镜筒如何加工

『壹』 天文望远镜可以自己买零件组装吗

主要要看你自己的需求，这是在校园博客网的论坛找到的，这上面的天文版斑竹好像挺不错的~呵呵，发了不少好东西，应该适合你，下面是正文：
本文向天文爱好者介绍在选择天文观测器材方面的一些总的看法和建议，希望能帮助同好们在目前国内迅猛发展，同时又是鱼龙混杂的天文器材市场上能够冷静客观的作出自己的选择，买到最适合自己的天文器材。
一. 问题及建议
作为一个学生，或者工薪发烧友，甚至“先富起来”的少数天文爱好者，在选择望远镜，尤其第一次面对口径、焦距、镀膜这些名词时，都会感到眼花缭乱，这时最好的办法就是先加入到当地的天文爱好者组织中，这样你就会有机会先实际使用一下别人手中的望远镜，再根据自己的需要作出决定。在购买望远镜之前，还应该先仔细考虑以下几个问题：

1. 你准备花多少力量和时间来熟悉天空？如果你对夜空和要观测的天体足够熟悉，而且不认为对照星图自己找星是一项苦差使的化，那么你就可以选择较便宜、更加便携、较轻也较易于使用的望远镜。反之，那些带有精密坐标机构，甚至计算机控制自动找星的望远镜将是最佳选择。需要说明的是随着电子工业的发展以及规模生产的优势，目前国际上主要望远镜生产厂家的全自动望远镜的价格越来越趋于合理，绝非高不可攀。

2. 你的观测地有多远？如何搬运你的望远镜，以及搬运时你愿意付出多少劳动？这个问题的答案不但决定着望远镜的口径，也关系到望远镜的光学结构。请记住一条由无数天文爱好者付出了很多代价得出的结论，即望远镜的使用频率与其重量成反比。我们认为一台经常被带出去观测的望远镜要远远好于那些由于太笨重而被留在家里的望远镜。

3. 你要哪些附件？多数现代的望远镜都有着五花八门的功能和数不清的附件，但实际观测中用得到的（至少是经常用到的）却屈指可数。我们发现包括笔者在内的大多数爱好者都喜欢"基本的"望远镜，太多的功能和附件带来的益处要远小于它们给你带来的经济负担。

4. 你是否打算进行天体摄影、或是CCD成像？“天体摄影”和“CCD”都是昂贵的，通常初学者要花费几个望远镜的代价和几年的时间才能构造满意的装备和得到满意的结果。

决定一台望远镜性能的最重要的参数是口径，口径越大就能看到越暗的天体，也能分辨出越多的细节。但是口径并不意味着一切，一台工艺水平很差的望远镜无法达到它应该达到的性能，甚至无法工作。幸运的是对于爱好者使用的口径，无论是光学还是机械的加工难度都不大，一般的制造商只要认真对待，都能生产出令人满意的产品。但偶尔也有个别不合格品出现，好在现在<<消费者权益保护法>>已经深入人心，只要我们发现及时，并且在必要时能够强烈坚持，更换或者退货是不成问题的。

不同的光学结构使得望远镜有不同的光学表现，施密特－卡塞格林、牛顿反射镜、各种折射镜都各有其优缺点，并导致光学性能的差异，但是相对于口径的差别来说，这种差异是次要的，我们可以认为对于相同口径和工艺水平的望远镜，它们的光学表现应该是接近的，但是不同的加工水平导致的质量差异确是非常巨大的。

另外，天文大气视宁度（seeing ) 会影响望远镜分辨细节的能力，天空背景亮度会影响望远镜观测暗天体的能力。seeing对大口径望远镜的影响较大。如果你是在天空背景较亮、seeing又较差的地方观测，如大城市中，那就没有必要搬出大望远镜，如果你总是在这种地方观测，那么就不必去买大望远镜。

一般来说, 现代的高质量折射镜单位口径的光学性能最佳, 但是相对于其他类型的望远镜价格也最贵. 而且当口径超过10厘米时, 通常会由于镜筒太长而变得非常不便携(当然APO折射镜不在此列). 施密特-卡塞格林和马克苏托夫-卡塞格林式折反射望远镜的便携性最佳, 但这类望远镜仍然较贵. 单从光学性能考虑, 性能价格比(注意, 不是光学质量)最高的是牛顿式反射镜, 尤其是道布森式(Dobsonian)牛顿镜. 相同口径下它们的便携性优于折射镜(因为其相对口径可以作得很大), 但明显不如折反射镜.

