鏡筒如何加工

『壹』 天文望遠鏡可以自己買零件組裝嗎

主要要看你自己的需求，這是在校園博客網的論壇找到的，這上面的天文版斑竹好像挺不錯的~呵呵，發了不少好東西，應該適合你，下面是正文：
本文向天文愛好者介紹在選擇天文觀測器材方面的一些總的看法和建議，希望能幫助同好們在目前國內迅猛發展，同時又是魚龍混雜的天文器材市場上能夠冷靜客觀的作出自己的選擇，買到最適合自己的天文器材。
一. 問題及建議
作為一個學生，或者工薪發燒友，甚至「先富起來」的少數天文愛好者，在選擇望遠鏡，尤其第一次面對口徑、焦距、鍍膜這些名詞時，都會感到眼花繚亂，這時最好的辦法就是先加入到當地的天文愛好者組織中，這樣你就會有機會先實際使用一下別人手中的望遠鏡，再根據自己的需要作出決定。在購買望遠鏡之前，還應該先仔細考慮以下幾個問題：

1. 你准備花多少力量和時間來熟悉天空？如果你對夜空和要觀測的天體足夠熟悉，而且不認為對照星圖自己找星是一項苦差使的化，那麼你就可以選擇較便宜、更加便攜、較輕也較易於使用的望遠鏡。反之，那些帶有精密坐標機構，甚至計算機控制自動找星的望遠鏡將是最佳選擇。需要說明的是隨著電子工業的發展以及規模生產的優勢，目前國際上主要望遠鏡生產廠家的全自動望遠鏡的價格越來越趨於合理，絕非高不可攀。

2. 你的觀測地有多遠？如何搬運你的望遠鏡，以及搬運時你願意付出多少勞動？這個問題的答案不但決定著望遠鏡的口徑，也關繫到望遠鏡的光學結構。請記住一條由無數天文愛好者付出了很多代價得出的結論，即望遠鏡的使用頻率與其重量成反比。我們認為一台經常被帶出去觀測的望遠鏡要遠遠好於那些由於太笨重而被留在家裡的望遠鏡。

3. 你要哪些附件？多數現代的望遠鏡都有著五花八門的功能和數不清的附件，但實際觀測中用得到的（至少是經常用到的）卻屈指可數。我們發現包括筆者在內的大多數愛好者都喜歡"基本的"望遠鏡，太多的功能和附件帶來的益處要遠小於它們給你帶來的經濟負擔。

4. 你是否打算進行天體攝影、或是CCD成像？「天體攝影」和「CCD」都是昂貴的，通常初學者要花費幾個望遠鏡的代價和幾年的時間才能構造滿意的裝備和得到滿意的結果。

決定一台望遠鏡性能的最重要的參數是口徑，口徑越大就能看到越暗的天體，也能分辨出越多的細節。但是口徑並不意味著一切，一台工藝水平很差的望遠鏡無法達到它應該達到的性能，甚至無法工作。幸運的是對於愛好者使用的口徑，無論是光學還是機械的加工難度都不大，一般的製造商只要認真對待，都能生產出令人滿意的產品。但偶爾也有個別不合格品出現，好在現在<<消費者權益保護法>>已經深入人心，只要我們發現及時，並且在必要時能夠強烈堅持，更換或者退貨是不成問題的。

不同的光學結構使得望遠鏡有不同的光學表現，施密特－卡塞格林、牛頓反射鏡、各種折射鏡都各有其優缺點，並導致光學性能的差異，但是相對於口徑的差別來說，這種差異是次要的，我們可以認為對於相同口徑和工藝水平的望遠鏡，它們的光學表現應該是接近的，但是不同的加工水平導致的質量差異確是非常巨大的。

另外，天文大氣視寧度（seeing ) 會影響望遠鏡分辨細節的能力，天空背景亮度會影響望遠鏡觀測暗天體的能力。seeing對大口徑望遠鏡的影響較大。如果你是在天空背景較亮、seeing又較差的地方觀測，如大城市中，那就沒有必要搬出大望遠鏡，如果你總是在這種地方觀測，那麼就不必去買大望遠鏡。

一般來說, 現代的高質量折射鏡單位口徑的光學性能最佳, 但是相對於其他類型的望遠鏡價格也最貴. 而且當口徑超過10厘米時, 通常會由於鏡筒太長而變得非常不便攜(當然APO折射鏡不在此列). 施密特-卡塞格林和馬克蘇托夫-卡塞格林式折反射望遠鏡的便攜性最佳, 但這類望遠鏡仍然較貴. 單從光學性能考慮, 性能價格比(注意, 不是光學質量)最高的是牛頓式反射鏡, 尤其是道布森式(Dobsonian)牛頓鏡. 相同口徑下它們的便攜性優於折射鏡(因為其相對口徑可以作得很大), 但明顯不如折反射鏡.

二. 關於望遠鏡

對於初學者, 普通的小口徑(小於10厘米)折射鏡是最好的選擇, 它們的價格相當便宜(與折反射鏡和APO折射鏡相比), 操作和維護簡單,建議如果經濟條件允許，盡量購買正規的天文望遠鏡，「正規」是指有優良的光學質量，標準的目鏡介面（現在最常用的是1.25英寸的介面），合理的放大率組合，能夠真正發揮作用的尋星鏡，穩固的支架，靈敏可靠的微動及調焦機構等等。目前充斥市場的低檔折射鏡（口徑多為50－60mm）的質量參差不齊，大部分都存在著設計和製造上的缺陷， 購買時最好請一位望遠鏡的內行幫助參謀。

反射鏡主要分牛頓式和卡塞格林式兩種，卡塞格林式在愛好者手中較少見，價格也較貴。牛頓式反射鏡由於目鏡位於鏡筒前端, 操作不太容易, 維護相對復雜, 如校正光軸和鍍膜都較困難，但它的最大優勢在於價格便宜，也是最容易自製的一類望遠鏡，因而在業余天文界一直十分流行，國內也不乏磨製鏡片和組裝牛頓鏡的高手。國內外介紹自製牛頓鏡的書籍和文章很多，有興趣的同好不妨一試。目前市場上出售的牛頓鏡的主流是大口徑、小焦比，這類望遠鏡有著強光力和大視場，非常適合深空天體的目視觀測，加上現在目鏡的設計水平比二、三十年前已經有了本質的提高，視場超過80度的超廣角目鏡用於相對口徑大於F/4的反射鏡在全視場仍能有滿意的像質。

折反射望遠鏡是目前國外業余天文界最流行的望遠鏡，在國內南京天儀中心（原南京天文儀器廠）生產的120望遠鏡也曾是科普望遠鏡保有量冠軍。這類望遠鏡最大的特點是鏡筒很短，有著很好的便攜性，因而受到大家的歡迎，需求量大又導致大規模生產而降低了成本，低售價又進一步刺激了消費，如此良性循環受益的自然是我們的愛好者。在美國市場上口徑200mm，F/10的施密特－卡塞格林望遠鏡加自動跟蹤的叉式赤道儀的售價還不到1000美元，可以說是物超所值了。折反射望遠鏡質量明顯的個體差異可能主要是由於其裝配和調整的復雜性造成的，一個品質管理嚴格的廠家應該不允許質量不合格的產品出廠，但要買到最好的，還應親自挑選，最好通過看星檢測其像質。

你如果是一個完美主義者，而且經濟條件不會對你追求完美製造障礙的話，你應該認真考慮一下螢石或ED（超低色散）的APO(復消色差)折射鏡。由於不同生產廠家的設計思想和標准不同，並不是所有自稱為APO的折射鏡都是最好的，但最好的望遠鏡肯定來自這些折射鏡。這里的「最好」並不僅僅指光學質量，由於色差得到了有效控制，它們的相對口徑可以做得較大，因而也更加便於攜帶；生產廠家通常都願意為昂貴的物鏡配上一個精心設計和加工的鏡筒，因此它們的外觀也都非常漂亮。以上各項優點的代價就是高昂的售價，一隻口徑100mm的APO折射鏡鏡筒往往超過200mm的施密特－卡塞格林望遠鏡加赤道儀的價格。

再談一談風景/天文兩用望遠鏡，包括雙筒鏡和一種通過棱鏡成正象的單筒鏡（即Spotting Scope). 相信很多朋友在旅遊或觀看球賽時都用過雙筒鏡，與傳統的天文望遠鏡相比，它們有著視場大、成像明亮、觀看舒適、攜帶方便等優點，因此也成為了熱愛觀測的天文愛好者的必備器材。目前市場上可供選擇的雙筒鏡型號和種類都很多，根據在天文上的用途大致可分為兩類；一是用於隨身攜帶進行尋星和大視場觀測，尺寸通常較小，最常用的型號為7X50和10X50， 7X50的雙筒鏡有著7.1mm的出瞳直徑，這大致相當於年輕人的眼睛完全適應黑暗時的瞳孔直徑，但隨著年齡的增加，人眼瞳孔的最大直徑會逐漸變小，當年齡超過30歲時，選擇10X50的比較合適。另一類是口徑較大的尋彗雙筒鏡，口徑多為80－150mm，除了尋彗，它們還是觀測深空天體的得力武器。為了順利的進行天文觀測，雙筒鏡最好能固定在三角架上，一般廠家都提供供選購的三角架聯結裝置，價格一、二百元，可以方便的把雙筒鏡和三角架聯在一起。

Spotting Scope在國外非常流行，擁有者多為被稱為Birder的自然和鳥類愛好者，Spotting Scope的口徑多為50－80mm，通過內置的棱鏡（組）成正像。一般可以通過更換不同的目鏡改變倍率，但是和35mm單鏡頭反光照相機一樣，不同的廠家有不同的目鏡卡口。幾乎所有的Spotting Scope都可以方便的和照相機三角架連接，多數廠家還為可更換目鏡的Spotting Scope設計了照相機介面，可以當做望遠鏡頭使用。為適應各人不同的用途和習慣，Spotting Scope有直視目鏡和45度斜視目鏡兩種鏡身及普通消色差和復消色差兩種物鏡可供選擇。與天文望遠鏡相比，Spotting Scope成的是完全正像，結構緊湊、密封防塵性能好，適合在野外和惡劣的環境下使用，但由於光學結構較為復雜，成像質量稍遜於同檔次的天文望遠鏡，尤其不適於作高倍觀測（廠家提供的目鏡最高倍率一般不超過60倍〕。

支架及附件

望遠鏡的支架分為兩種: 地平式和赤道式. 地平式支架一般較便宜, 重量較輕, 搬運、調試都比較方便。但當你需要對天體進行自動跟蹤時，地平式支架就顯得力不從心了，盡管由計算機自動控制的望遠鏡（如MEADE公司的LX200系列）可以在地平狀態下進行自動跟蹤，但由於整個視場會繞視場中心旋轉，無法進行天體攝影。因此赤道式支架（又稱赤道儀）是進行跟蹤天體攝影的必備器材。無論選擇哪一種支架，其穩定性都是最重要的，穩定性差的地平式和赤道式支架它們給觀測，尤其是調焦和找星帶來了很大的麻煩，使天文觀測的樂趣大打折扣。一個優質的照相機三角架往往比一般的望遠鏡自帶的支架要好用，照相機三角架的說明書上一般都會給出其最大負荷，但由於望遠鏡的鏡筒與照相機相比要長得多，對三角架雲台的力矩也大得多，所以選擇最大負荷比望遠鏡的重量大一倍左右的三角架比較理想。照相機三角架用於望遠鏡還有兩個缺點，一是價格較高，像曼富圖的三角架和雲台一套至少要1000元左右；二是照相機三角架都沒有微動機構，找星很不方便，國外市場上有一種微動雲台，加在三角架的雲台上可解決這一問題，可惜目前在國內還不易買到。

對於天文攝影而言，赤道儀有時比望遠鏡本身還要重要，因為望遠鏡有時僅僅用於導星，而赤道儀跟蹤的好壞及穩定程度卻直接關繫到照片的質量。

目鏡對望遠鏡的光學表現起著重要的作用，在目視觀測時其重要性絕不亞於望遠鏡的物鏡。 決定目鏡性能的參數主要是焦距、視場和出瞳距離。望遠鏡物鏡焦距與目鏡焦距的比值就是放大倍數，所以焦距是表徵目鏡性能的最重要的參數。而目鏡的視場決定著望遠鏡的視場，（望遠鏡視場＝目鏡視場÷放大倍率），一般的顯微鏡目鏡（惠更斯式，2片2組）的視場只有30度左右，這種目鏡不但由於結構過於簡單使得像差校正不佳（尤其是色差），而且由於視場太小，使用時有從煙囪的一端向另一端看的感覺。目前標準的目鏡（如Plossl和OR型目鏡，4片2組）視場為40－50度，而廣角目鏡（通常超過6片）的視場超過60度，有的可達84度，用這種目鏡觀天的感覺是非常美妙的，尤其是低倍時，簡直有太空漫步的感覺。 出瞳距離指能看清整個視場時觀測者的眼睛到目鏡的接目鏡的距離。出瞳距離直接決定著觀測的方便和舒適程度。一個出瞳距離適中的目鏡（如15－20mm）會給觀測帶來很多方便，尤其是戴眼鏡的觀測者，他們不必摘掉眼鏡就能看清整個視場，這對於戴散光鏡的人更加重要，因為即使他們摘掉眼鏡重新調焦也無法看到清晰的星像。對於同一種目鏡，其出瞳距離一般與焦距成正比。出瞳距離過短固然不好，但過長時也會帶來不便，筆者在使用焦距為40－55mm的Plossl目鏡時由於其出瞳距離過長，眼睛要不斷前後移動才能找到合適的位置，後來為它們專門設計了眼罩問題才得到解決。

