Spiegelsystemen

Spiegelsystemen zijn optische constructies die uitsluitend uit reflecterende oppervlakken bestaan. Ze vormen beelden en leiden licht zonder lenzen. Hun belangrijkste voordelen zijn afwezigheid van chromatische aberratie, hoge lichtopbrengst en de mogelijkheid om compacte ontwerpen te realiseren bij hoge vergrotingen. Nadelen zijn onder meer gevoeligheid voor misalignment en de noodzaak van nauwkeurige optische figuur en mechanische stabiliteit.

Bij een typisch twee-spiegelontwerp doorlopen de stralen eerst een hoofdspiegel en worden ze vervolgens door een secundaire spiegel verder geleid naar een detector of oculair. De lichtweg kan worden gefold of langs de as blijven. Newtoniaanse ontwerpen gebruiken een vlakke secundaire spiegel die het licht zijwaarts naar de zijkant van de buis buigt. Cassegrain-ontwerpen gebruiken een concave hoofdspiegel en een convexe secundaire spiegel; het licht gaat terug door een gat in de primaire spiegel. Gregorian gebruikt een concave secundaire spiegel en leidt het licht langs een andere as.

Moderne ontwerpen zoals Ritchey-Chrétien passen hyperbolische vormen toe voor zowel hoofd- als secundaire spiegel om coma en astigmatisme te verminderen. Daarnaast bestaan Maksutov-Cassegrain en Schmidt-Cassegrain uit een combinatie van spiegeling en een correctorplaat voor bredere correcte weergave.

Ontwerpkeuzes hangen af van de gewenste veldgrootte, scherpte en technologische haalbaarheid. Een centrale obstructie door de secundaire spiegel verlaagt contrast en kan diffractiepatronen introduceren. Spiegelsystemen vereisen nauwkeurige afstelling, thermische stabiliteit en hoogwaardige oppervlaktes.

Toepassingen zijn onder meer astronomie, waar grote telescopen op spiegelontwerpen vertrouwen; industriële en militaire systemen voor richt- en beam-switching; en in ruimte- en laboratoriuminstrumentatie. Voorbeelden variëren van kleine onderzoeksastronomie tot grote aardobservatoria en ruimtetelescopen met twee- of meerdere spiegels.