二. 关于望远镜

对于初学者, 普通的小口径(小于10厘米)折射镜是最好的选择, 它们的价格相当便宜(与折反射镜和APO折射镜相比), 操作和维护简单,建议如果经济条件允许，尽量购买正规的天文望远镜，“正规”是指有优良的光学质量，标准的目镜接口（现在最常用的是1.25英寸的接口），合理的放大率组合，能够真正发挥作用的寻星镜，稳固的支架，灵敏可靠的微动及调焦机构等等。目前充斥市场的低档折射镜（口径多为50－60mm）的质量参差不齐，大部分都存在着设计和制造上的缺陷， 购买时最好请一位望远镜的内行帮助参谋。

反射镜主要分牛顿式和卡塞格林式两种，卡塞格林式在爱好者手中较少见，价格也较贵。牛顿式反射镜由于目镜位于镜筒前端, 操作不太容易, 维护相对复杂, 如校正光轴和镀膜都较困难，但它的最大优势在于价格便宜，也是最容易自制的一类望远镜，因而在业余天文界一直十分流行，国内也不乏磨制镜片和组装牛顿镜的高手。国内外介绍自制牛顿镜的书籍和文章很多，有兴趣的同好不妨一试。目前市场上出售的牛顿镜的主流是大口径、小焦比，这类望远镜有着强光力和大视场，非常适合深空天体的目视观测，加上现在目镜的设计水平比二、三十年前已经有了本质的提高，视场超过80度的超广角目镜用于相对口径大于F/4的反射镜在全视场仍能有满意的像质。

折反射望远镜是目前国外业余天文界最流行的望远镜，在国内南京天仪中心（原南京天文仪器厂）生产的120望远镜也曾是科普望远镜保有量冠军。这类望远镜最大的特点是镜筒很短，有着很好的便携性，因而受到大家的欢迎，需求量大又导致大规模生产而降低了成本，低售价又进一步刺激了消费，如此良性循环受益的自然是我们的爱好者。在美国市场上口径200mm，F/10的施密特－卡塞格林望远镜加自动跟踪的叉式赤道仪的售价还不到1000美元，可以说是物超所值了。折反射望远镜质量明显的个体差异可能主要是由于其装配和调整的复杂性造成的，一个品质管理严格的厂家应该不允许质量不合格的产品出厂，但要买到最好的，还应亲自挑选，最好通过看星检测其像质。

你如果是一个完美主义者，而且经济条件不会对你追求完美制造障碍的话，你应该认真考虑一下萤石或ED（超低色散）的APO(复消色差)折射镜。由于不同生产厂家的设计思想和标准不同，并不是所有自称为APO的折射镜都是最好的，但最好的望远镜肯定来自这些折射镜。这里的“最好”并不仅仅指光学质量，由于色差得到了有效控制，它们的相对口径可以做得较大，因而也更加便于携带；生产厂家通常都愿意为昂贵的物镜配上一个精心设计和加工的镜筒，因此它们的外观也都非常漂亮。以上各项优点的代价就是高昂的售价，一只口径100mm的APO折射镜镜筒往往超过200mm的施密特－卡塞格林望远镜加赤道仪的价格。

再谈一谈风景/天文两用望远镜，包括双筒镜和一种通过棱镜成正象的单筒镜（即Spotting Scope). 相信很多朋友在旅游或观看球赛时都用过双筒镜，与传统的天文望远镜相比，它们有着视场大、成像明亮、观看舒适、携带方便等优点，因此也成为了热爱观测的天文爱好者的必备器材。目前市场上可供选择的双筒镜型号和种类都很多，根据在天文上的用途大致可分为两类；一是用于随身携带进行寻星和大视场观测，尺寸通常较小，最常用的型号为7X50和10X50， 7X50的双筒镜有着7.1mm的出瞳直径，这大致相当于年轻人的眼睛完全适应黑暗时的瞳孔直径，但随着年龄的增加，人眼瞳孔的最大直径会逐渐变小，当年龄超过30岁时，选择10X50的比较合适。另一类是口径较大的寻彗双筒镜，口径多为80－150mm，除了寻彗，它们还是观测深空天体的得力武器。为了顺利的进行天文观测，双筒镜最好能固定在三角架上，一般厂家都提供供选购的三角架联结装置，价格一、二百元，可以方便的把双筒镜和三角架联在一起。

Spotting Scope在国外非常流行，拥有者多为被称为Birder的自然和鸟类爱好者，Spotting Scope的口径多为50－80mm，通过内置的棱镜（组）成正像。一般可以通过更换不同的目镜改变倍率，但是和35mm单镜头反光照相机一样，不同的厂家有不同的目镜卡口。几乎所有的Spotting Scope都可以方便的和照相机三角架连接，多数厂家还为可更换目镜的Spotting Scope设计了照相机接口，可以当做望远镜头使用。为适应各人不同的用途和习惯，Spotting Scope有直视目镜和45度斜视目镜两种镜身及普通消色差和复消色差两种物镜可供选择。与天文望远镜相比，Spotting Scope成的是完全正像，结构紧凑、密封防尘性能好，适合在野外和恶劣的环境下使用，但由于光学结构较为复杂，成像质量稍逊于同档次的天文望远镜，尤其不适于作高倍观测（厂家提供的目镜最高倍率一般不超过60倍〕。