一台望遠鏡通常應配備多個目鏡以便組合成多種放大倍數，首先應該配備一個低倍率、大視場的目鏡用於觀測面積大而表面亮度低的星雲星團，同時也可以在使用高倍率目鏡時先找到目標，它將是使用次數最多的目鏡。這只目鏡的放大率應為望遠鏡口徑厘米數的2－3倍，對於相對口徑較小的望遠鏡，焦距40－55mm的Plossl目鏡（視場約40度）即可勝任，但當相對口徑較大時，最好選擇焦距稍短的廣角目鏡（視場>60度）。中等倍率目鏡主要用於觀測星雲星團等深空天體，典型的中等倍率是物鏡口徑厘米數的5－10倍。高倍率主要用於觀測行星、雙星、緻密的星雲星團等，一個優質的物鏡（如10cm的APO折射鏡）應該允許使用其口徑厘米數的25倍的放大率而不明顯降低成像質量，但一味的追求高倍率往往適得其反，因為很少有適合使用500倍以上放大率的大氣條件。前面已經提到過近些年目鏡的設計水平有了大幅度的提高，在國外市場上有效視場超過80度的超廣角目鏡，長出瞳距離的高倍目鏡都不難見到。

三、怎樣選擇雙筒望遠鏡

市場有許多雙筒望遠鏡，「它們的外觀、大小及價格各不相同，用途也不大一樣，有的用於觀察飛鳥、體育比賽及音樂會，有的用來欣賞夜空中神奇美麗的大體。如果你想選擇、購買一個屬於自己的雙筒望遠鏡，那麼必須知道下面幾點知識。

數字的含義

市場上出售的每個雙筒望遠鏡上，都有類似這樣的數字：「7X 35」『10 x 50」或「12 x 80」等，「X 」前的數字代表放大倍數，上述三個雙筒望遠鏡的放大倍數分別為7、 10、 12，乘號後面的數字代表望遠鏡主鏡（靠近觀察物一邊的鏡子）的直徑，以毫米為單位。上述三個雙筒望遠鏡的口徑分「為35mm，50mm和80mm。

數字的重要性

絕大部分人相信，望遠鏡的放大倍數越高，看到的效果越好。事實並非如此，而是放大倍數越高，越會降低像的質量。用低倍鏡觀察，像會更明亮、更穩固，觀察到的范圍越大。如果選用高倍鏡觀察，你會發現像變大了，但視場卻變小了。另外，高倍數的雙筒望遠鏡要求高穩定性，如果穩定性不好，像就抖得歷害，一般人很難用手較長時間地握住10倍以上的雙筒望遠鏡，如果你堅持使用10倍以上的，那你一定要為雙筒望遠鏡配一個穩固的三角架。

物鏡口徑

物鏡口徑（即基本上相當於物鏡直徑）越大，收集光的能力越強，但鏡子會更重。如果你需要經常在亮處使用雙筒望遠鏡。那麼口徑大一些小一些沒什麼太大關系，但如果你想在暗處用雙筒望遠鏡觀察，如觀看天體，那麼口徑大一些就很重要了，一般來說。選擇大小、重量、口徑都適合你觀測活動需要的雙筒望遠鏡為好。

視場

視場是通過望遠鏡能看到的范圍。視場的大小由物鏡和目鏡決定。對於雙筒望遠鏡物鏡，目鏡已經確定，所以視場也是一個確定的值。

什麼影響亮度？

出射瞳孔：如果用物鏡口除以放大倍數，如「35／7」或「50／10」，那麼你就可以得到以毫米為單位的通過望遠鏡射到眼睛處的光束的直徑。這個數值越大，你眼睛接收到的光或天體信息就越多，這個數值就稱為望遠鏡的出射瞳孔。它有什麼意義呢？

讓我們假設你准備購買一個用於觀察鳥類的雙筒望遠鏡，你希望用它在黎明或傍晚觀察鳥，；而那時的鳥常常落在樹叢中，藏在暗影里。如果你買一個10x25的雙筒望遠鏡，那麼出射瞳孔直徑為25／10= 2．5（mm）。而我們眼睛的瞳孔直徑的范圍為2mm至7mm，依光的暗弱不問而變化。光越暗，瞳孔直徑越大。如果你准備用雙筒望遠鏡在暗處觀察，則應選擇出射瞳孔與你的眼睛在暗處時的瞳孔相近的雙筒望遠鏡，這樣才能最有效地利用望遠鏡所接到的信息。那麼「7X 50」的雙筒望遠鏡如何呢？它的出射瞳孔為50/7=7．14mm幾乎與人眼在最暗處的瞳孔直徑相等，在黑暗中使用，它收集到的光能被你的眼睛高效率接收到。所以也是理想的選擇。

光學鍍膜

所有著名的雙筒望遠鏡廠家都不同程度地為雙筒望遠鏡鍍上提高光透過率的化學薄膜。選雙筒望遠鏡時要選擇全鏡面多層鍍膜的。因為如果鏡片不鍍膜，光通過物鏡時，50％的光被散射掉而無法達到你的眼睛！

那麼為什麼要選擇全鏡面多層鍍膜的雙筒望遠鏡呢？一般用下述詞語描述鍍膜情況：

光學鍍膜：這是最低級的鍍膜，價格較便宜，一般是一個鏡面鍍單層膜。一般鍍物鏡。

全鍍膜：所有的鏡片都要鍍單層膜。這樣會使光的通過率從50％提高到80％。

多層鍍膜：至少有一個鏡面鍍不只一層的膜。

主鏡面多層鍍膜：這是最高級的鍍膜。它表示對所有的鏡面都進行多層鍍膜，這樣可以將所收集的光的90～95％傳遞給眼睛！

如果戴眼鏡，那應該怎樣選擇雙筒里遠鏡？

如果戴眼鏡，那麼你要注意當能看清楚全部視場或看清楚視場中的星像時，眼與目鏡間的距離。不同望遠鏡，這個距離不同。一般在5- 20mm之間。目鏡上面的膠皮眼罩就是為了使眼睛處於合適距離，觀察時感覺舒適。如果你需要戴眼睛用雙筒望遠鏡觀看，那麼目鏡與眼睛之間的距離變大，所以要選擇目鏡與眼之間距離大一些的。

何種型號雙筒望遠鏡適合星空觀測？

如果選擇雙筒望遠鏡用於觀測星空，那麼物鏡口徑是最關鍵的。如果要一個手持的雙筒望遠鏡。滿足手持的，用於觀測星空這兩個條件的最佳雙筒望遠鏡型號為：7X50（出射瞳孔為7．14mm）或是8X56。如果你計劃將雙筒望遠鏡固定十三角架上使用，那麼最佳選擇為10x70或12x80。
參考資料：http://www.campuslife.cn/forum/thread-149-1-1.html

『貳』 如何自己製作天文望遠鏡

天文望遠鏡的光學原理 天文望遠鏡由物鏡和目鏡組成，接近景物的凸形透鏡或凹形反射鏡叫做物鏡，靠近眼睛那塊叫做目鏡。

遠景物的光源視作平行光，根據光學原理，平行光經過透鏡或球面凹形反射鏡便會聚焦在一點上，這就是焦點。焦點與物鏡距離就是焦距。再利用一塊比物鏡焦距短的凸透鏡或目鏡就可以把成像放大，這時觀察者覺得遠處景物被拉近，看得特別清楚。

O=物鏡 E=目鏡 f =焦點 fo=物鏡焦距 fe=目鏡焦距 D=物鏡口徑 d =斜鏡

折射鏡是由一組透鏡組成，反射式則包括一塊鍍了反光金屬面的凹形球面鏡和把光源作 90 度反射的平面鏡。兩者的吸光率大致相同。

折射和反射鏡各有優點，現分別討論：

折射望遠鏡的優點

1.影像穩定折射式望遠鏡鏡筒密封，避免了空氣對流現象。

2.彗像差矯正利用不同的透鏡組合來矯正彗像差(Coma)。

3.保 養主鏡密封，不會被污垢空氣侵蝕，基本上不用保養。

折射望遠鏡的缺點 1.色 差不同波長光波成像在焦點附近，所以望遠鏡出現彩色光環圍繞成像。矯正色差時要增加一塊不同折射率的透鏡，但矯正大口徑鏡就不容易了。

2.鏡筒長。為了消除色差，設計望遠鏡時就要把焦距盡量增長，約主鏡口徑的十五倍，以六吋口徑計算，便是七呎半長，而且用起來又不方便，業余制鏡者要造一座這樣長而穩定度高的腳架很是困難的一回事。

3.價 錢 貴光線要穿過透鏡關系，所以要採用清晰度高，質地優良的玻璃，這樣價錢就貴許多。全部完成後的價錢也比同一口徑的反射鏡貴數倍至十數倍！

反射望遠鏡的優點

1.消色差。 任何可見光均聚焦於一點。

2.鏡 筒 短 通常鏡筒長度只有主鏡直徑八倍，所以比折射鏡筒約短兩倍。短的鏡筒操作力便，又容易製造穩定性高的腳架。

3.價錢便宜 光線只在主鏡表面反射，制鏡者可以購買較經濟的普通玻璃去製造反射鏡的主要部份。

反射望遠鏡的缺點

1.遮光。 對角鏡放置在主鏡前，把部份入射光線遮掉，而對角鏡支架又產生繞射，三支架或四支架的便形成六條或四條由光星發射出來的光線。可以利用焦比八至十的設計減低遮光率。

2.影像不穩定 開放式的鏡筒往往產生對流現象，很難完滿地解決問題。所以在高倍看行星表面精細部份時便不容易了。

3.主鏡便形溫度變化和機械因素，使主鏡變形，焦點也跟著改變，形成球面差，球面差就是主鏡旁邊線和近光軸的平行光線聚焦於不同地方，但小口徑鏡不成問題。

4.保 養 鍍上主鏡表面的驢或銀，受空氣污染影響，要半年再鍍一次。不過一塊良好的真空電鍍鏡面可維持數年之久。

折射望遠鏡由二塊透鏡組成，總共要磨四邊光學面，反射望遠鏡只需要磨一邊光學面，所以製造反射式望遠鏡花費較少時間。技術精良的話，一副自製的六吋口徑反射望遠鏡質量隨時超過市面出售的三吋折射望遠鏡。至於選擇何種類型的望遠鏡則是根據天文愛好者的需要和喜愛而定。通常一枝四吋以下的折射望遠鏡已足夠作普通觀測研究的用途。如果興趣是觀察行星或雙星，便應該設計八吋口徑而放大倍數高的反射望遠鏡，因為如此大口徑的折射鏡十分難製造，價錢非常昂貴，而且又非常笨重。從經濟和難度考慮，初學者最適宜自製反射式望遠鏡。

反射望遠鏡的設計

反射望遠鏡有數種設計，現在只談談結構簡單的牛頓式。

牛頓式望遠鏡最主要的結構是一塊鍍上反射物質的球面或拋物面玻璃。球面鏡作用是把星星來的平行光反射聚焦一點，然後靠一塊細小光學平面鏡放置於焦點前，把光作90度角的反射至望遠鏡筒的邊緣，再由一塊凸透鏡將形像放大，便獲得普通望遠鏡應有的效果。不過球面鏡中心和旁邊的反射角不同，故此成像並不完全聚焦於同一點上，而形成球面差；但拋物面卻可矯正這缺點，使離開光軸較遠的光線也可以同時聚於焦點上，因此實際上牛頓式望遠鏡主鏡乃拋物線面。球面鏡成像拋物面成像

設計望遠鏡時要考慮到它的實際用途，我們是用來觀察或是攝影的，我們要求的放大倍數等等，這便要介紹一下影響望遠鏡用途的各種因素。

放 大 倍 數 1 吋 = 25.4 毫米 (mm) 直徑(吋) 直徑(mm) 最低有效倍數 最高有效倍數

1 25 3.5 50 2 51 7 100 2.5 63 9 125 3 76 10 150 4 100 14 200 6 150 21 300 8 200 28 400 10 250 35 500 12 300 42 600

望遠鏡的放大倍數是物鏡和目鏡焦距之比。即物鏡焦距越長，放大倍率越高；目鏡焦距越短，放大倍率越高。放大率亦可以量度入射瞳孔和出射瞳孔的直徑求得，入射瞳孔通常即望遠鏡物鏡直徑。放大倍數越低，影像越清晰，最宜觀測暗星雲。放大率高則可用來看行星表面的細微結構，但光度很弱。每枝望遠鏡的最高有效放大倍數是物鏡直徑的50倍。例如六吋口徑望遠鏡便可放大到 300倍。雖然天文望遠鏡的物鏡焦距是不能改變的，但望遠鏡放大倍數則不是固定的，它可以通過變換目鏡焦距的方式而獲得不同的倍率。但目鏡製造困難，多數購自光學商店，業余制鏡者只自製主鏡部份。即：放大倍數=物鏡焦距/目鏡口徑 =入射瞳孔直徑/出射瞳孔直徑

焦比(Focal Ratio) 望遠鏡放大倍數不能無限制的增加，即目鏡不能太短；最短約四毫米，主鏡焦距亦不能太長，究竟焦距長度如何決定呢？通常焦距和物鏡直徑的比例不能超過一個數值，它們的比值稱為焦比，焦比是用來表示望遠鏡的特性的指標，焦比即照相機上的光圈，焦比值多數定於2.5 和 1 1 之間。例如六吋望遠鏡焦距最長可達 66 吋，最短是 15 吋。焦比的限制是和望遠鏡的曲率有關，焦比大，球面和拋物面值相差不遠，主鏡磨成球面便行。但焦比太大，鏡筒便會很長，搬運不方便，腳架製作也不容易。焦比短，球面主鏡便不能把平行光聚於一點，形成球面差，那時要將球面修改成拋物面就頗費功夫。另一方面，照相曝光時間和焦比的平方成正比，所以焦比值越小曝光時間越短，拍攝暗星體時便很有用，故多用作觀測或拍攝星雲、星團。焦比大，焦距長度增加，放大倍率高，故此多用作觀測行星。即：焦比=焦距/物鏡直徑（通常會寫成F/或F值）

