Houghton-Teleskop

Das Houghton-Teleskop ist ein Spiegelteleskop mit ausschließlich sphärischen Flächen und zusätzlich zwei oder drei Korrekturlinsen, die vor dem Spiegel sitzen. Durch die Verwendung von Spiegeln und Linsen wird ist es ein katadioptrisches Teleskop.

Der Teleskop- bzw. Objektivtyp wurde von James Houghton, der für Kodak arbeitete, am 7. März 1941 in Großbritannien zum Patent angemeldet.^[1] Im gleichen Jahr, am 30. August 1941, wurde von Robert Richter und Hermann Slevogt, beide angestellt bei Carl Zeiss, ein ähnliches System patentiert,^[2] weshalb es auch als Richter-Slevogt-Objektiv bezeichnet wird.

Der aus den Linsen bestehende Korrektor ist afokal ähnelt im optischen Prinzip der Schmidt-Platte der rund zehn Jahren zuvor entwickelten Schmidt-Kamera und der etwa zur gleichen Zeit entwickelten Meniskuslinse des Maksutov-Teleskops. Es sind afokale Linsensysteme und weisen daher eine geringe chromatische Aberration auf, aber sie bewirken Koma und sphärische Aberration, die die gleichen Abbildungsfehlern des sphärischen Hauptspiegels kompensieren. Im Gegensatz zu den beiden anderen genannten Varianten ergibt sich ein planes Bildfeld und die Linsen sind einfacher zu fertigen. Da sie aufgrund ihrer Geometrie keine chromatische Aberration erzeugen, können sie aus der gleichen Glassorte hergestellt werden, wenngleich leicht unterschiedliche Glassorten die optischen Eigenschaften des Teleskops etwas verbessern. Ebenso kann die Form der Linsen variiert werden, es sind symmetrische konvexe und konkave oder plankonvexe und plankonkave Linse mit jeweils den gleichen Radien möglich, wobei asymmetrische Linsen die optischen Eigenschaften wiederum geringfügig verbessern. Ein weiterer Vorteil des Korrektors ist insbesondere dadurch die einfacherer Herstellbarkeit, was ihn für den Amateurbereich prädestiniert. Die gute Korrektion von Abbildungsfehler ergibt kompakte Teleskope mit hohem Öffnungsverhältnis und großem Bildwinkel, typisch sind Werte von 1:3 und 2° bei 200 mm Linsen und Spiegeldurchmesser.^[3]

Weiterentwicklung

Die Verwendung von Korrekturlinsen mit dem Durchmesser der Teleskop-Apertur macht die Anwendung für größere Teleskope nicht ökonomisch. Jedoch inspirierten die guten optischen Eigenschaften eine Reihe von weiteren Entwicklungen.

Newton- und Cassegrain-Strahlengang

Bereits Richter und Slevogt zeigten in ihrer Patentschrift, dass diese Korrekturlinsen und sphärischer Hauptspiegel auch für die Strahlengänge von Newton-Teleskope und ähnlich eines Cassegrain-Teleskope eignen. Erstere Anordnung wird gelegentlich bei Amateurteleskopen^[4][5][6] eingesetzt; letztere, meist weiterentwickelt, in Spiegellinsenobjektive für photographische Zwecke. Beide Ausführungen haben bemerkenswerte optische Eigenschaften, da negative Auswirkungen der Positionsverschiebung des Korrektors entlang der optischen Achse durch Freiheitsgerade im Linsensystem ausgeglichen werden kann.^[3]

Baker-Nunn-Kamera

Die Baker-Nunn-Kamera greift den dreilinsigen Korrektor auf, den Houghton in seiner Patentschrift vorgeschlagen hatte, und führt diese asphärisch und mit speziellen Glassorten aus. Dadurch sind Bildfehler weiter reduziert und es ist ein Öffnungsverhältnis von 1:1 bei einem Bildwinkel von 30° und 50 cm Apertur möglich.

Lurie-Houghton-Teleskop

Das Lurie-Houghton-Teleskop basiert auf dem Prinzip des mit zwei Korrektionslinsen versehenem Houghton-Teleskops, jedoch mit einem Strahlengang wie bei dem Newton-Teleskop. Die Position der Korrektionslinsen ist so gewählt, dass sie gleichzeitig als Spiegelhalterung für den Sekundärspiegel dienen können. Ihre Geometrie wurden von Robert J. Lurie für diese Position optimiert, wobei ein asphärischer Hauptspiegel eingesetzt wurde^[7]. Häufig werden jedoch Teleskope mit sphärischem Hauptspiegel und zweilinsigen Korrektor – unzutreffend – auch so bezeichnet.^[3]

Literatur

• Raymond N. Wilson: Reflecting Telescope Optics: Basic design theory and its historical development. 2. Auflage, Springer, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-40106-3.

Referenzen

1. ↑ James Leonard Hougthon: LENS SYSTEM, Patentschrift, 1942
2. ↑ Robert Richter, Hermann Slevogt: Objektiv, Patentschrift, 1941
3. ↑ ^{a b c} Full-aperture Houghton corrector (engl.)
4. ↑ Werner Eich: Selbstbau einer 8-Zoll-Lurie-Houghton-Optik Teil 1, Teil 2, Journal für Astronomie, Vereinigung der Sternfreunde, 2007
5. ↑ Rick Scott: Lurie-Houghton Telescope Design auf astronomy.net (engl)
6. ↑ Aki Lötjönen: Optics of Lurie-Houghton Newtonian (engl.)
7. ↑ Robert J. Lurie: Anastigmatic catadioptric telescopes, J. Opt. Soc. Am. 65, 261-266 (1975) doi:10.1364/JOSA.65.000261