支架及附件

望远镜的支架分为两种: 地平式和赤道式. 地平式支架一般较便宜, 重量较轻, 搬运、调试都比较方便。但当你需要对天体进行自动跟踪时，地平式支架就显得力不从心了，尽管由计算机自动控制的望远镜（如MEADE公司的LX200系列）可以在地平状态下进行自动跟踪，但由于整个视场会绕视场中心旋转，无法进行天体摄影。因此赤道式支架（又称赤道仪）是进行跟踪天体摄影的必备器材。无论选择哪一种支架，其稳定性都是最重要的，稳定性差的地平式和赤道式支架它们给观测，尤其是调焦和找星带来了很大的麻烦，使天文观测的乐趣大打折扣。一个优质的照相机三角架往往比一般的望远镜自带的支架要好用，照相机三角架的说明书上一般都会给出其最大负荷，但由于望远镜的镜筒与照相机相比要长得多，对三角架云台的力矩也大得多，所以选择最大负荷比望远镜的重量大一倍左右的三角架比较理想。照相机三角架用于望远镜还有两个缺点，一是价格较高，像曼富图的三角架和云台一套至少要1000元左右；二是照相机三角架都没有微动机构，找星很不方便，国外市场上有一种微动云台，加在三角架的云台上可解决这一问题，可惜目前在国内还不易买到。

对于天文摄影而言，赤道仪有时比望远镜本身还要重要，因为望远镜有时仅仅用于导星，而赤道仪跟踪的好坏及稳定程度却直接关系到照片的质量。

目镜对望远镜的光学表现起着重要的作用，在目视观测时其重要性绝不亚于望远镜的物镜。 决定目镜性能的参数主要是焦距、视场和出瞳距离。望远镜物镜焦距与目镜焦距的比值就是放大倍数，所以焦距是表征目镜性能的最重要的参数。而目镜的视场决定着望远镜的视场，（望远镜视场＝目镜视场÷放大倍率），一般的显微镜目镜（惠更斯式，2片2组）的视场只有30度左右，这种目镜不但由于结构过于简单使得像差校正不佳（尤其是色差），而且由于视场太小，使用时有从烟囱的一端向另一端看的感觉。目前标准的目镜（如Plossl和OR型目镜，4片2组）视场为40－50度，而广角目镜（通常超过6片）的视场超过60度，有的可达84度，用这种目镜观天的感觉是非常美妙的，尤其是低倍时，简直有太空漫步的感觉。 出瞳距离指能看清整个视场时观测者的眼睛到目镜的接目镜的距离。出瞳距离直接决定着观测的方便和舒适程度。一个出瞳距离适中的目镜（如15－20mm）会给观测带来很多方便，尤其是戴眼镜的观测者，他们不必摘掉眼镜就能看清整个视场，这对于戴散光镜的人更加重要，因为即使他们摘掉眼镜重新调焦也无法看到清晰的星像。对于同一种目镜，其出瞳距离一般与焦距成正比。出瞳距离过短固然不好，但过长时也会带来不便，笔者在使用焦距为40－55mm的Plossl目镜时由于其出瞳距离过长，眼睛要不断前后移动才能找到合适的位置，后来为它们专门设计了眼罩问题才得到解决。

一台望远镜通常应配备多个目镜以便组合成多种放大倍数，首先应该配备一个低倍率、大视场的目镜用于观测面积大而表面亮度低的星云星团，同时也可以在使用高倍率目镜时先找到目标，它将是使用次数最多的目镜。这只目镜的放大率应为望远镜口径厘米数的2－3倍，对于相对口径较小的望远镜，焦距40－55mm的Plossl目镜（视场约40度）即可胜任，但当相对口径较大时，最好选择焦距稍短的广角目镜（视场>60度）。中等倍率目镜主要用于观测星云星团等深空天体，典型的中等倍率是物镜口径厘米数的5－10倍。高倍率主要用于观测行星、双星、致密的星云星团等，一个优质的物镜（如10cm的APO折射镜）应该允许使用其口径厘米数的25倍的放大率而不明显降低成像质量，但一味的追求高倍率往往适得其反，因为很少有适合使用500倍以上放大率的大气条件。前面已经提到过近些年目镜的设计水平有了大幅度的提高，在国外市场上有效视场超过80度的超广角目镜，长出瞳距离的高倍目镜都不难见到。

三、怎样选择双筒望远镜

市场有许多双筒望远镜，“它们的外观、大小及价格各不相同，用途也不大一样，有的用于观察飞鸟、体育比赛及音乐会，有的用来欣赏夜空中神奇美丽的大体。如果你想选择、购买一个属于自己的双筒望远镜，那么必须知道下面几点知识。