集光本領(Light Gathering Power) 直徑 直徑 集光本領 極限星等 吋毫米 倍 星等

2.5 63 81 10.8 3 76 118 11.2 4 100 204 11.8 6 150 459 13.0 8 200 820 13.3 10 250 1300 13.8 12 300 1800 14.2 14 350 2500 14.5 16 400 3300 14.8 18 450 4100 15.1 20 500 5100 15.3

望遠鏡口徑越大，集光力愈強，可以看見星星的數目亦增加，集光力是收音機收集光線比眼睛強多少倍的意思。集光本領乃望遠鏡物鏡直徑平方和瞳孔直徑平方之比。人的瞳孔，日間受光影響，故收縮，晚上則盡量擴大，直徑伸縮由四毫米至八毫米，平均值是七毫米。望遠鏡比肉眼大上許多倍，以一枝150 毫米即六吋口徑反射鏡來記算，就比肉眼看東西明亮 495 倍。當然望遠鏡口徑大還可以觀察到更加暗的星星，口徑和星等的關系如右。人的瞳孔是固定的，所以要增加集光本領就唯有向物鏡直徑打主意，造一枝大口徑望遠鏡。但大口徑鏡的球面和拋物面值相差頗大，一定要磨成拋物面，初學者未掌握好磨鏡技術的話，因該以小口徑開始。另外大口徑望遠鏡又必須做一座重型精密、穩定性高的腳架，否則在調校光軸，對準星體時就會出現困難。而機械製作所花的時間可能還比磨鏡還多，怎樣可令至初學者興趣慢慢減低。而搬運如此重的裝備往郊外觀測也很成問題。經歷數次辛勞後，望遠鏡可能被放置在屋角去渡其晚年。

即：集光本領=物鏡直徑（mm)平方/49 極限星等=1.77+5xlog物鏡直徑（mm)=8.8+5xlog物鏡直徑（吋）

分 辨 本 領 (ResolvingPower) 直徑 直徑 分 辨 本 領 吋 毫米 弧秒

2.5 63 1.82 3 76 1.52 4 100 1.14 6 150 0.76 8 200 0.57 10 250 0.46 12 300 0.38 14 350 0.33 16 400 0.29 18 450 0.25 20 500 0.23

集光本領，放大倍數並不能表達望遠鏡的質量，望遠鏡質地取決於它的分辨本領，它就是分開兩顆很相近的雙星的最高能力。分辨力高，星像清晰的六吋鏡會遠比只得集光力強的大口徑十吋鏡實用得多。天文觀察要求光學質量最高，若大口徑鏡只看見模糊的星像，用處就不大，只可用來看看風景吧! 英國業余天文學家杜氏(Dawes)根據觀測雙星的經驗，記算出望遠鏡口徑的最高分辨能力，這就是著名的杜氏極限(Dawes\' Limit)。 六吋口徑望遠鏡，分辨本領最高是0.76 弧秒，雖然因星空觀察受大氣流動影響，而會使分辨本領降至一弧秒，但已經比肉眼只可分辨兩顆距離一弧分以上雙星的能力要大上六十倍。以天文愛好者的需要和能力來決定定，初學者最適宜自製一枝六吋口徑，48 吋焦距，焦比是八的牛頓式望遠鏡，因為主鏡只需要磨成一個球面，鏡筒短，腳架製造比較容易。若喜歡輕巧和方便攜帶的可造一枝120 毫米口徑，720 毫米焦距，即 f/6 的望遠鏡。

計算方法：分辨本領=116/物鏡直徑（mm) (單位：弧秒） =4.56/物鏡直徑(吋) (單位：弧秒)

『叄』 數控車床加工金屬光學鏡筒如何保證同軸度

1:用千分表校正光學鏡筒圓跳動在公差范圍之內2:加工時一次性完成粗精加工，減少多次裝夾工重新定位帶來的誤差。

『肆』 自製直筒天文望遠鏡的鏡片怎樣固定

8厘米折射望遠鏡多年來一直是我擁有的最大的望遠鏡。在對星雲狀深空天體和暗弱彗星的觀測中，越來越感覺到8厘米的口徑太不夠了。如何獲得一架口徑大、成像質量優良而且使用方便的天文望遠鏡呢？我最終選擇了自製一架口徑20厘米的牛頓式反射望遠鏡。
我在這里要特別感謝河南開封的張大慶先生。他精於制鏡，多年來一直潛心尋彗，對天文同好則更是熱心相助，我就是許許多多受到他幫助的人中的一個。他精心為我磨製了20厘米拋物面反射鏡片，而且詳細介紹了裝配望遠鏡的經驗，使我收益非淺。也是張先生在雜志上發表的多篇文章特別是《星空觀測者》1998-3期上的《北風一吼，滿天星斗—漫談冷空氣與天文觀測》一文，讓我覺得20厘米反射鏡正是我所需要的望遠鏡，非常值得下功夫去做。
我前後花了3個月的時間，投資累積約800圓（這些錢可能還買不到一架8厘米地平式折射望遠鏡）完成了這架口徑20厘米焦距107厘米的道布森結構的牛頓式反射望遠鏡。其實國內介紹怎樣製作反射式望遠鏡的文章已經相當多了（楊世傑老師曾在《天文愛好者》上連載六期，系統介紹了反射望遠鏡的製作方法，另外，各地同好介紹製作經驗的文章也常有發表），我寫此文，對於沒有製作反射鏡經驗的同好，是想說明在一般所能達到的加工條件下，到底花多少時間投多少錢可以得到一架什麼性能的望遠鏡，對於製作過反射鏡的同好，則希望可以交流經驗，特別是在如何調整反射鏡光軸方面，國內文章談論的不夠細致，我從互聯網上借鑒了一些國外天文同好的經驗，再加上我的實踐體會，寫出來與各位同好探討。
本文的重點是鏡身的裝配和光軸的調校。有一些零件的加工用到了車工和鉗工，如果不具備此條件，因地制宜使用別的方法，同樣也能達到目的。另外，大口徑短焦比的望遠鏡對光軸的准確度是很敏感的，而望遠鏡做好後如果拉到野外去觀測，很難保證調好的光軸一點不受影響，所以設計望遠鏡光路中的每一個部件時，在保證穩固的基礎上都力求做到可方便調節。
一、鏡身的裝配
牛頓式反射望遠鏡的鏡身（結構見下圖）主要由鏡筒、主鏡、副鏡和目鏡構成，下面就分別說說鏡筒、物鏡座、副鏡支架和目鏡調焦座的設計與製作。

 鏡筒
鏡筒是光路中各大部件的支撐物，特別是要支撐重量較大的物鏡和物鏡座，因此必須有足夠的強度。鏡筒的內徑一般比物鏡直徑大2～3厘米，以方便物鏡的安裝和調節。鏡筒的長度一般至少等於物鏡的焦距，如果太短，將來主鏡焦點伸出鏡筒會太長，除非副鏡尺寸足夠大，否則當用廣角目鏡觀測時，視場邊緣肯定會有光線損失。
如果找不到大小合適的金屬或塑料筒做鏡筒，那麼可以因地制宜，根據自己所具有的加工能力來選材製作。如果附近工廠有卷板機，可以請人用1.5mm厚的鋁板按需要的長度和直徑捲成圓筒，介面處可焊接或拉鉚（我的鏡筒就是用這種方法做的，結實而且輕便，效果非常滿意）。也可以請白鐵匠用鐵皮或1.5mm厚的鋁板卷制鏡筒，在筒口處彎邊可以增加強度（張大慶先生用的就是這種方法）。楊世傑老師介紹過在圓柱型芯子上用多層厚紙條按相互交錯了的方向卷制鏡筒的方法，我以前嘗試卷過直徑10厘米的鏡筒，強度很大，效果很好。但要卷直徑大於20厘米的鏡筒時，會有幾個實際的困難：首先是芯子不好找，其次是隨著鏡筒直徑的增加，手工卷制的工作量和難度也會加大，各層紙粘合不緊密時，鏡筒的強度會受影響，很難支撐20厘米的物鏡和物鏡座，將來也很難接相機拍照。除了圓形鏡筒，還可以考慮方形筒。很多愛好者用木板製作方形鏡筒，對於能找到木匠的愛好者來說這也是一種不錯的方法；遼寧的張健同學在98年第一期《星空觀測者》上介紹過用鋁合金型材製作方形鏡筒的方法，也很有新意。
 物鏡座
物鏡座是自製望遠鏡中的一個重點，它不但要牢固固定物鏡，同時還要允許物鏡的指向可以在一定范圍內調節，另外還有一點容易被人忽視的是，不能將物鏡卡得太緊，否則物鏡會產生形變，影響成像質量。
楊世傑老師介紹過兩種物鏡的固定方法。第一種是最簡單的方法（下圖A）：找一個與鏡筒內徑相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上貼上三塊有彈性的泡沫橡皮或塑料墊片，把物鏡放在上面，然後用三個金屬片彎成的小鉤將物鏡固定在底板上（不要卡得太緊，以免物鏡變形），最後用三個角鐵把底板固定在鏡筒上即可。這種方法製作簡單，鏡片固定牢靠，但物鏡的指向只能安裝時調節好，以後再想改變很麻煩。對於短焦比的望遠鏡，校準光軸是很重要而且時常需要做的事，所以我覺得不太合適用這種方法。第二種方法（下圖B）首先將物鏡固定在一個小板上，小板通過三個螺栓與底板相連，螺栓中間加上彈簧，通過調節底板背後的螺母可以很方便地調節物鏡的方向。這種方法製作相對復雜些，但使用效果卻非常好，也是現在十分流行並且使用最多的一種方法。

而隨著物鏡口徑的增大，其重量也在增加，上述第二種方法中所用的螺栓和彈簧的強度必須增加，這最終會導致物鏡座的重量隨物鏡口徑的變大而急劇增加。因此對於較大口徑的物鏡，又有了一種新的固定方法。這種方法使用一塊底板，沒有小板，沒有彈簧，但底板上卻保留三個螺栓，螺母嵌入底板中，物鏡片是直接放在螺栓的三個頂點上的，調節螺栓可以調節物鏡的指向（螺栓頂點要打磨光滑，與鏡片之間要墊上薄的耐磨物質，以防止劃傷鏡片）；為防止鏡片滑動，要在底板上釘三個小木塊（防側滑木塊）擋在鏡片邊上（不可將鏡片卡得太緊，應留有1～2毫米的間隙）；為防止運輸時物鏡片翻倒（正常觀測時鏡筒開口都是朝上的，物鏡重量落在三個螺栓上，不會翻倒），三個小木塊上還要各加一個木片，木片末端要超出物鏡邊緣3、4毫米（見下圖）。觀測時，物鏡片的底面落在螺栓的三個頂點上，側面只與三個防側滑木塊中靠下部的兩個接觸，與三個防翻倒木片不接觸，沒有任何外力卡住物鏡，因此物鏡不會產生任何形變。

固定20厘米的反射鏡片，用上述第二種和第三種方法都行。我選用的是第三種方法。實際製作時，底板可以選用1厘米厚的整塊木板或多層膠合板製作，如果是方鏡筒，可以直接將木板鋸成方形，如果是圓鏡筒，可以請人用線鋸或自己直接用鋼鋸條鋸出圓形。底板應比鏡筒內徑小1～2毫米，能在鏡筒內方便地進出。為防止木板受潮，有條件的可以對它作浸蠟處理，至少也要刷一層油漆。調節物鏡方向的螺栓可以到五金店買M5規格的，為防止劃傷鏡片，我在鏡片背後與螺絲接觸的地方貼了三層透明膠條；為防止螺絲的松動，我沒有使用螺母，直接在底板上鑽直徑略小於螺絲直徑的孔，將螺絲旋入，藉助木頭的彈性和張力，可以將螺絲緊固，同時藉助改錐（起子）也可方便地對其進行調節。連接鏡筒和底板的角鐵必須牢固，我選用了2.5毫米厚、15毫米寬的角鐵，用兩個螺栓與底板連接（其強度比直接用木螺釘要大得多），與鏡筒之間也用螺栓連接。鏡筒上和角鐵上鑽的孔應注意位置對齊，孔徑以剛好穿過固定螺絲為好，確保以後每次安裝物鏡座時物鏡與鏡筒的相對位置不變，為以後調節光軸打下良好的基礎。防側滑木塊和防翻倒木片的製作可以根據實際情況採用不同的方法，注意要確保物鏡的安全，同時要讓物鏡有一定自由活動的空間。
 目鏡調焦座
目鏡調焦座的位置是由主鏡筒直徑、主鏡焦距以及主鏡焦平面伸出主鏡筒的距離決定的，可以按比例畫圖，然後從圖上量出具體位置。
目鏡調焦座要求能穩定支撐目鏡，並可在一定范圍內（2～3厘米）方便地調焦。它的軸心（也就是目鏡的軸心）要求盡可能與主鏡筒軸心垂直並相交，如果以後打算接相機拍照，那它還必須有足夠的強度。
如果感覺到在圓形鏡筒上固定目鏡調焦座比較困難，可以分成兩部分來做：首先做出一個平面，然後在此平面的基礎上固定目鏡調焦筒。
如何做出平面呢？到裝修店找一小段鋁型材，用螺栓固定在主鏡筒外壁（如下圖），是一種容易實現而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小於1毫米的鋁型材，這樣其強度才有保證。

這里再介紹一種做平面的方法：在主鏡筒的內壁固定一塊托板（見下圖）。一般主鏡與鏡筒之間有1～2厘米的間隙，所以不必擔心托板和目鏡調焦座會擋住主鏡光線。

我採用的就是這種方法，托板由一塊120毫米×100毫米×2毫米的鋼板製成（見下圖），兩側折彎，各打四個安裝孔，然後在鏡筒上打上相應的孔，就可以用螺栓將托板固定在鏡筒的內壁上。考慮到將來會接照相機，托板上會受較大的力，所以安裝孔較多，所用材料也較厚。如果發現目鏡調焦筒軸心有些歪，可以改變各螺栓所用墊片的厚度。（圖中有一個長條形的「副鏡托桿安裝孔」，這是為下一步安裝副鏡作準備的。）

