teleskoptur. Orijinal Yolo, aynı eğriliğe ve ana eksene aynı eğime sahip bir birincil ve ikincil içbükey aynadan oluşur. Çoğu Yolos toroidal reflektör kullanır. Yolo tasarımı komayı ortadan kaldırır, ancak önemli bir astigmatizma bırakır, bu da ikincil aynanın bir tür bükülme koşum takımı ile deformasyonu veya alternatif olarak bir toroidal figürün ikincil olarak parlatılmasıyla azalır. Schiefspieglers gibi, birçok Yolo varyasyonu takip edildi. Gerekli miktarda toroidal şekil, tamamen veya kısmen birincil aynaya aktarılabilir. Büyük odak oranlı optik düzeneklerde, hem birincil hem de ikincil ayna küresel olarak bırakılabilir ve ikincil ayna ile odak düzlemi arasına bir gözlük düzeltici mercek eklenir (katadioptrik Yolo). Dışbükey, uzun odaklı üçüncül aynanın eklenmesi, Leonard'ın Solano konfigürasyonuna yol açar. Solano teleskopu herhangi bir torik yüzey içermez.
Sıvı aynalı teleskoplar
Bir teleskop tasarımı, sabit hızda döndürülen bir tepside sıvı metalden oluşan dönen bir ayna kullanır. Tepsi döndükçe sıvı, esasen sınırsız büyüklükte bir paraboloidal yüzey oluşturur. Bu, çok büyük teleskop aynalarının (6 metreden fazla) yapılmasına izin verir, ancak ne yazık ki bunlar her zaman dikey olarak işaret ettikleri için yönlendirilemezler.
Odak düzlemleri
Ana odak tasarımında ikincil optik kullanılmaz, görüntüye birincil aynanın odak noktasından erişilir. Odak noktasında, bir film plakasını veya elektronik dedektörü tutmak için bir tür yapı bulunur. Geçmişte, çok büyük teleskoplarda, bir gözlemci, görüntüyü doğrudan görüntülemek veya bir kamerayı çalıştırmak için teleskopun içinde bir "gözlem kafesi" içinde otururdu. Günümüzde CCD kameralar, dünyanın neredeyse her yerinden teleskopun uzaktan çalıştırılmasına izin veriyor. Ana odakta mevcut alan, gelen ışığın engellenmesini önleme ihtiyacı nedeniyle ciddi şekilde sınırlıdır.
Radyo teleskopları genellikle birincil odak tasarımına sahiptir. Ayna, radyo dalgalarını yansıtmak için metal bir yüzeyle değiştirilir ve gözlemci bir antendir.
Cassegrain odak
Cassegrain tasarımına veya diğer ilgili tasarımlara göre yapılmış teleskoplar için görüntü, birincil aynanın arkasında, ikincil aynanın odak noktasında oluşturulur. Bir gözlemci teleskopun arkasından bakar veya arkaya bir kamera veya başka bir alet monte edilmiştir. Cassegrain odak, amatör teleskoplar veya daha küçük araştırma teleskopları için yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, buna uygun olarak büyük aletlere sahip büyük teleskoplar için, Cassegrain odağındaki bir alet, dönerken teleskopla birlikte hareket etmelidir; bu, alet destek yapısının gücüne ek gereksinimler getirir ve gözlemevi içindeki duvarlar veya ekipman gibi engellerle çarpışmayı önlemek için potansiyel olarak teleskopun hareketini sınırlar.
Nasmyth ve coudé odak
Nasmyth
Nasmyth tasarımı, ışığın birincil aynadaki bir delikten yönlendirilmemesi dışında Cassegrain'e benzer; bunun yerine, üçüncü bir ayna, ağır aletlerin montajına izin vermek için ışığı teleskopun yan tarafına yansıtır. Bu, büyük araştırma teleskoplarında çok yaygın bir tasarımdır.
Coude
Işığı (genellikle sapma ekseni aracılığıyla) teleskop yeniden yönlendirilirken hareket etmeyen sabit bir odak noktasına iletmek için Nasmyth tarzı bir teleskopa daha fazla optik eklemek, bir coudé odağı verir (Fransızca dirsek kelimesinden). Coudé odağı, Nasmyth odağından daha dar bir görüş alanı sağlar ve geniş bir görüş alanına ihtiyaç duymayan çok ağır enstrümanlarla kullanılır. Bu tür uygulamalardan biri, büyük yön değiştirici aynalara (ideal olarak teleskopun ana aynasıyla aynı çapta) ve çok uzun odak uzunluklarına sahip yüksek çözünürlüklü spektrograflardır. Bu tür aletler, hareket ettirilmeye ve bir coudé treni oluşturmak için ışık yoluna aynalar eklemeye dayanamadılar, ışığı, gözlem katının üzerine veya altına yerleştirilmiş (ve genellikle hareket etmeyen ayrılmaz bir parçası olarak inşa edilmiş) böyle bir alete sabit bir konuma yönlendirdiler. gözlemevi binası) tek seçenekti. 60-inç Hale teleskopu (1.5 m), Hooker Teleskobu, 200-inç Hale Teleskobu, Shane Teleskopu ve Harlan J. Smith Teleskobu, hepsi coudé odak enstrümantasyonuyla inşa edildi. Echelle spektrometrelerinin geliştirilmesi, bazen Cassegrain odağına başarıyla monte edilebilen çok daha kompakt bir aletle yüksek çözünürlüklü spektroskopiye izin verdi. 1980'lerde ucuz ve yeterince kararlı bilgisayar kontrollü alt-az teleskop yuvaları geliştirildiğinden, Nasmyth tasarımı genellikle büyük teleskoplar için coudé odağının yerini aldı.
Fiber beslemeli spektrograflar
Çok yüksek stabilite gerektiren veya çok büyük ve hantal olan aletler için, aleti teleskopla hareket ettirmek yerine sert bir yapı üzerine monte etmek tercih edilir. Tam görüş alanının iletimi standart bir coudé odağı gerektirse de, spektroskopi tipik olarak yıldızlar veya galaksiler gibi yalnızca birkaç ayrı nesnenin ölçümünü içerir. Bu nedenle, teleskopta optik fiberler ile bu nesnelerden ışık toplamak, aleti teleskoptan keyfi bir mesafeye yerleştirmek mümkündür. Fiber beslemeli spektrografların örnekleri olan gezegen avı (gezegen tespit) spektrografları arasında HARPS veya ESPRESSO yer alır.
Ek olarak, optik fiberlerin esnekliği, ışığın herhangi bir odak düzleminden toplanmasını sağlar; örneğin, HARPS spektrografı ESO 3,6 m Teleskopunun, Prime Focus Spectrograph ise Subaru teleskobunun ana odağına bağlanır.