数字的含义

市场上出售的每个双筒望远镜上，都有类似这样的数字：“7X 35”‘10 x 50”或“12 x 80”等，“X ”前的数字代表放大倍数，上述三个双筒望远镜的放大倍数分别为7、 10、 12，乘号后面的数字代表望远镜主镜（靠近观察物一边的镜子）的直径，以毫米为单位。上述三个双筒望远镜的口径分“为35mm，50mm和80mm。

数字的重要性

绝大部分人相信，望远镜的放大倍数越高，看到的效果越好。事实并非如此，而是放大倍数越高，越会降低像的质量。用低倍镜观察，像会更明亮、更稳固，观察到的范围越大。如果选用高倍镜观察，你会发现像变大了，但视场却变小了。另外，高倍数的双筒望远镜要求高稳定性，如果稳定性不好，像就抖得历害，一般人很难用手较长时间地握住10倍以上的双筒望远镜，如果你坚持使用10倍以上的，那你一定要为双筒望远镜配一个稳固的三角架。

物镜口径

物镜口径（即基本上相当于物镜直径）越大，收集光的能力越强，但镜子会更重。如果你需要经常在亮处使用双筒望远镜。那么口径大一些小一些没什么太大关系，但如果你想在暗处用双筒望远镜观察，如观看天体，那么口径大一些就很重要了，一般来说。选择大小、重量、口径都适合你观测活动需要的双筒望远镜为好。

视场

视场是通过望远镜能看到的范围。视场的大小由物镜和目镜决定。对于双筒望远镜物镜，目镜已经确定，所以视场也是一个确定的值。

什么影响亮度？

出射瞳孔：如果用物镜口除以放大倍数，如“35／7”或“50／10”，那么你就可以得到以毫米为单位的通过望远镜射到眼睛处的光束的直径。这个数值越大，你眼睛接收到的光或天体信息就越多，这个数值就称为望远镜的出射瞳孔。它有什么意义呢？

让我们假设你准备购买一个用于观察鸟类的双筒望远镜，你希望用它在黎明或傍晚观察鸟，；而那时的鸟常常落在树丛中，藏在暗影里。如果你买一个10x25的双筒望远镜，那么出射瞳孔直径为25／10= 2．5（mm）。而我们眼睛的瞳孔直径的范围为2mm至7mm，依光的暗弱不问而变化。光越暗，瞳孔直径越大。如果你准备用双筒望远镜在暗处观察，则应选择出射瞳孔与你的眼睛在暗处时的瞳孔相近的双筒望远镜，这样才能最有效地利用望远镜所接到的信息。那么“7X 50”的双筒望远镜如何呢？它的出射瞳孔为50/7=7．14mm几乎与人眼在最暗处的瞳孔直径相等，在黑暗中使用，它收集到的光能被你的眼睛高效率接收到。所以也是理想的选择。

光学镀膜

所有著名的双筒望远镜厂家都不同程度地为双筒望远镜镀上提高光透过率的化学薄膜。选双筒望远镜时要选择全镜面多层镀膜的。因为如果镜片不镀膜，光通过物镜时，50％的光被散射掉而无法达到你的眼睛！

那么为什么要选择全镜面多层镀膜的双筒望远镜呢？一般用下述词语描述镀膜情况：

光学镀膜：这是最低级的镀膜，价格较便宜，一般是一个镜面镀单层膜。一般镀物镜。

全镀膜：所有的镜片都要镀单层膜。这样会使光的通过率从50％提高到80％。

多层镀膜：至少有一个镜面镀不只一层的膜。

主镜面多层镀膜：这是最高级的镀膜。它表示对所有的镜面都进行多层镀膜，这样可以将所收集的光的90～95％传递给眼睛！

如果戴眼镜，那应该怎样选择双筒里远镜？

如果戴眼镜，那么你要注意当能看清楚全部视场或看清楚视场中的星像时，眼与目镜间的距离。不同望远镜，这个距离不同。一般在5- 20mm之间。目镜上面的胶皮眼罩就是为了使眼睛处于合适距离，观察时感觉舒适。如果你需要戴眼睛用双筒望远镜观看，那么目镜与眼睛之间的距离变大，所以要选择目镜与眼之间距离大一些的。

何种型号双筒望远镜适合星空观测？

如果选择双筒望远镜用于观测星空，那么物镜口径是最关键的。如果要一个手持的双筒望远镜。满足手持的，用于观测星空这两个条件的最佳双筒望远镜型号为：7X50（出射瞳孔为7．14mm）或是8X56。如果你计划将双筒望远镜固定十三角架上使用，那么最佳选择为10x70或12x80。
参考资料：http://www.campuslife.cn/forum/thread-149-1-1.html

『贰』 如何自己制作天文望远镜

天文望远镜的光学原理 天文望远镜由物镜和目镜组成，接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜，靠近眼睛那块叫做目镜。