有了平面，目鏡調焦座就很容易固定了。可以用鋁管車制一個法蘭盤，然後用螺栓固定在平面上。至於調焦，可以使用抽拉調焦，調好後用頂絲固定，實際使用效果也不錯。
 副鏡支架
副鏡的安裝有兩個基本要求，一是其方向、位置可以在一定范圍內調節，這是為以後調整光軸作準備的；二是要固定牢靠，避免以後經常重新調整其位置的麻煩，使我們可以把更多的精力用在欣賞望遠鏡帶給我們的美麗星空上。
下面介紹一種設計，它是以上文提到的托板為基礎的，注意了副鏡各方向的可調節性，同時兼顧了牢靠性，具體可參考下圖。

所用四個零件草圖如下：
裝配方法如下：T型體的一面插入圓柱體的槽中，用一個M3螺栓連接T型體和圓柱體。將圓柱體和副鏡托桿用連接件連接，副鏡托桿的攻絲的一端用兩個螺母固定在托板的副鏡托桿安裝孔中。
副鏡托桿安裝孔實際上不是孔而是槽，副鏡托桿可以左右移動；連接件可以沿著副鏡托桿上下滑動；圓柱體可以在連接件的孔中前後移動，左右轉動；副鏡可以繞圓柱體的螺栓轉動以調節仰角。副鏡指向的方便調節為以後光軸的精確調整打下了基礎。
以上這種設計對加工條件要求較高，而張大慶先生的設計則要簡潔一些。

找長鐵片，兩端彎90度聯結鏡筒；找一木塊，一端中央鋸夾縫，夾住長鐵片，另一端鋸成45度斜面；副鏡夾形狀為橢圓，與副鏡大小相當，四邊伸出四個爪，彎曲90度後可以抓住副鏡；副鏡夾用薄鐵片剪成，通過兩個木螺釘與木塊聯結。
這個設計用很普通的工具就可以完成，而且對主鏡遮擋很少；只要加工精確，打孔時再適當留些餘量，以後調整光軸也不成問題。
到此，鏡筒的設計製作完成了。在使用之前，最好先取下主、副鏡，在鏡筒內壁均勻地噴一層黑色亞光漆（裝飾材料商店有售，罐裝，北京地區售價16圓左右），效果還可以。
二、鏡架的製作
對於20厘米反射式望遠鏡，如果沒有足夠大的赤道儀，那麼應該毫不猶豫地選擇一種稱為道布森結構的地平式支架。
這種結構是美國的約翰•道布森在七十年代發明的，簡單、輕便、穩定、實用，早已風靡全球。
下面是道布森結構的分解草圖。它主要有三個部分：

 耳朵（上圖左）
耳朵是望遠鏡在垂直方向旋轉的軸，它可以用直徑不小於10厘米的圓形塑料或圓形鋁塊製成，對稱固定於鏡筒重心處的兩側，可以直接固定在主鏡筒上，也可以在鏡筒外套上一個木框，耳朵固定在木框上（這樣耳朵的位置可以調節，更有利於主鏡的平衡）。
 箱子（上圖中）
用木板製成，上部有兩個「V」形槽，正好與耳朵配合，底部中心穿孔。
 底板（上圖右）
用木板製成，均布三個凸塊（可以用塑料塊做），中心有軸。
使用時，箱子放在底板上，被三個塑料塊支撐，底板上的軸穿過箱子底部的中心孔，這樣，箱子可以繞底板的軸靈活而穩定地做360度水平轉動；將鏡筒的耳朵放在箱子的「V」形槽上，鏡筒可以在90度范圍內垂直轉動。這樣，道布森支架就做好了。
只要底板上三個塑料塊分得較開，各接觸面摩擦系數合適，道布森裝置用起來非常順手，找目標時望遠鏡轉動靈活，找到目標後，一鬆手，望遠鏡不會有反彈或晃動。實際使用表明，即使在高倍率下，目標在目鏡視場中仍然非常穩定。
不能自動跟蹤是它的缺點，國外很多愛好者在它的兩個軸上加了電機，通過計算機控制電機轉速，實現了自動跟蹤，而且效果不錯，有興趣的同好不妨一試。
三、光軸的調整
望遠鏡做好後，當我們滿懷希望投入觀測，卻發現像質平平，甚至恆星都不能聚成一個點，這個時候先別懷疑鏡子有問題，很可能問題僅僅出在鏡片裝配上，經過對光軸的重新調整，望遠鏡里展現出的可能是完全不同的景象。
拋物面反射鏡的成像有個特點，在光軸上成像很完美，沒有像差，但離開光軸就會有明顯的彗差（星點帶了小尾巴）。在光軸上，使用一般視場的目鏡，視場中心的星點是很銳利的，實際上視場邊緣的像差也不易察覺。而如果在光軸外，整個視場中的星點可能都不實，而且離光軸越遠這一點越嚴重。
 怎樣才算調好光軸了？
當反射鏡的光學系統中的兩個光軸：主鏡（物鏡）光軸和目鏡光軸都經過副鏡上的同一點，且被副鏡反射後二者完全重合，也就是成了一個光軸，那麼光軸就算調好了。
在缺乏檢驗手段時，可以通過實際觀測來判斷光軸是否調好。找一個大氣寧靜度較好的晴夜，用望遠鏡的最高倍率（用毫米表示的主鏡的直徑數）看一顆恆星（如果沒有赤道儀則可以看北極星）。把星點放在目鏡視場中心（以減少目鏡帶來的像差），仔細調整焦距，從焦點外調到焦點，然後調到焦點內。如果光軸調整沒有問題，可以看到如下圖所示的從左到右一系列圖象（圖中的圓環是光的衍射引起的，散焦後實際上還會看到副鏡及其支架的影子，圖中沒有畫出）。
在焦點上星像是否凝結得很實、很細、很銳利，散焦後衍射環是否是同心圓，這些都反映瞭望遠鏡的像質。如果散焦後可以看到幾圈衍射環，但不象上圖中那樣完美，四周均勻地帶有一些「毛刺」，這說明反射鏡面的精度稍差，但光軸調整的還是好的。如果散焦後星點變成了一個小的扇形，而且在目鏡視場中移動星象，扇形的發散方向不變，這說明望遠鏡的光軸需要調整了。
 光軸調整步驟及輔助工具
光軸調整可按如下步驟進行：
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒軸線
2. 調節副鏡使之位於主鏡筒軸線上
3. 調節副鏡使之位於目鏡調焦筒正下方
4. 調節副鏡指向，使目鏡光軸經副鏡反射後指向主鏡中心
5. 調節主鏡指向，使其光軸與目鏡光軸重合
以上只是調光軸的大致方法，具體操作的過程中會有一些問題，有時很難控制精度這里首先介紹幾個輔助工具：
1. 帶雙十字線的窺管：

管的外直徑同目鏡介面直徑，管的一端加蓋，蓋的正中心挖2mm直徑的圓孔，管的另一端用白色棉線對稱地拉上雙十字線，兩線間距3～4mm。管長用如下方法確定：從目鏡調焦筒中放入窺管（窺孔在外），窺孔一端與目鏡調焦筒外埠平齊，雙十字線一端距副鏡20～30mm。
做窺管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目鏡介面，可以考慮用柯達膠卷的黑色包裝盒來做窺管），關鍵是插入目鏡調焦筒後要穩固，不能晃動太大。雙十字線要拉正，相交處的小正方形與窺孔的連線應該是目鏡調焦筒的軸線。
2. 主鏡中心定位點
剪一片直徑5mm的黑紙，用兩面膠准確地粘在物鏡的正中心。（因為主鏡的中心區域並不參與成像，所以這個黑點不會有負面影響）
3. 主鏡筒開口處十字線
在主鏡筒開口處用粗線拉十字線，要求兩線相互垂直，交點過主鏡筒軸線。（在主鏡開口處拉上十字線可能會影響對副鏡的操作，所以最好標記出十字線與鏡筒的四個交點的位置，覺得十字線礙事時可以先把它拆下來，必要時再重新拉上。）
這三個工具製作並不復雜，但你很快會發現它們很有用。藉助它們，現在我們可以開始一步一步地調整望遠鏡光軸了。
0.預調主鏡指向
取下副鏡，調節主鏡後面的螺栓，直到從鏡筒開口前看過去，十字線交點、物鏡中心黑點、十字線交點在物鏡中所成的像三者成一條直線時，表明主鏡指向基本正確。（下面專門有一步是調主鏡的，預先加這一步操作可以使下面的操作更容易。）
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒
將窺管裝入目鏡調焦筒中，從窺孔中觀察，可以看到從窺孔到雙十字線的連線（實際就是目鏡調焦筒軸線）再延長，會與主鏡筒壁交於某一點，標記出這一點，用尺子測量其位置，再參考目鏡調焦筒在主鏡筒的位置，我們就可以判斷出目鏡調焦筒是否與主鏡筒垂直。
2. 調節副鏡使之位於主鏡筒軸線上
取下窺管，裝上副鏡，大致調節副鏡指向，使眼睛從目鏡調焦筒中可以看到經副鏡反射所成的主鏡的像，同時也應該可以看到副鏡和十字線經兩次反射後所成的像。從這些像中我們可以看出副鏡和十字線的相對位置，如果副鏡的圓心和十字線交點重合，說明副鏡位於主鏡筒軸線上，否則就需要做相應的調節。
3. 調節副鏡使之位於目鏡調焦筒正下方
從目鏡調焦筒方向看進去，副鏡顯然已經位於調焦筒的下方，但經過這樣看精度無法保證。此時，裝入窺管，眼睛從窺孔看到的，最外圈是窺管的內壁（雙十字線現在不起作用，可以不管），中間是副鏡。副鏡的外圓輪廓和窺管的內壁輪廓如果是同心圓，說明滿足要求，否則要在主鏡軸線方向調節副鏡。（如果因窺孔太小、光線太暗而看不清楚，可以在窺管正對的主鏡筒壁墊上一張白紙，如果窺管太細，看不到副鏡的外圓輪廓，可以把窺管往外抽或縮短其長度。）
4. 調節副鏡指向，使目鏡光軸經副鏡反射後指向主鏡中心
在上一步的基礎上，一面用眼睛從窺孔中觀察，一面調節副鏡指向，直到主鏡在副鏡中所成的像的外圓輪廓、副鏡的外圓輪廓二者同心。
5. 調節主鏡指向，使其光軸與目鏡光軸重合
用手電筒照亮窺管的雙十字線，眼睛從窺孔看進去，可以看到雙十字線、主鏡的中心點所成的像以及雙十字線經兩次反射所成的像。調節主鏡背後的螺栓，使上述三者同心。
至此，反射鏡光軸調節完畢。下面給出從窺孔中所能看到的圖象，以供參考。

上述各個調節步驟中，根據副鏡支架的不同設計，下一步操作會對前一步的結果帶來或多或少的影響，所以必要時可以返回前面的操作，可能要有幾次反復，最後才能得到滿意的結果。第一次調節會費一些工夫，一旦調好後，只要副鏡支架穩固，以後的工作就輕松得多，即使為了運輸而將主鏡重裝，一般也只需調節主鏡後的螺栓就行了，藉助於窺管，可以很快將望遠鏡調整至最佳狀態。
最後有一點需要補充說明，一般認為光軸與副鏡的交點在副鏡的中心。在長焦距的望遠鏡中可以認為如此，但在大口徑、短焦距的牛頓式反射望遠鏡中，副鏡的尺寸也較大，副鏡長邊的兩端到目鏡的距離已經不能再近似認為是一樣的了，請看下面的示意圖：

光軸相交於副鏡的B點，而不是副鏡中心所在的A點。這相當於副鏡從中心位置向主鏡方向和遠離目鏡的方向都有一個位移。這兩個方向的位移量可以用如下公式計算：
位移量=副鏡短邊長/（4*主鏡焦比）
例如我的望遠鏡副鏡短邊長35mm，主鏡焦比為5，則兩個方向的位移量都是1.75mm。
如果有此類短焦距的望遠鏡，需要把這種情況考慮進去。計算出位移量，在上述第2步調節中，應讓副鏡稍稍遠離目鏡方向；在第3步調節中，當我們看到副鏡的外圓輪廓和窺管的內壁輪廓是同心圓時，實際上副鏡已經向主鏡方向有了位移，不需再額外做調節了。

『伍』 望遠鏡的鏡筒是怎麼生產出來的

不好回答呀，產品的成本構成中材料費和工時費占的比重是比較大的。如果用鋁棒車的話必然費工費時。你知道鋁管嗎？規格有很多，價格也便宜，也容易二次加工。這個是專業人的問題，自己查查資料，研究一下

『陸』 如何製作一個簡易望遠鏡

a）選擇物鏡和目鏡。買來的物鏡測定焦距，把物鏡對著太陽，在鏡片的另一側放張白紙板，前後移動白紙板，使太陽在白紙板上成像清晰。用直尺量出鏡片到白紙板的距離，這個距離就是鏡片的焦距，為17.8厘米。目鏡的焦距已測得，是2厘米。

b）設計鏡筒。為了便於調節焦距，以適應視力不同的人觀測，整個鏡筒做成兩節，一節是物鏡鏡筒，一節是目鏡鏡筒。它們都用黃紙板（馬糞紙）製作。物鏡鏡筒的直徑約等於物鏡的直徑，物鏡鏡筒的長度約等於物鏡的焦距。目精鏡筒的直徑約等於目鏡的直徑，目鏡鏡筒的長度比目鏡焦距長50~80毫米。目鏡鏡筒的外徑等於物鏡鏡筒的內徑，使得目鏡鏡筒既能插入物鏡鏡筒，又能貼得比較緊，便於前後調節焦距。

c）物鏡鏡筒的製作。先找一根長度稍長於物鏡焦距、直徑約等於物鏡直徑的圓管做芯柱。

物鏡鏡筒用黃板紙條卷繞兩三層製作。先把黃板紙切成70~80毫米寬的紙條。其中准備做第一層的黃板紙條，一面塗上墨，等墨干透後就可以卷鏡筒了。注意墨面朝里，以消除雜散光。

