โฟกัสแบบกัสแกร็ง

ตัวสะท้อนแบบกัสแกร็ง (Cassegrain reflector) เป็นรูปแบบของการประกอบกระจกเงาเพื่อสร้างเป็นระบบเชิงแสง เช่น ในกล้องโทรทรรศน์ทางดาราศาสตร์ ตั้งชื่อตามโลร็อง กัสแกร็ง ระบบตัวสะท้อนแบบนี้ถูกใช้ในกล้องโทรทรรศน์แบบกัสแกร็ง รวมถึงกล้องโทรทรรศน์ชนิดอื่น ๆ ที่คล้ายกัน

แผนภาพแสดงระบบแสงของกล้องโทรทรรศน์แบบกัสแกร็ง

ภาพรวม

จุดโฟกัสของตัวสะท้อนแบบกัสแกร็งได้จากการเชื่อมต่อจุดโฟกัสรวมของกระจกเงาเว้าปฐมภูมิและกระจกเงาทุติยภูมิที่เป็นทรงไฮเพอร์โบลา โดยทั่วไปแล้วกระจกเงาเว้าประกอบด้วยพื้นผิวทรงพาราโบลา และจุดโฟกัสของพื้นผิวพาราโบลาเรียกว่าโฟกัสปฐมภูมิ (prime focus) และจะวางอุปกรณ์สังเกตการณ์โฟกัสปฐมภูมิไว้ที่นั่น อย่างไรก็ตาม แม้ว่าโฟกัสปฐมภูมิจะเหมาะสำหรับการสังเกตขอบเขตการมองเห็นที่กว้าง แต่ก็ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความละเอียดเชิงมุมที่สูง

หากต้องการได้ภาพตั้งตรงอาจใช้ระ ระบบโฟกัสแบบผสมแบบเกรกอรี ซึ่งทั้งกระจกเงาปฐมภูมิและกระจกเงาทุติยภูมิทำขึ้นจากกระจกเงาเว้า อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีปัญหา เช่น มุมมองที่แคบและอัตราการถูกบดบังมาก ในขณะที่ระบบแบบกัสแกร็งจะติดตั้งกระจกเงานูนทรงไฮเพอร์โบลาที่ส่วนด้านหน้าโฟกัสปฐมภูมิเพื่อสร้างโฟกัสสังเคราะห์

การประยุกต์ใช้

ได้มีการคิดค้นวิธีการต่าง ๆ เพื่อให้ได้โฟกัสแบบกัสแกร็ง

ถ้ากระจกเงาปฐมภูมิเป็นกระจกเงาทรงพาราโบลาและ กระจกเงาทุติยภูมิเป็นทรงไฮเพอร์โบลา จะเรียกว่าเป็นกล้องโทรทรรศน์แบบกัสแกร็งแบบดั้งเดิม ในขณะที่ถ้าใช้กระจกเงาปฐมภูมิเป็นทรงไฮเพอร์โบลาด้วยจะเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์แบบริตชี–เครเตียง นอกจากนี้ ถ้าทำกระจกเงาปฐมภูมิเป็นวงรีและกระจกเงาทุติยภูมิเป็นทรงกลมเพื่อให้ง่ายต่อการผลิตและปรับแต่งแม้ว่าจะต้องสูญเสียภาพรอบข้าง จะเรียกว่า

กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ตัวสะท้อนแบบกัสแกร็งแล้วมีการปรับให้ค่าเอฟของกระจกเงาปฐมภูมิเล็ก และเพิ่มแผ่นปรับแก้จะเรียกว่ากล้องโทรทรรศน์แบบชมิท–กัสแกร็ง ระบบแบบนี้มีจำหน่ายอย่างแพร่หลายในท้องตลาด แต่เนื่องจากต้องใช้เวลาและความพยายามในการแก้ไขและสอบเทียบแผ่นปรับเทียบ ปัจจุบันมักถูกแทนที่ด้วยแบบริตชี–เครเตียง

กล้องโทรทรรศน์แบบชมิท–กัสแกร็งได้รับการออกแบบให้เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่มีมุมมองภาพกว้างโดยใช้แผ่นจานปรับแก้อันดับสูงแบบชมิทและระบบโฟกัสประกอบรวมให้ได้ความยาวโฟกัสยาว

อ้างอิง

• 田中済、『光学系の基本設計』 精密工学会誌 Vol.67 (2001) No.10 P1562-1566,doi:10.2493/jjspe.67.1562
• 山下卓也、『すばる望遠鏡の第一期観測装置』　精密工学会誌　Vol.67 (2001) No.10 P1579-1583, doi:10.2493/jjspe.67.1579