远景物的光源视作平行光，根据光学原理，平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上，这就是焦点。焦点与物镜距离就是焦距。再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大，这时观察者觉得远处景物被拉近，看得特别清楚。

O=物镜 E=目镜 f =焦点 fo=物镜焦距 fe=目镜焦距 D=物镜口径 d =斜镜

折射镜是由一组透镜组成，反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作 90 度反射的平面镜。两者的吸光率大致相同。

折射和反射镜各有优点，现分别讨论：

折射望远镜的优点

1.影像稳定折射式望远镜镜筒密封，避免了空气对流现象。

2.彗像差矫正利用不同的透镜组合来矫正彗像差(Coma)。

3.保 养主镜密封，不会被污垢空气侵蚀，基本上不用保养。

折射望远镜的缺点 1.色 差不同波长光波成像在焦点附近，所以望远镜出现彩色光环围绕成像。矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜，但矫正大口径镜就不容易了。

2.镜筒长。为了消除色差，设计望远镜时就要把焦距尽量增长，约主镜口径的十五倍，以六吋口径计算，便是七呎半长，而且用起来又不方便，业余制镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。

3.价 钱 贵光线要穿过透镜关系，所以要采用清晰度高，质地优良的玻璃，这样价钱就贵许多。全部完成后的价钱也比同一口径的反射镜贵数倍至十数倍！

反射望远镜的优点

1.消色差。 任何可见光均聚焦于一点。

2.镜 筒 短 通常镜筒长度只有主镜直径八倍，所以比折射镜筒约短两倍。短的镜筒操作力便，又容易制造稳定性高的脚架。

3.价钱便宜 光线只在主镜表面反射，制镜者可以购买较经济的普通玻璃去制造反射镜的主要部份。

反射望远镜的缺点

1.遮光。 对角镜放置在主镜前，把部份入射光线遮掉，而对角镜支架又产生绕射，三支架或四支架的便形成六条或四条由光星发射出来的光线。可以利用焦比八至十的设计减低遮光率。

2.影像不稳定 开放式的镜筒往往产生对流现象，很难完满地解决问题。所以在高倍看行星表面精细部份时便不容易了。

3.主镜便形温度变化和机械因素，使主镜变形，焦点也跟着改变，形成球面差，球面差就是主镜旁边线和近光轴的平行光线聚焦于不同地方，但小口径镜不成问题。

4.保 养 镀上主镜表面的驴或银，受空气污染影响，要半年再镀一次。不过一块良好的真空电镀镜面可维持数年之久。

折射望远镜由二块透镜组成，总共要磨四边光学面，反射望远镜只需要磨一边光学面，所以制造反射式望远镜花费较少时间。技术精良的话，一副自制的六吋口径反射望远镜质量随时超过市面出售的三吋折射望远镜。至于选择何种类型的望远镜则是根据天文爱好者的需要和喜爱而定。通常一枝四吋以下的折射望远镜已足够作普通观测研究的用途。如果兴趣是观察行星或双星，便应该设计八吋口径而放大倍数高的反射望远镜，因为如此大口径的折射镜十分难制造，价钱非常昂贵，而且又非常笨重。从经济和难度考虑，初学者最适宜自制反射式望远镜。

反射望远镜的设计

反射望远镜有数种设计，现在只谈谈结构简单的牛顿式。

牛顿式望远镜最主要的结构是一块镀上反射物质的球面或抛物面玻璃。球面镜作用是把星星来的平行光反射聚焦一点，然后靠一块细小光学平面镜放置于焦点前，把光作90度角的反射至望远镜筒的边缘，再由一块凸透镜将形像放大，便获得普通望远镜应有的效果。不过球面镜中心和旁边的反射角不同，故此成像并不完全聚焦于同一点上，而形成球面差；但抛物面却可矫正这缺点，使离开光轴较远的光线也可以同时聚于焦点上，因此实际上牛顿式望远镜主镜乃抛物线面。球面镜成像抛物面成像

设计望远镜时要考虑到它的实际用途，我们是用来观察或是摄影的，我们要求的放大倍数等等，这便要介绍一下影响望远镜用途的各种因素。

放 大 倍 数 1 吋 = 25.4 毫米 (mm) 直径(吋) 直径(mm) 最低有效倍数 最高有效倍数

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

望远镜的放大倍数是物镜和目镜焦距之比。即物镜焦距越长，放大倍率越高；目镜焦距越短，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径求得，入射瞳孔通常即望远镜物镜直径。放大倍数越低，影像越清晰，最宜观测暗星云。放大率高则可用来看行星表面的细微结构，但光度很弱。每枝望远镜的最高有效放大倍数是物镜直径的50倍。例如六吋口径望远镜便可放大到 300倍。虽然天文望远镜的物镜焦距是不能改变的，但望远镜放大倍数则不是固定的，它可以通过变换目镜焦距的方式而获得不同的倍率。但目镜制造困难，多数购自光学商店，业余制镜者只自制主镜部份。即：放大倍数=物镜焦距/目镜口径 =入射瞳孔直径/出射瞳孔直径