在芯柱上卷繞黃板紙條的時候，紙條一圈緊挨一圈，不能有間隙，也不能重疊。在鏡筒的兩端和紙條的接頭處，要用塗有漿糊或膠水的牛皮紙固定好。第一層卷好後，在第一層外面塗上漿糊或膠水，然後卷繞第二層。為了粘得更牢，第二層的黃板紙條裡面也塗上漿糊或膠水。第二層的卷繞方向和第一層相反。第三層的卷繞方向和第二層相反，和第一層相同。一般卷三層黃板紙就足夠了。鏡筒的最外麵糊上一層牛皮紙。鏡筒卷好後稍晾一會就要把芯柱抽出，然後豎直放在室內徹底晾乾。

鏡筒卷得比需要稍長一些，卷好晾乾後再用鋒利的刀截成需要的長度。

d）目鏡鏡筒的製作。找一根直徑約等於目鏡的圓管做芯柱。目鏡鏡筒的卷繞方法同物鏡鏡筒基本相同，但目鏡鏡筒的外徑等於物鏡鏡筒的內徑。當目鏡鏡筒外徑卷繞到已經接近物鏡鏡筒內徑的時候，通過糊牛皮紙來逐漸達到要求。

e）鏡片的安裝。這一程序較麻煩。根據鏡片和鏡筒的具體情況採用不同的方法。如圖11，我們所製作的望遠鏡鏡片直徑小於鏡筒內徑。，為了把鏡片固定在鏡筒中，我們分不同情況附加鏡片套筒。另外，在目鏡鏡筒的末端，加一段卷紙，以免整個目鏡鏡筒滑進物鏡鏡筒。

安裝鏡片的關鍵就在於使物鏡和目鏡的主光軸都落在鏡筒的中心線上。這是我們製作望遠鏡的又一個難點。為此，在鏡片沒有完全固定好之前，進行了簡單的調整。對於物鏡，把初步裝上物鏡的物鏡鏡筒對著遠處的燈光，在物鏡鏡筒上沒有物鏡的一端蒙上一層半透明紙，使遠處燈光通過物鏡成像在半透明的紙中央。然後不改變物鏡鏡筒的放置方向，轉動鏡筒，如果遠處燈光的像始終落在半透明紙的中央，說明物鏡的主光軸落在鏡筒的中心線上。就可以把物鏡固定下來。否則就需要適當調整物鏡位置，直到符合要求為止。

物鏡調整好之後，就把物鏡鏡筒的半透明紙撕掉，把初步裝上目鏡的目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內。整架望遠鏡仍然對准遠處燈光，並用眼睛觀測。前後調節目鏡鏡筒的位置，使遠處燈光落在望遠鏡看到的視場中央。然後使物鏡鏡筒不動，單轉動目鏡鏡筒，如果遠處燈光始終在視場中央，說明目鏡的主光軸落在鏡筒的中心線上，至此可以把目鏡固定下來。

一架簡單的小型開普勒式折射望遠鏡就做成了。

『柒』 製作望遠鏡

一、鏡身的裝配
牛頓式反射望遠鏡的鏡身（結構見下圖）主要由鏡筒、主鏡、副鏡和目鏡構成，下面就分別說說鏡筒、物鏡座、副鏡支架和目鏡調焦座的設計與製作。

 鏡筒
鏡筒是光路中各大部件的支撐物，特別是要支撐重量較大的物鏡和物鏡座，因此必須有足夠的強度。鏡筒的內徑一般比物鏡直徑大2～3厘米，以方便物鏡的安裝和調節。鏡筒的長度一般至少等於物鏡的焦距，如果太短，將來主鏡焦點伸出鏡筒會太長，除非副鏡尺寸足夠大，否則當用廣角目鏡觀測時，視場邊緣肯定會有光線損失。
如果找不到大小合適的金屬或塑料筒做鏡筒，那麼可以因地制宜，根據自己所具有的加工能力來選材製作。如果附近工廠有卷板機，可以請人用1.5mm厚的鋁板按需要的長度和直徑捲成圓筒，介面處可焊接或拉鉚（我的鏡筒就是用這種方法做的，結實而且輕便，效果非常滿意）。也可以請白鐵匠用鐵皮或1.5mm厚的鋁板卷制鏡筒，在筒口處彎邊可以增加強度（張大慶先生用的就是這種方法）。楊世傑老師介紹過在圓柱型芯子上用多層厚紙條按相互交錯了的方向卷制鏡筒的方法，我以前嘗試卷過直徑10厘米的鏡筒，強度很大，效果很好。但要卷直徑大於20厘米的鏡筒時，會有幾個實際的困難：首先是芯子不好找，其次是隨著鏡筒直徑的增加，手工卷制的工作量和難度也會加大，各層紙粘合不緊密時，鏡筒的強度會受影響，很難支撐20厘米的物鏡和物鏡座，將來也很難接相機拍照。除了圓形鏡筒，還可以考慮方形筒。很多愛好者用木板製作方形鏡筒，對於能找到木匠的愛好者來說這也是一種不錯的方法；遼寧的張健同學在98年第一期《星空觀測者》上介紹過用鋁合金型材製作方形鏡筒的方法，也很有新意。
 物鏡座
物鏡座是自製望遠鏡中的一個重點，它不但要牢固固定物鏡，同時還要允許物鏡的指向可以在一定范圍內調節，另外還有一點容易被人忽視的是，不能將物鏡卡得太緊，否則物鏡會產生形變，影響成像質量。
楊世傑老師介紹過兩種物鏡的固定方法。第一種是最簡單的方法（下圖A）：找一個與鏡筒內徑相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上貼上三塊有彈性的泡沫橡皮或塑料墊片，把物鏡放在上面，然後用三個金屬片彎成的小鉤將物鏡固定在底板上（不要卡得太緊，以免物鏡變形），最後用三個角鐵把底板固定在鏡筒上即可。這種方法製作簡單，鏡片固定牢靠，但物鏡的指向只能安裝時調節好，以後再想改變很麻煩。對於短焦比的望遠鏡，校準光軸是很重要而且時常需要做的事，所以我覺得不太合適用這種方法。第二種方法（下圖B）首先將物鏡固定在一個小板上，小板通過三個螺栓與底板相連，螺栓中間加上彈簧，通過調節底板背後的螺母可以很方便地調節物鏡的方向。這種方法製作相對復雜些，但使用效果 卻非常好，也是現在十分流行並且使用最多的一種方法。

而隨著物鏡口徑的增大，其重量也在增加，上述第二種方法中所用的螺栓和彈簧的強度必須增加，這最終會導致物鏡座的重量隨物鏡口徑的變大而急劇增加。因此對於較大口徑的物鏡，又有了一種新的固定方法。這種方法使用一塊底板，沒有小板，沒有彈簧，但底板上卻保留三個螺栓，螺母嵌入底板中，物鏡片是直接放在螺栓的三個頂點上的，調節螺栓可以調節物鏡的指向（螺栓頂點要打磨光滑，與鏡片之間要墊上薄的耐磨物質，以防止劃傷鏡片）；為防止鏡片滑動，要在底板上釘三個小木塊（防側滑木塊）擋在鏡片邊上（不可將鏡片卡得太緊，應留有1～2毫米的間隙）；為防止運輸時物鏡片翻倒（正常觀測時鏡筒開口都是朝上的，物鏡重量落在三個螺栓上，不會翻倒），三個小木塊上還要各加一個木片，木片末端要超出物鏡邊緣3、4毫米（見下圖）。觀測時，物鏡片的底面落在螺栓的三個頂點上，側面只與三個防側滑木塊中靠下部的兩個接觸，與三個防翻倒木片不接觸，沒有任何外力卡住物鏡，因此物鏡不會產生任何形變。

固定20厘米的反射鏡片，用上述第二種和第三種方法都行。我選用的是第三種方法。實際製作時，底板可以選用1厘米厚的整塊木板或多層膠合板製作，如果是方鏡筒，可以直接將木板鋸成方形，如果是圓鏡筒，可以請人用線鋸或自己直接用鋼鋸條鋸出圓形。底板應比鏡筒內徑小1～2毫米，能在鏡筒內方便地進出。為防止木板受潮，有條件的可以對它作浸蠟處理，至少也要刷一層油漆。調節物鏡方向的螺栓可以到五金店買M5規格的，為防止劃傷鏡片，我在鏡片背後與螺絲接觸的地方貼了三層透明膠條；為防止螺絲的松動，我沒有使用螺母，直接在底板上鑽直徑略小於螺絲直徑的孔，將螺絲旋入，藉助木頭的彈性和張力，可以將螺絲緊固，同時藉助改錐（起子）也可方便地對其進行調節。連接鏡筒和底板的角鐵必須牢固，我選用了2.5毫米厚、15毫米寬的角鐵，用兩個螺栓與底板連接（其強度比直接用木螺釘要大得多），與鏡筒之間也用螺栓連接。鏡筒上和角鐵上鑽的孔應注意位置對齊，孔徑以剛好穿過固定螺絲為好，確保以後每次安裝物鏡座時物鏡與鏡筒的相對位置不變，為以後調節光軸打下良好的基礎。防側滑木塊和防翻倒木片的製作可以根據實際情況採用不同的方法，注意要確保物鏡的安全，同時要讓物鏡有一定自由活動的空間。
 目鏡調焦座
目鏡調焦座的位置是由主鏡筒直徑、主鏡焦距以及主鏡焦平面伸出主鏡筒的距離決定的，可以按比例畫圖，然後從圖上量出具體位置。
目鏡調焦座要求能穩定支撐目鏡，並可在一定范圍內（2～3厘米）方便地調焦。它的軸心（也就是目鏡的軸心）要求盡可能與主鏡筒軸心垂直並相交，如果以後打算接相機拍照，那它還必須有足夠的強度。
如果感覺到在圓形鏡筒上固定目鏡調焦座比較困難，可以分成兩部分來做：首先做出一個平面，然後在此平面的基礎上固定目鏡調焦筒。
如何做出平面呢？到裝修店找一小段鋁型材，用螺栓固定在主鏡筒外壁（如下圖），是一種容易實現而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小於1毫米的鋁型材，這樣其強度才有保證。

這里再介紹一種做平面的方法：在主鏡筒的內壁固定一塊托板（見下圖）。一般主鏡與鏡筒之間有1～2厘米的間隙，所以不必擔心托板和目鏡調焦座會擋住主鏡光線。

我採用的就是這種方法，托板由一塊120毫米×100毫米×2毫米的鋼板製成（見下圖），兩側折彎，各打四個安裝孔，然後在鏡筒上打上相應的孔，就可以用螺栓將托板固定在鏡筒的內壁上。考慮到將來會接照相機，托板上會受較大的力，所以安裝孔較多，所用材料也較厚。如果發現目鏡調焦筒軸心有些歪，可以改變各螺栓所用墊片的厚度。（圖中有一個長條形的「副鏡托桿安裝孔」，這是為下一步安裝副鏡作準備的。）

有了平面，目鏡調焦座就很容易固定了。可以用鋁管車制一個法蘭盤，然後用螺栓固定在平面上。至於調焦，可以使用抽拉調焦，調好後用頂絲固定，實際使用效果也不錯。
 副鏡支架
副鏡的安裝有兩個基本要求，一是其方向、位置可以在一定范圍內調節，這是為以後調整光軸作準備的；二是要固定牢靠，避免以後經常重新調整其位置的麻煩，使我們可以把更多的精力用在欣賞望遠鏡帶給我們的美麗星空上。
下面介紹一種設計，它是以上文提到的托板為基礎的，注意了副鏡各方向的可調節性，同時兼顧了牢靠性，具體可參考下圖。

所用四個零件草圖如下：
裝配方法如下：T型體的一面插入圓柱體的槽中，用一個M3螺栓連接T型體和圓柱體。將圓柱體和副鏡托桿用連接件連接，副鏡托桿的攻絲的一端用兩個螺母固定在托板的副鏡托桿安裝孔中。
副鏡托桿安裝孔實際上不是孔而是槽，副鏡托桿可以左右移動；連接件可以沿著副鏡托桿上下滑動；圓柱體可以在連接件的孔中前後移動，左右轉動；副鏡可以繞圓柱體的螺栓轉動以調節仰角。副鏡指向的方便調節為以後光軸的精確調整打下了基礎。
以上這種設計對加工條件要求較高，而張大慶先生的設計則要簡潔一些。

找長鐵片，兩端彎90度聯結鏡筒；找一木塊，一端中央鋸夾縫，夾住長鐵片，另一端鋸成45度斜面；副鏡夾形狀為橢圓，與副鏡大小相當，四邊伸出四個爪，彎曲90度後可以抓住副鏡；副鏡夾用薄鐵片剪成，通過兩個木螺釘與木塊聯結。
這個設計用很普通的工具就可以完成，而且對主鏡遮擋很少；只要加工精確，打孔時再適當留些餘量，以後調整光軸也不成問題。
到此，鏡筒的設計製作完成了。在使用之前，最好先取下主、副鏡，在鏡筒內壁均勻地噴一層黑色亞光漆（裝飾材料商店有售，罐裝，北京地區售價16圓左右），效果還可以。
二、鏡架的製作
對於20厘米反射式望遠鏡，如果沒有足夠大的赤道儀，那麼應該毫不猶豫地選擇一種稱為道布森結構的地平式支架。
這種結構是美國的約翰•道布森在七十年代發明的，簡單、輕便、穩定、實用，早已風靡全球。
下面是道布森結構的分解草圖。它主要有三個部分：
回答者：jlm400 - 門吏 二級 1-12 16:27

用焦距為120mm，口徑為40mm的凸透鏡*2 做物鏡

口徑為20mm的凹透鏡*2做目鏡
焦距為40mm，口徑為25mm的凸透鏡*2 放在最後做增倍鏡

8厘米折射望遠鏡多年來一直是我擁有的最大的望遠鏡。在對星雲狀深空天體和暗弱彗星的觀測中，越來越感覺到8厘米的口徑太不夠了。如何獲得一架口徑大、成像質量優良而且使用方便的天文望遠鏡呢？我最終選擇了自製一架口徑20厘米的牛頓式反射望遠鏡。
我在這里要特別感謝河南開封的張大慶先生。他精於制鏡，多年來一直潛心尋彗，對天文同好則更是熱心相助，我就是許許多多受到他幫助的人中的一個。他精心為我磨製了20厘米拋物面反射鏡片，而且詳細介紹了裝配望遠鏡的經驗，使我收益非淺。也是張先生在雜志上發表的多篇文章特別是《星空觀測者》1998-3期上的《北風一吼，滿天星斗—漫談冷空氣與天文觀測》一文，讓我覺得20厘米反射鏡正是我所需要的望遠鏡，非常值得下功夫去做。
我前後花了3個月的時間，投資累積約800圓（這些錢可能還買不到一架8厘米地平式折射望遠鏡）完成了這架口徑20厘米焦距107厘米的道布森結構的牛頓式反射望遠鏡。其實國內介紹怎樣製作反射式望遠鏡的文章已經相當多了（楊世傑老師曾在《天文愛好者》上連載六期，系統介紹了反射望遠鏡的製作方法，另外，各地同好介紹製作經驗的文章也常有發表），我寫此文，對於沒有製作反射鏡經驗的同好，是想說明在一般所能達到的加工條件下，到底花多少時間投多少錢可以得到一架什麼性能的望遠鏡，對於製作過反射鏡的同好，則希望可以交流經驗，特別是在如何調整反射鏡光軸方面，國內文章談論的不夠細致，我從互聯網上借鑒了一些國外天文同好的經驗，再加上我的實踐體會，寫出來與各位同好探討。
本文的重點是鏡身的裝配和光軸的調校。有一些零件的加工用到了車工和鉗工，如果不具備此條件，因地制宜使用別的方法，同樣也能達到目的。另外，大口徑短焦比的望遠鏡對光軸的准確度是很敏感的，而望遠鏡做好後如果拉到野外去觀測，很難保證調好的光軸一點不受影響，所以設計望遠鏡光路中的每一個部件時，在保證穩固的基礎上都力求做到可方便調節。
一、鏡身的裝配
牛頓式反射望遠鏡的鏡身（結構見下圖）主要由鏡筒、主鏡、副鏡和目鏡構成，下面就分別說說鏡筒、物鏡座、副鏡支架和目鏡調焦座的設計與製作。

 鏡筒
鏡筒是光路中各大部件的支撐物，特別是要支撐重量較大的物鏡和物鏡座，因此必須有足夠的強度。鏡筒的內徑一般比物鏡直徑大2～3厘米，以方便物鏡的安裝和調節。鏡筒的長度一般至少等於物鏡的焦距，如果太短，將來主鏡焦點伸出鏡筒會太長，除非副鏡尺寸足夠大，否則當用廣角目鏡觀測時，視場邊緣肯定會有光線損失。
如果找不到大小合適的金屬或塑料筒做鏡筒，那麼可以因地制宜，根據自己所具有的加工能力來選材製作。如果附近工廠有卷板機，可以請人用1.5mm厚的鋁板按需要的長度和直徑捲成圓筒，介面處可焊接或拉鉚（我的鏡筒就是用這種方法做的，結實而且輕便，效果非常滿意）。也可以請白鐵匠用鐵皮或1.5mm厚的鋁板卷制鏡筒，在筒口處彎邊可以增加強度（張大慶先生用的就是這種方法）。楊世傑老師介紹過在圓柱型芯子上用多層厚紙條按相互交錯了的方向卷制鏡筒的方法，我以前嘗試卷過直徑10厘米的鏡筒，強度很大，效果很好。但要卷直徑大於20厘米的鏡筒時，會有幾個實際的困難：首先是芯子不好找，其次是隨著鏡筒直徑的增加，手工卷制的工作量和難度也會加大，各層紙粘合不緊密時，鏡筒的強度會受影響，很難支撐20厘米的物鏡和物鏡座，將來也很難接相機拍照。除了圓形鏡筒，還可以考慮方形筒。很多愛好者用木板製作方形鏡筒，對於能找到木匠的愛好者來說這也是一種不錯的方法；遼寧的張健同學在98年第一期《星空觀測者》上介紹過用鋁合金型材製作方形鏡筒的方法，也很有新意。
 物鏡座
物鏡座是自製望遠鏡中的一個重點，它不但要牢固固定物鏡，同時還要允許物鏡的指向可以在一定范圍內調節，另外還有一點容易被人忽視的是，不能將物鏡卡得太緊，否則物鏡會產生形變，影響成像質量。
楊世傑老師介紹過兩種物鏡的固定方法。第一種是最簡單的方法（下圖A）：找一個與鏡筒內徑相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上貼上三塊有彈性的泡沫橡皮或塑料墊片，把物鏡放在上面，然後用三個金屬片彎成的小鉤將物鏡固定在底板上（不要卡得太緊，以免物鏡變形），最後用三個角鐵把底板固定在鏡筒上即可。這種方法製作簡單，鏡片固定牢靠，但物鏡的指向只能安裝時調節好，以後再想改變很麻煩。對於短焦比的望遠鏡，校準光軸是很重要而且時常需要做的事，所以我覺得不太合適用這種方法。第二種方法（下圖B）首先將物鏡固定在一個小板上，小板通過三個螺栓與底板相連，螺栓中間加上彈簧，通過調節底板背後的螺母可以很方便地調節物鏡的方向。這種方法製作相對復雜些，但使用效果 卻非常好，也是現在十分流行並且使用最多的一種方法。

而隨著物鏡口徑的增大，其重量也在增加，上述第二種方法中所用的螺栓和彈簧的強度必須增加，這最終會導致物鏡座的重量隨物鏡口徑的變大而急劇增加。因此對於較大口徑的物鏡，又有了一種新的固定方法。這種方法使用一塊底板，沒有小板，沒有彈簧，但底板上卻保留三個螺栓，螺母嵌入底板中，物鏡片是直接放在螺栓的三個頂點上的，調節螺栓可以調節物鏡的指向（螺栓頂點要打磨光滑，與鏡片之間要墊上薄的耐磨物質，以防止劃傷鏡片）；為防止鏡片滑動，要在底板上釘三個小木塊（防側滑木塊）擋在鏡片邊上（不可將鏡片卡得太緊，應留有1～2毫米的間隙）；為防止運輸時物鏡片翻倒（正常觀測時鏡筒開口都是朝上的，物鏡重量落在三個螺栓上，不會翻倒），三個小木塊上還要各加一個木片，木片末端要超出物鏡邊緣3、4毫米（見下圖）。觀測時，物鏡片的底面落在螺栓的三個頂點上，側面只與三個防側滑木塊中靠下部的兩個接觸，與三個防翻倒木片不接觸，沒有任何外力卡住物鏡，因此物鏡不會產生任何形變。

固定20厘米的反射鏡片，用上述第二種和第三種方法都行。我選用的是第三種方法。實際製作時，底板可以選用1厘米厚的整塊木板或多層膠合板製作，如果是方鏡筒，可以直接將木板鋸成方形，如果是圓鏡筒，可以請人用線鋸或自己直接用鋼鋸條鋸出圓形。底板應比鏡筒內徑小1～2毫米，能在鏡筒內方便地進出。為防止木板受潮，有條件的可以對它作浸蠟處理，至少也要刷一層油漆。調節物鏡方向的螺栓可以到五金店買M5規格的，為防止劃傷鏡片，我在鏡片背後與螺絲接觸的地方貼了三層透明膠條；為防止螺絲的松動，我沒有使用螺母，直接在底板上鑽直徑略小於螺絲直徑的孔，將螺絲旋入，藉助木頭的彈性和張力，可以將螺絲緊固，同時藉助改錐（起子）也可方便地對其進行調節。連接鏡筒和底板的角鐵必須牢固，我選用了2.5毫米厚、15毫米寬的角鐵，用兩個螺栓與底板連接（其強度比直接用木螺釘要大得多），與鏡筒之間也用螺栓連接。鏡筒上和角鐵上鑽的孔應注意位置對齊，孔徑以剛好穿過固定螺絲為好，確保以後每次安裝物鏡座時物鏡與鏡筒的相對位置不變，為以後調節光軸打下良好的基礎。防側滑木塊和防翻倒木片的製作可以根據實際情況採用不同的方法，注意要確保物鏡的安全，同時要讓物鏡有一定自由活動的空間。
 目鏡調焦座
目鏡調焦座的位置是由主鏡筒直徑、主鏡焦距以及主鏡焦平面伸出主鏡筒的距離決定的，可以按比例畫圖，然後從圖上量出具體位置。
目鏡調焦座要求能穩定支撐目鏡，並可在一定范圍內（2～3厘米）方便地調焦。它的軸心（也就是目鏡的軸心）要求盡可能與主鏡筒軸心垂直並相交，如果以後打算接相機拍照，那它還必須有足夠的強度。
如果感覺到在圓形鏡筒上固定目鏡調焦座比較困難，可以分成兩部分來做：首先做出一個平面，然後在此平面的基礎上固定目鏡調焦筒。
如何做出平面呢？到裝修店找一小段鋁型材，用螺栓固定在主鏡筒外壁（如下圖），是一種容易實現而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小於1毫米的鋁型材，這樣其強度才有保證。

這里再介紹一種做平面的方法：在主鏡筒的內壁固定一塊托板（見下圖）。一般主鏡與鏡筒之間有1～2厘米的間隙，所以不必擔心托板和目鏡調焦座會擋住主鏡光線。

我採用的就是這種方法，托板由一塊120毫米×100毫米×2毫米的鋼板製成（見下圖），兩側折彎，各打四個安裝孔，然後在鏡筒上打上相應的孔，就可以用螺栓將托板固定在鏡筒的內壁上。考慮到將來會接照相機，托板上會受較大的力，所以安裝孔較多，所用材料也較厚。如果發現目鏡調焦筒軸心有些歪，可以改變各螺栓所用墊片的厚度。（圖中有一個長條形的「副鏡托桿安裝孔」，這是為下一步安裝副鏡作準備的。）

有了平面，目鏡調焦座就很容易固定了。可以用鋁管車制一個法蘭盤，然後用螺栓固定在平面上。至於調焦，可以使用抽拉調焦，調好後用頂絲固定，實際使用效果也不錯。
 副鏡支架
副鏡的安裝有兩個基本要求，一是其方向、位置可以在一定范圍內調節，這是為以後調整光軸作準備的；二是要固定牢靠，避免以後經常重新調整其位置的麻煩，使我們可以把更多的精力用在欣賞望遠鏡帶給我們的美麗星空上。
下面介紹一種設計，它是以上文提到的托板為基礎的，注意了副鏡各方向的可調節性，同時兼顧了牢靠性，具體可參考下圖。

所用四個零件草圖如下：
裝配方法如下：T型體的一面插入圓柱體的槽中，用一個M3螺栓連接T型體和圓柱體。將圓柱體和副鏡托桿用連接件連接，副鏡托桿的攻絲的一端用兩個螺母固定在托板的副鏡托桿安裝孔中。
副鏡托桿安裝孔實際上不是孔而是槽，副鏡托桿可以左右移動；連接件可以沿著副鏡托桿上下滑動；圓柱體可以在連接件的孔中前後移動，左右轉動；副鏡可以繞圓柱體的螺栓轉動以調節仰角。副鏡指向的方便調節為以後光軸的精確調整打下了基礎。
以上這種設計對加工條件要求較高，而張大慶先生的設計則要簡潔一些。

找長鐵片，兩端彎90度聯結鏡筒；找一木塊，一端中央鋸夾縫，夾住長鐵片，另一端鋸成45度斜面；副鏡夾形狀為橢圓，與副鏡大小相當，四邊伸出四個爪，彎曲90度後可以抓住副鏡；副鏡夾用薄鐵片剪成，通過兩個木螺釘與木塊聯結。
這個設計用很普通的工具就可以完成，而且對主鏡遮擋很少；只要加工精確，打孔時再適當留些餘量，以後調整光軸也不成問題。
到此，鏡筒的設計製作完成了。在使用之前，最好先取下主、副鏡，在鏡筒內壁均勻地噴一層黑色亞光漆（裝飾材料商店有售，罐裝，北京地區售價16圓左右），效果還可以。
二、鏡架的製作
對於20厘米反射式望遠鏡，如果沒有足夠大的赤道儀，那麼應該毫不猶豫地選擇一種稱為道布森結構的地平式支架。
這種結構是美國的約翰•道布森在七十年代發明的，簡單、輕便、穩定、實用，早已風靡全球。
下面是道布森結構的分解草圖。它主要有三個部分：