焦比(Focal Ratio) 望远镜放大倍数不能无限制的增加，即目镜不能太短；最短约四毫米，主镜焦距亦不能太长，究竟焦距长度如何决定呢？通常焦距和物镜直径的比例不能超过一个数值，它们的比值称为焦比，焦比是用来表示望远镜的特性的指标，焦比即照相机上的光圈，焦比值多数定于2.5 和 1 1 之间。例如六吋望远镜焦距最长可达 66 吋，最短是 15 吋。焦比的限制是和望远镜的曲率有关，焦比大，球面和抛物面值相差不远，主镜磨成球面便行。但焦比太大，镜筒便会很长，搬运不方便，脚架制作也不容易。焦比短，球面主镜便不能把平行光聚于一点，形成球面差，那时要将球面修改成抛物面就颇费功夫。另一方面，照相曝光时间和焦比的平方成正比，所以焦比值越小曝光时间越短，拍摄暗星体时便很有用，故多用作观测或拍摄星云、星团。焦比大，焦距长度增加，放大倍率高，故此多用作观测行星。即：焦比=焦距/物镜直径（通常会写成F/或F值）

集光本领(Light Gathering Power) 直径 直径 集光本领 极限星等 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

望远镜口径越大，集光力愈强，可以看见星星的数目亦增加，集光力是收音机收集光线比眼睛强多少倍的意思。集光本领乃望远镜物镜直径平方和瞳孔直径平方之比。人的瞳孔，日间受光影响，故收缩，晚上则尽量扩大，直径伸缩由四毫米至八毫米，平均值是七毫米。望远镜比肉眼大上许多倍，以一枝150 毫米即六吋口径反射镜来记算，就比肉眼看东西明亮 495 倍。当然望远镜口径大还可以观察到更加暗的星星，口径和星等的关系如右。人的瞳孔是固定的，所以要增加集光本领就唯有向物镜直径打主意，造一枝大口径望远镜。但大口径镜的球面和抛物面值相差颇大，一定要磨成抛物面，初学者未掌握好磨镜技术的话，因该以小口径开始。另外大口径望远镜又必须做一座重型精密、稳定性高的脚架，否则在调校光轴，对准星体时就会出现困难。而机械制作所花的时间可能还比磨镜还多，怎样可令至初学者兴趣慢慢减低。而搬运如此重的装备往郊外观测也很成问题。经历数次辛劳后，望远镜可能被放置在屋角去渡其晚年。

即：集光本领=物镜直径（mm)平方/49 极限星等=1.77+5xlog物镜直径（mm)=8.8+5xlog物镜直径（吋）

分 辨 本 领 (ResolvingPower) 直径 直径 分 辨 本 领 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

集光本领，放大倍数并不能表达望远镜的质量，望远镜质地取决于它的分辨本领，它就是分开两颗很相近的双星的最高能力。分辨力高，星像清晰的六吋镜会远比只得集光力强的大口径十吋镜实用得多。天文观察要求光学质量最高，若大口径镜只看见模糊的星像，用处就不大，只可用来看看风景吧! 英国业余天文学家杜氏(Dawes)根据观测双星的经验，记算出望远镜口径的最高分辨能力，这就是著名的杜氏极限(Dawes\' Limit)。 六吋口径望远镜，分辨本领最高是0.76 弧秒，虽然因星空观察受大气流动影响，而会使分辨本领降至一弧秒，但已经比肉眼只可分辨两颗距离一弧分以上双星的能力要大上六十倍。以天文爱好者的需要和能力来决定定，初学者最适宜自制一枝六吋口径，48 吋焦距，焦比是八的牛顿式望远镜，因为主镜只需要磨成一个球面，镜筒短，脚架制造比较容易。若喜欢轻巧和方便携带的可造一枝120 毫米口径，720 毫米焦距，即 f/6 的望远镜。

计算方法：分辨本领=116/物镜直径（mm) (单位：弧秒） =4.56/物镜直径(吋) (单位：弧秒)