 耳朵（上圖左）
耳朵是望遠鏡在垂直方向旋轉的軸，它可以用直徑不小於10厘米的圓形塑料或圓形鋁塊製成，對稱固定於鏡筒重心處的兩側，可以直接固定在主鏡筒上，也可以在鏡筒外套上一個木框，耳朵固定在木框上（這樣耳朵的位置可以調節，更有利於主鏡的平衡）。
 箱子（上圖中）
用木板製成，上部有兩個「V」形槽，正好與耳朵配合，底部中心穿孔。
 底板（上圖右）
用木板製成，均布三個凸塊（可以用塑料塊做），中心有軸。
使用時，箱子放在底板上，被三個塑料塊支撐，底板上的軸穿過箱子底部的中心孔，這樣，箱子可以繞底板的軸靈活而穩定地做360度水平轉動；將鏡筒的耳朵放在箱子的「V」形槽上，鏡筒可以在90度范圍內垂直轉動。這樣，道布森支架就做好了。
只要底板上三個塑料塊分得較開，各接觸面摩擦系數合適，道布森裝置用起來非常順手，找目標時望遠鏡轉動靈活，找到目標後，一鬆手，望遠鏡不會有反彈或晃動。實際使用表明，即使在高倍率下，目標在目鏡視場中仍然非常穩定。
不能自動跟蹤是它的缺點，國外很多愛好者在它的兩個軸上加了電機，通過計算機控制電機轉速，實現了自動跟蹤，而且效果不錯，有興趣的同好不妨一試。
三、光軸的調整
望遠鏡做好後，當我們滿懷希望投入觀測，卻發現像質平平，甚至恆星都不能聚成一個點，這個時候先別懷疑鏡子有問題，很可能問題僅僅出在鏡片裝配上，經過對光軸的重新調整，望遠鏡里展現出的可能是完全不同的景象。
拋物面反射鏡的成像有個特點，在光軸上成像很完美，沒有像差，但離開光軸就會有明顯的彗差（星點帶了小尾巴）。在光軸上，使用一般視場的目鏡，視場中心的星點是很銳利的，實際上視場邊緣的像差也不易察覺。而如果在光軸外，整個視場中的星點可能都不實，而且離光軸越遠這一點越嚴重。
 怎樣才算調好光軸了？
當反射鏡的光學系統中的兩個光軸：主鏡（物鏡）光軸和目鏡光軸都經過副鏡上的同一點，且被副鏡反射後二者完全重合，也就是成了一個光軸，那麼光軸就算調好了。
在缺乏檢驗手段時，可以通過實際觀測來判斷光軸是否調好。找一個大氣寧靜度較好的晴夜，用望遠鏡的最高倍率（用毫米表示的主鏡的直徑數）看一顆恆星（如果沒有赤道儀則可以看北極星）。把星點放在目鏡視場中心（以減少目鏡帶來的像差），仔細調整焦距，從焦點外調到焦點，然後調到焦點內。如果光軸調整沒有問題，可以看到如下圖所示的從左到右一系列圖象（圖中的圓環是光的衍射引起的，散焦後實際上還會看到副鏡及其支架的影子，圖中沒有畫出）。
在焦點上星像是否凝結得很實、很細、很銳利，散焦後衍射環是否是同心圓，這些都反映瞭望遠鏡的像質。如果散焦後可以看到幾圈衍射環，但不象上圖中那樣完美，四周均勻地帶有一些「毛刺」，這說明反射鏡面的精度稍差，但光軸調整的還是好的。如果散焦後星點變成了一個小的扇形，而且在目鏡視場中移動星象，扇形的發散方向不變，這說明望遠鏡的光軸需要調整了。
 光軸調整步驟及輔助工具
光軸調整可按如下步驟進行：
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒軸線
2. 調節副鏡使之位於主鏡筒軸線上
3. 調節副鏡使之位於目鏡調焦筒正下方
4. 調節副鏡指向，使目鏡光軸經副鏡反射後指向主鏡中心
5. 調節主鏡指向，使其光軸與目鏡光軸重合
以上只是調光軸的大致方法，具體操作的過程中會有一些問題，有時很難控制精度這里首先介紹幾個輔助工具：
1. 帶雙十字線的窺管：

管的外直徑同目鏡介面直徑，管的一端加蓋，蓋的正中心挖2mm直徑的圓孔，管的另一端用白色棉線對稱地拉上雙十字線，兩線間距3～4mm。管長用如下方法確定：從目鏡調焦筒中放入窺管（窺孔在外），窺孔一端與目鏡調焦筒外埠平齊，雙十字線一端距副鏡20～30mm。
做窺管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目鏡介面，可以考慮用柯達膠卷的黑色包裝盒來做窺管），關鍵是插入目鏡調焦筒後要穩固，不能晃動太大。雙十字線要拉正，相交處的小正方形與窺孔的連線應該是目鏡調焦筒的軸線。
2. 主鏡中心定位點
剪一片直徑5mm的黑紙，用兩面膠准確地粘在物鏡的正中心。（因為主鏡的中心區域並不參與成像，所以這個黑點不會有負面影響）
3. 主鏡筒開口處十字線
在主鏡筒開口處用粗線拉十字線，要求兩線相互垂直，交點過主鏡筒軸線。（在主鏡開口處拉上十字線可能會影響對副鏡的操作，所以最好標記出十字線與鏡筒的四個交點的位置，覺得十字線礙事時可以先把它拆下來，必要時再重新拉上。）
這三個工具製作並不復雜，但你很快會發現它們很有用。藉助它們，現在我們可以開始一步一步地調整望遠鏡光軸了。
0.預調主鏡指向
取下副鏡，調節主鏡後面的螺栓，直到從鏡筒開口前看過去，十字線交點、物鏡中心黑點、十字線交點在物鏡中所成的像三者成一條直線時，表明主鏡指向基本正確。（下面專門有一步是調主鏡的，預先加這一步操作可以使下面的操作更容易。）
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒
將窺管裝入目鏡調焦筒中，從窺孔中觀察，可以看到從窺孔到雙十字線的連線（實際就是目鏡調焦筒軸線）再延長，會與主鏡筒壁交於某一點，標記出這一點，用尺子測量其位置，再參考目鏡調焦筒在主鏡筒的位置，我們就可以判斷出目鏡調焦筒是否與主鏡筒垂直。

『捌』 怎樣自製反射式天文望遠鏡

厘米折射望遠鏡多年來一直是我擁有的最大的望遠鏡。在對星雲狀深空天體和暗弱彗星的觀測中，越來越感覺到8厘米的口徑太不夠了。如何獲得一架口徑大、成像質量優良而且使用方便的天文望遠鏡呢？我最終選擇了自製一架口徑20厘米的牛頓式反射望遠鏡。
我在這里要特別感謝河南開封的張大慶先生。他精於制鏡，多年來一直潛心尋彗，對天文同好則更是熱心相助，我就是許許多多受到他幫助的人中的一個。他精心為我磨製了20厘米拋物面反射鏡片，而且詳細介紹了裝配望遠鏡的經驗，使我收益非淺。也是張先生在雜志上發表的多篇文章特別是《星空觀測者》1998-3期上的《北風一吼，滿天星斗—漫談冷空氣與天文觀測》一文，讓我覺得20厘米反射鏡正是我所需要的望遠鏡，非常值得下功夫去做。
我前後花了3個月的時間，投資累積約800圓（這些錢可能還買不到一架8厘米地平式折射望遠鏡）完成了這架口徑20厘米焦距107厘米的道布森結構的牛頓式反射望遠鏡。其實國內介紹怎樣製作反射式望遠鏡的文章已經相當多了（楊世傑老師曾在《天文愛好者》上連載六期，系統介紹了反射望遠鏡的製作方法，另外，各地同好介紹製作經驗的文章也常有發表），我寫此文，對於沒有製作反射鏡經驗的同好，是想說明在一般所能達到的加工條件下，到底花多少時間投多少錢可以得到一架什麼性能的望遠鏡，對於製作過反射鏡的同好，則希望可以交流經驗，特別是在如何調整反射鏡光軸方面，國內文章談論的不夠細致，我從互聯網上借鑒了一些國外天文同好的經驗，再加上我的實踐體會，寫出來與各位同好探討。
本文的重點是鏡身的裝配和光軸的調校。有一些零件的加工用到了車工和鉗工，如果不具備此條件，因地制宜使用別的方法，同樣也能達到目的。另外，大口徑短焦比的望遠鏡對光軸的准確度是很敏感的，而望遠鏡做好後如果拉到野外去觀測，很難保證調好的光軸一點不受影響，所以設計望遠鏡光路中的每一個部件時，在保證穩固的基礎上都力求做到可方便調節。
一、鏡身的裝配
牛頓式反射望遠鏡的鏡身（結構見下圖）主要由鏡筒、主鏡、副鏡和目鏡構成，下面就分別說說鏡筒、物鏡座、副鏡支架和目鏡調焦座的設計與製作。

 鏡筒
鏡筒是光路中各大部件的支撐物，特別是要支撐重量較大的物鏡和物鏡座，因此必須有足夠的強度。鏡筒的內徑一般比物鏡直徑大2～3厘米，以方便物鏡的安裝和調節。鏡筒的長度一般至少等於物鏡的焦距，如果太短，將來主鏡焦點伸出鏡筒會太長，除非副鏡尺寸足夠大，否則當用廣角目鏡觀測時，視場邊緣肯定會有光線損失。
如果找不到大小合適的金屬或塑料筒做鏡筒，那麼可以因地制宜，根據自己所具有的加工能力來選材製作。如果附近工廠有卷板機，可以請人用1.5mm厚的鋁板按需要的長度和直徑捲成圓筒，介面處可焊接或拉鉚（我的鏡筒就是用這種方法做的，結實而且輕便，效果非常滿意）。也可以請白鐵匠用鐵皮或1.5mm厚的鋁板卷制鏡筒，在筒口處彎邊可以增加強度（張大慶先生用的就是這種方法）。楊世傑老師介紹過在圓柱型芯子上用多層厚紙條按相互交錯了的方向卷制鏡筒的方法，我以前嘗試卷過直徑10厘米的鏡筒，強度很大，效果很好。但要卷直徑大於20厘米的鏡筒時，會有幾個實際的困難：首先是芯子不好找，其次是隨著鏡筒直徑的增加，手工卷制的工作量和難度也會加大，各層紙粘合不緊密時，鏡筒的強度會受影響，很難支撐20厘米的物鏡和物鏡座，將來也很難接相機拍照。除了圓形鏡筒，還可以考慮方形筒。很多愛好者用木板製作方形鏡筒，對於能找到木匠的愛好者來說這也是一種不錯的方法；遼寧的張健同學在98年第一期《星空觀測者》上介紹過用鋁合金型材製作方形鏡筒的方法，也很有新意。
 物鏡座
物鏡座是自製望遠鏡中的一個重點，它不但要牢固固定物鏡，同時還要允許物鏡的指向可以在一定范圍內調節，另外還有一點容易被人忽視的是，不能將物鏡卡得太緊，否則物鏡會產生形變，影響成像質量。
楊世傑老師介紹過兩種物鏡的固定方法。第一種是最簡單的方法（下圖A）：找一個與鏡筒內徑相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上貼上三塊有彈性的泡沫橡皮或塑料墊片，把物鏡放在上面，然後用三個金屬片彎成的小鉤將物鏡固定在底板上（不要卡得太緊，以免物鏡變形），最後用三個角鐵把底板固定在鏡筒上即可。這種方法製作簡單，鏡片固定牢靠，但物鏡的指向只能安裝時調節好，以後再想改變很麻煩。對於短焦比的望遠鏡，校準光軸是很重要而且時常需要做的事，所以我覺得不太合適用這種方法。第二種方法（下圖B）首先將物鏡固定在一個小板上，小板通過三個螺栓與底板相連，螺栓中間加上彈簧，通過調節底板背後的螺母可以很方便地調節物鏡的方向。這種方法製作相對復雜些，但使用效果 卻非常好，也是現在十分流行並且使用最多的一種方法。

而隨著物鏡口徑的增大，其重量也在增加，上述第二種方法中所用的螺栓和彈簧的強度必須增加，這最終會導致物鏡座的重量隨物鏡口徑的變大而急劇增加。因此對於較大口徑的物鏡，又有了一種新的固定方法。這種方法使用一塊底板，沒有小板，沒有彈簧，但底板上卻保留三個螺栓，螺母嵌入底板中，物鏡片是直接放在螺栓的三個頂點上的，調節螺栓可以調節物鏡的指向（螺栓頂點要打磨光滑，與鏡片之間要墊上薄的耐磨物質，以防止劃傷鏡片）；為防止鏡片滑動，要在底板上釘三個小木塊（防側滑木塊）擋在鏡片邊上（不可將鏡片卡得太緊，應留有1～2毫米的間隙）；為防止運輸時物鏡片翻倒（正常觀測時鏡筒開口都是朝上的，物鏡重量落在三個螺栓上，不會翻倒），三個小木塊上還要各加一個木片，木片末端要超出物鏡邊緣3、4毫米（見下圖）。觀測時，物鏡片的底面落在螺栓的三個頂點上，側面只與三個防側滑木塊中靠下部的兩個接觸，與三個防翻倒木片不接觸，沒有任何外力卡住物鏡，因此物鏡不會產生任何形變。

固定20厘米的反射鏡片，用上述第二種和第三種方法都行。我選用的是第三種方法。實際製作時，底板可以選用1厘米厚的整塊木板或多層膠合板製作，如果是方鏡筒，可以直接將木板鋸成方形，如果是圓鏡筒，可以請人用線鋸或自己直接用鋼鋸條鋸出圓形。底板應比鏡筒內徑小1～2毫米，能在鏡筒內方便地進出。為防止木板受潮，有條件的可以對它作浸蠟處理，至少也要刷一層油漆。調節物鏡方向的螺栓可以到五金店買M5規格的，為防止劃傷鏡片，我在鏡片背後與螺絲接觸的地方貼了三層透明膠條；為防止螺絲的松動，我沒有使用螺母，直接在底板上鑽直徑略小於螺絲直徑的孔，將螺絲旋入，藉助木頭的彈性和張力，可以將螺絲緊固，同時藉助改錐（起子）也可方便地對其進行調節。連接鏡筒和底板的角鐵必須牢固，我選用了2.5毫米厚、15毫米寬的角鐵，用兩個螺栓與底板連接（其強度比直接用木螺釘要大得多），與鏡筒之間也用螺栓連接。鏡筒上和角鐵上鑽的孔應注意位置對齊，孔徑以剛好穿過固定螺絲為好，確保以後每次安裝物鏡座時物鏡與鏡筒的相對位置不變，為以後調節光軸打下良好的基礎。防側滑木塊和防翻倒木片的製作可以根據實際情況採用不同的方法，注意要確保物鏡的安全，同時要讓物鏡有一定自由活動的空間。
 目鏡調焦座
目鏡調焦座的位置是由主鏡筒直徑、主鏡焦距以及主鏡焦平面伸出主鏡筒的距離決定的，可以按比例畫圖，然後從圖上量出具體位置。
目鏡調焦座要求能穩定支撐目鏡，並可在一定范圍內（2～3厘米）方便地調焦。它的軸心（也就是目鏡的軸心）要求盡可能與主鏡筒軸心垂直並相交，如果以後打算接相機拍照，那它還必須有足夠的強度。
如果感覺到在圓形鏡筒上固定目鏡調焦座比較困難，可以分成兩部分來做：首先做出一個平面，然後在此平面的基礎上固定目鏡調焦筒。
如何做出平面呢？到裝修店找一小段鋁型材，用螺栓固定在主鏡筒外壁（如下圖），是一種容易實現而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小於1毫米的鋁型材，這樣其強度才有保證。

這里再介紹一種做平面的方法：在主鏡筒的內壁固定一塊托板（見下圖）。一般主鏡與鏡筒之間有1～2厘米的間隙，所以不必擔心托板和目鏡調焦座會擋住主鏡光線。

我採用的就是這種方法，托板由一塊120毫米×100毫米×2毫米的鋼板製成（見下圖），兩側折彎，各打四個安裝孔，然後在鏡筒上打上相應的孔，就可以用螺栓將托板固定在鏡筒的內壁上。考慮到將來會接照相機，托板上會受較大的力，所以安裝孔較多，所用材料也較厚。如果發現目鏡調焦筒軸心有些歪，可以改變各螺栓所用墊片的厚度。（圖中有一個長條形的「副鏡托桿安裝孔」，這是為下一步安裝副鏡作準備的。）

有了平面，目鏡調焦座就很容易固定了。可以用鋁管車制一個法蘭盤，然後用螺栓固定在平面上。至於調焦，可以使用抽拉調焦，調好後用頂絲固定，實際使用效果也不錯。
 副鏡支架
副鏡的安裝有兩個基本要求，一是其方向、位置可以在一定范圍內調節，這是為以後調整光軸作準備的；二是要固定牢靠，避免以後經常重新調整其位置的麻煩，使我們可以把更多的精力用在欣賞望遠鏡帶給我們的美麗星空上。
下面介紹一種設計，它是以上文提到的托板為基礎的，注意了副鏡各方向的可調節性，同時兼顧了牢靠性，具體可參考下圖。

所用四個零件草圖如下：
裝配方法如下：T型體的一面插入圓柱體的槽中，用一個M3螺栓連接T型體和圓柱體。將圓柱體和副鏡托桿用連接件連接，副鏡托桿的攻絲的一端用兩個螺母固定在托板的副鏡托桿安裝孔中。
副鏡托桿安裝孔實際上不是孔而是槽，副鏡托桿可以左右移動；連接件可以沿著副鏡托桿上下滑動；圓柱體可以在連接件的孔中前後移動，左右轉動；副鏡可以繞圓柱體的螺栓轉動以調節仰角。副鏡指向的方便調節為以後光軸的精確調整打下了基礎。
以上這種設計對加工條件要求較高，而張大慶先生的設計則要簡潔一些。

找長鐵片，兩端彎90度聯結鏡筒；找一木塊，一端中央鋸夾縫，夾住長鐵片，另一端鋸成45度斜面；副鏡夾形狀為橢圓，與副鏡大小相當，四邊伸出四個爪，彎曲90度後可以抓住副鏡；副鏡夾用薄鐵片剪成，通過兩個木螺釘與木塊聯結。
這個設計用很普通的工具就可以完成，而且對主鏡遮擋很少；只要加工精確，打孔時再適當留些餘量，以後調整光軸也不成問題。
到此，鏡筒的設計製作完成了。在使用之前，最好先取下主、副鏡，在鏡筒內壁均勻地噴一層黑色亞光漆（裝飾材料商店有售，罐裝，北京地區售價16圓左右），效果還可以。
二、鏡架的製作
對於20厘米反射式望遠鏡，如果沒有足夠大的赤道儀，那麼應該毫不猶豫地選擇一種稱為道布森結構的地平式支架。
這種結構是美國的約翰•道布森在七十年代發明的，簡單、輕便、穩定、實用，早已風靡全球。
下面是道布森結構的分解草圖。它主要有三個部分：

 耳朵（上圖左）
耳朵是望遠鏡在垂直方向旋轉的軸，它可以用直徑不小於10厘米的圓形塑料或圓形鋁塊製成，對稱固定於鏡筒重心處的兩側，可以直接固定在主鏡筒上，也可以在鏡筒外套上一個木框，耳朵固定在木框上（這樣耳朵的位置可以調節，更有利於主鏡的平衡）。
 箱子（上圖中）
用木板製成，上部有兩個「V」形槽，正好與耳朵配合，底部中心穿孔。
 底板（上圖右）
用木板製成，均布三個凸塊（可以用塑料塊做），中心有軸。
使用時，箱子放在底板上，被三個塑料塊支撐，底板上的軸穿過箱子底部的中心孔，這樣，箱子可以繞底板的軸靈活而穩定地做360度水平轉動；將鏡筒的耳朵放在箱子的「V」形槽上，鏡筒可以在90度范圍內垂直轉動。這樣，道布森支架就做好了。
只要底板上三個塑料塊分得較開，各接觸面摩擦系數合適，道布森裝置用起來非常順手，找目標時望遠鏡轉動靈活，找到目標後，一鬆手，望遠鏡不會有反彈或晃動。實際使用表明，即使在高倍率下，目標在目鏡視場中仍然非常穩定。
不能自動跟蹤是它的缺點，國外很多愛好者在它的兩個軸上加了電機，通過計算機控制電機轉速，實現了自動跟蹤，而且效果不錯，有興趣的同好不妨一試。
三、光軸的調整
望遠鏡做好後，當我們滿懷希望投入觀測，卻發現像質平平，甚至恆星都不能聚成一個點，這個時候先別懷疑鏡子有問題，很可能問題僅僅出在鏡片裝配上，經過對光軸的重新調整，望遠鏡里展現出的可能是完全不同的景象。
拋物面反射鏡的成像有個特點，在光軸上成像很完美，沒有像差，但離開光軸就會有明顯的彗差（星點帶了小尾巴）。在光軸上，使用一般視場的目鏡，視場中心的星點是很銳利的，實際上視場邊緣的像差也不易察覺。而如果在光軸外，整個視場中的星點可能都不實，而且離光軸越遠這一點越嚴重。
 怎樣才算調好光軸了？
當反射鏡的光學系統中的兩個光軸：主鏡（物鏡）光軸和目鏡光軸都經過副鏡上的同一點，且被副鏡反射後二者完全重合，也就是成了一個光軸，那麼光軸就算調好了。
在缺乏檢驗手段時，可以通過實際觀測來判斷光軸是否調好。找一個大氣寧靜度較好的晴夜，用望遠鏡的最高倍率（用毫米表示的主鏡的直徑數）看一顆恆星（如果沒有赤道儀則可以看北極星）。把星點放在目鏡視場中心（以減少目鏡帶來的像差），仔細調整焦距，從焦點外調到焦點，然後調到焦點內。如果光軸調整沒有問題，可以看到如下圖所示的從左到右一系列圖象（圖中的圓環是光的衍射引起的，散焦後實際上還會看到副鏡及其支架的影子，圖中沒有畫出）。
在焦點上星像是否凝結得很實、很細、很銳利，散焦後衍射環是否是同心圓，這些都反映瞭望遠鏡的像質。如果散焦後可以看到幾圈衍射環，但不象上圖中那樣完美，四周均勻地帶有一些「毛刺」，這說明反射鏡面的精度稍差，但光軸調整的還是好的。如果散焦後星點變成了一個小的扇形，而且在目鏡視場中移動星象，扇形的發散方向不變，這說明望遠鏡的光軸需要調整了。
 光軸調整步驟及輔助工具
光軸調整可按如下步驟進行：
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒軸線
2. 調節副鏡使之位於主鏡筒軸線上
3. 調節副鏡使之位於目鏡調焦筒正下方
4. 調節副鏡指向，使目鏡光軸經副鏡反射後指向主鏡中心
5. 調節主鏡指向，使其光軸與目鏡光軸重合
以上只是調光軸的大致方法，具體操作的過程中會有一些問題，有時很難控制精度這里首先介紹幾個輔助工具：
1. 帶雙十字線的窺管：

管的外直徑同目鏡介面直徑，管的一端加蓋，蓋的正中心挖2mm直徑的圓孔，管的另一端用白色棉線對稱地拉上雙十字線，兩線間距3～4mm。管長用如下方法確定：從目鏡調焦筒中放入窺管（窺孔在外），窺孔一端與目鏡調焦筒外埠平齊，雙十字線一端距副鏡20～30mm。
做窺管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目鏡介面，可以考慮用柯達膠卷的黑色包裝盒來做窺管），關鍵是插入目鏡調焦筒後要穩固，不能晃動太大。雙十字線要拉正，相交處的小正方形與窺孔的連線應該是目鏡調焦筒的軸線。
2. 主鏡中心定位點
剪一片直徑5mm的黑紙，用兩面膠准確地粘在物鏡的正中心。（因為主鏡的中心區域並不參與成像，所以這個黑點不會有負面影響）
3. 主鏡筒開口處十字線
在主鏡筒開口處用粗線拉十字線，要求兩線相互垂直，交點過主鏡筒軸線。（在主鏡開口處拉上十字線可能會影響對副鏡的操作，所以最好標記出十字線與鏡筒的四個交點的位置，覺得十字線礙事時可以先把它拆下來，必要時再重新拉上。）
這三個工具製作並不復雜，但你很快會發現它們很有用。藉助它們，現在我們可以開始一步一步地調整望遠鏡光軸了。
0.預調主鏡指向
取下副鏡，調節主鏡後面的螺栓，直到從鏡筒開口前看過去，十字線交點、物鏡中心黑點、十字線交點在物鏡中所成的像三者成一條直線時，表明主鏡指向基本正確。（下面專門有一步是調主鏡的，預先加這一步操作可以使下面的操作更容易。）
1. 調節目鏡調焦筒使之垂直於主鏡筒
將窺管裝入目鏡調焦筒中，從窺孔中觀察，可以看到從窺孔到雙十字線的連線（實際就是目鏡調焦筒軸線）再延長，會與主鏡筒壁交於某一點，標記出這一點，用尺子測量其位置，再參考目鏡調焦筒在主鏡筒的位置，我們就可以判斷出目鏡調焦筒是否與主鏡筒垂直。
2. 調節副鏡使之位於主鏡筒軸線上
取下窺管，裝上副鏡，大致調節副鏡指向，使眼睛從目鏡調焦筒中可以看到經副鏡反射所成的主鏡的像，同時也應該可以看到副鏡和十字線經兩次反射後所成的像。從這些像中我們可以看出副鏡和十字線的相對位置，如果副鏡的圓心和十字線交點重合，說明副鏡位於主鏡筒軸線上，否則就需要做相應的調節。
3. 調節副鏡使之位於目鏡調焦筒正下方
從目鏡調焦筒方向看進去，副鏡顯然已經位於調焦筒的下方，但經過這樣看精度無法保證。此時，裝入窺管，眼睛從窺孔看到的，最外圈是窺管的內壁（雙十字線現在不起作用，可以不管），中間是副鏡。副鏡的外圓輪廓和窺管的內壁輪廓如果是同心圓，說明滿足要求，否則要在主鏡軸線方向調節副鏡。（如果因窺孔太小、光線太暗而看不清楚，可以在窺管正對的主鏡筒壁墊上一張白紙，如果窺管太細，看不到副鏡的外圓輪廓，可以把窺管往外抽或縮短其長度。）
4. 調節副鏡指向，使目鏡光軸經副鏡反射後指向主鏡中心
在上一步的基礎上，一面用眼睛從窺孔中觀察，一面調節副鏡指向，直到主鏡在副鏡中所成的像的外圓輪廓、副鏡的外圓輪廓二者同心。
5. 調節主鏡指向，使其光軸與目鏡光軸重合
用手電筒照亮窺管的雙十字線，眼睛從窺孔看進去，可以看到雙十字線、主鏡的中心點所成的像以及雙十字線經兩次反射所成的像。調節主鏡背後的螺栓，使上述三者同心。
至此，反射鏡光軸調節完畢。下面給出從窺孔中所能看到的圖象，以供參考。

上述各個調節步驟中，根據副鏡支架的不同設計，下一步操作會對前一步的結果帶來或多或少的影響，所以必要時可以返回前面的操作，可能要有幾次反復，最後才能得到滿意的結果。第一次調節會費一些工夫，一旦調好後，只要副鏡支架穩固，以後的工作就輕松得多，即使為了運輸而將主鏡重裝，一般也只需調節主鏡後的螺栓就行了，藉助於窺管，可以很快將望遠鏡調整至最佳狀態。
最後有一點需要補充說明，一般認為光軸與副鏡的交點在副鏡的中心。在長焦距的望遠鏡中可以認為如此，但在大口徑、短焦距的牛頓式反射望遠鏡中，副鏡的尺寸也較大，副鏡長邊的兩端到目鏡的距離已經不能再近似認為是一樣的了，請看下面的示意圖：

光軸相交於副鏡的B點，而不是副鏡中心所在的A點。這相當於副鏡從中心位置向主鏡方向和遠離目鏡的方向都有一個位移。這兩個方向的位移量可以用如下公式計算：
位移量=副鏡短邊長/（4*主鏡焦比）
例如我的望遠鏡副鏡短邊長35mm，主鏡焦比為5，則兩個方向的位移量都是1.75mm。
如果有此類短焦距的望遠鏡，需要把這種情況考慮進去。計算出位移量，在上述第2步調節中，應讓副鏡稍稍遠離目鏡方向；在第3步調節中，當我們看到副鏡的外圓輪廓和窺管的內壁輪廓是同心圓時，實際上副鏡已經向主鏡方向有了位移，不需再額外做調節了。