『叁』 数控车床加工金属光学镜筒如何保证同轴度

1:用千分表校正光学镜筒圆跳动在公差范围之内2:加工时一次性完成粗精加工，减少多次装夹工重新定位带来的误差。

『肆』 自制直筒天文望远镜的镜片怎样固定

8厘米折射望远镜多年来一直是我拥有的最大的望远镜。在对星云状深空天体和暗弱彗星的观测中，越来越感觉到8厘米的口径太不够了。如何获得一架口径大、成像质量优良而且使用方便的天文望远镜呢？我最终选择了自制一架口径20厘米的牛顿式反射望远镜。
我在这里要特别感谢河南开封的张大庆先生。他精于制镜，多年来一直潜心寻彗，对天文同好则更是热心相助，我就是许许多多受到他帮助的人中的一个。他精心为我磨制了20厘米抛物面反射镜片，而且详细介绍了装配望远镜的经验，使我收益非浅。也是张先生在杂志上发表的多篇文章特别是《星空观测者》1998-3期上的《北风一吼，满天星斗—漫谈冷空气与天文观测》一文，让我觉得20厘米反射镜正是我所需要的望远镜，非常值得下功夫去做。
我前后花了3个月的时间，投资累积约800圆（这些钱可能还买不到一架8厘米地平式折射望远镜）完成了这架口径20厘米焦距107厘米的道布森结构的牛顿式反射望远镜。其实国内介绍怎样制作反射式望远镜的文章已经相当多了（杨世杰老师曾在《天文爱好者》上连载六期，系统介绍了反射望远镜的制作方法，另外，各地同好介绍制作经验的文章也常有发表），我写此文，对于没有制作反射镜经验的同好，是想说明在一般所能达到的加工条件下，到底花多少时间投多少钱可以得到一架什么性能的望远镜，对于制作过反射镜的同好，则希望可以交流经验，特别是在如何调整反射镜光轴方面，国内文章谈论的不够细致，我从互联网上借鉴了一些国外天文同好的经验，再加上我的实践体会，写出来与各位同好探讨。
本文的重点是镜身的装配和光轴的调校。有一些零件的加工用到了车工和钳工，如果不具备此条件，因地制宜使用别的方法，同样也能达到目的。另外，大口径短焦比的望远镜对光轴的准确度是很敏感的，而望远镜做好后如果拉到野外去观测，很难保证调好的光轴一点不受影响，所以设计望远镜光路中的每一个部件时，在保证稳固的基础上都力求做到可方便调节。
一、镜身的装配
牛顿式反射望远镜的镜身（结构见下图）主要由镜筒、主镜、副镜和目镜构成，下面就分别说说镜筒、物镜座、副镜支架和目镜调焦座的设计与制作。

 镜筒
镜筒是光路中各大部件的支撑物，特别是要支撑重量较大的物镜和物镜座，因此必须有足够的强度。镜筒的内径一般比物镜直径大2～3厘米，以方便物镜的安装和调节。镜筒的长度一般至少等于物镜的焦距，如果太短，将来主镜焦点伸出镜筒会太长，除非副镜尺寸足够大，否则当用广角目镜观测时，视场边缘肯定会有光线损失。
如果找不到大小合适的金属或塑料筒做镜筒，那么可以因地制宜，根据自己所具有的加工能力来选材制作。如果附近工厂有卷板机，可以请人用1.5mm厚的铝板按需要的长度和直径卷成圆筒，接口处可焊接或拉铆（我的镜筒就是用这种方法做的，结实而且轻便，效果非常满意）。也可以请白铁匠用铁皮或1.5mm厚的铝板卷制镜筒，在筒口处弯边可以增加强度（张大庆先生用的就是这种方法）。杨世杰老师介绍过在圆柱型芯子上用多层厚纸条按相互交错了的方向卷制镜筒的方法，我以前尝试卷过直径10厘米的镜筒，强度很大，效果很好。但要卷直径大于20厘米的镜筒时，会有几个实际的困难：首先是芯子不好找，其次是随着镜筒直径的增加，手工卷制的工作量和难度也会加大，各层纸粘合不紧密时，镜筒的强度会受影响，很难支撑20厘米的物镜和物镜座，将来也很难接相机拍照。除了圆形镜筒，还可以考虑方形筒。很多爱好者用木板制作方形镜筒，对于能找到木匠的爱好者来说这也是一种不错的方法；辽宁的张健同学在98年第一期《星空观测者》上介绍过用铝合金型材制作方形镜筒的方法，也很有新意。
 物镜座
物镜座是自制望远镜中的一个重点，它不但要牢固固定物镜，同时还要允许物镜的指向可以在一定范围内调节，另外还有一点容易被人忽视的是，不能将物镜卡得太紧，否则物镜会产生形变，影响成像质量。
杨世杰老师介绍过两种物镜的固定方法。第一种是最简单的方法（下图A）：找一个与镜筒内径相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上贴上三块有弹性的泡沫橡皮或塑料垫片，把物镜放在上面，然后用三个金属片弯成的小钩将物镜固定在底板上（不要卡得太紧，以免物镜变形），最后用三个角铁把底板固定在镜筒上即可。这种方法制作简单，镜片固定牢靠，但物镜的指向只能安装时调节好，以后再想改变很麻烦。对于短焦比的望远镜，校准光轴是很重要而且时常需要做的事，所以我觉得不太合适用这种方法。第二种方法（下图B）首先将物镜固定在一个小板上，小板通过三个螺栓与底板相连，螺栓中间加上弹簧，通过调节底板背后的螺母可以很方便地调节物镜的方向。这种方法制作相对复杂些，但使用效果却非常好，也是现在十分流行并且使用最多的一种方法。

而随着物镜口径的增大，其重量也在增加，上述第二种方法中所用的螺栓和弹簧的强度必须增加，这最终会导致物镜座的重量随物镜口径的变大而急剧增加。因此对于较大口径的物镜，又有了一种新的固定方法。这种方法使用一块底板，没有小板，没有弹簧，但底板上却保留三个螺栓，螺母嵌入底板中，物镜片是直接放在螺栓的三个顶点上的，调节螺栓可以调节物镜的指向（螺栓顶点要打磨光滑，与镜片之间要垫上薄的耐磨物质，以防止划伤镜片）；为防止镜片滑动，要在底板上钉三个小木块（防侧滑木块）挡在镜片边上（不可将镜片卡得太紧，应留有1～2毫米的间隙）；为防止运输时物镜片翻倒（正常观测时镜筒开口都是朝上的，物镜重量落在三个螺栓上，不会翻倒），三个小木块上还要各加一个木片，木片末端要超出物镜边缘3、4毫米（见下图）。观测时，物镜片的底面落在螺栓的三个顶点上，侧面只与三个防侧滑木块中靠下部的两个接触，与三个防翻倒木片不接触，没有任何外力卡住物镜，因此物镜不会产生任何形变。

固定20厘米的反射镜片，用上述第二种和第三种方法都行。我选用的是第三种方法。实际制作时，底板可以选用1厘米厚的整块木板或多层胶合板制作，如果是方镜筒，可以直接将木板锯成方形，如果是圆镜筒，可以请人用线锯或自己直接用钢锯条锯出圆形。底板应比镜筒内径小1～2毫米，能在镜筒内方便地进出。为防止木板受潮，有条件的可以对它作浸蜡处理，至少也要刷一层油漆。调节物镜方向的螺栓可以到五金店买M5规格的，为防止划伤镜片，我在镜片背后与螺丝接触的地方贴了三层透明胶条；为防止螺丝的松动，我没有使用螺母，直接在底板上钻直径略小于螺丝直径的孔，将螺丝旋入，借助木头的弹性和张力，可以将螺丝紧固，同时借助改锥（起子）也可方便地对其进行调节。连接镜筒和底板的角铁必须牢固，我选用了2.5毫米厚、15毫米宽的角铁，用两个螺栓与底板连接（其强度比直接用木螺钉要大得多），与镜筒之间也用螺栓连接。镜筒上和角铁上钻的孔应注意位置对齐，孔径以刚好穿过固定螺丝为好，确保以后每次安装物镜座时物镜与镜筒的相对位置不变，为以后调节光轴打下良好的基础。防侧滑木块和防翻倒木片的制作可以根据实际情况采用不同的方法，注意要确保物镜的安全，同时要让物镜有一定自由活动的空间。
 目镜调焦座
目镜调焦座的位置是由主镜筒直径、主镜焦距以及主镜焦平面伸出主镜筒的距离决定的，可以按比例画图，然后从图上量出具体位置。
目镜调焦座要求能稳定支撑目镜，并可在一定范围内（2～3厘米）方便地调焦。它的轴心（也就是目镜的轴心）要求尽可能与主镜筒轴心垂直并相交，如果以后打算接相机拍照，那它还必须有足够的强度。
如果感觉到在圆形镜筒上固定目镜调焦座比较困难，可以分成两部分来做：首先做出一个平面，然后在此平面的基础上固定目镜调焦筒。
如何做出平面呢？到装修店找一小段铝型材，用螺栓固定在主镜筒外壁（如下图），是一种容易实现而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小于1毫米的铝型材，这样其强度才有保证。

这里再介绍一种做平面的方法：在主镜筒的内壁固定一块托板（见下图）。一般主镜与镜筒之间有1～2厘米的间隙，所以不必担心托板和目镜调焦座会挡住主镜光线。

我采用的就是这种方法，托板由一块120毫米×100毫米×2毫米的钢板制成（见下图），两侧折弯，各打四个安装孔，然后在镜筒上打上相应的孔，就可以用螺栓将托板固定在镜筒的内壁上。考虑到将来会接照相机，托板上会受较大的力，所以安装孔较多，所用材料也较厚。如果发现目镜调焦筒轴心有些歪，可以改变各螺栓所用垫片的厚度。（图中有一个长条形的“副镜托杆安装孔”，这是为下一步安装副镜作准备的。）

有了平面，目镜调焦座就很容易固定了。可以用铝管车制一个法兰盘，然后用螺栓固定在平面上。至于调焦，可以使用抽拉调焦，调好后用顶丝固定，实际使用效果也不错。
 副镜支架
副镜的安装有两个基本要求，一是其方向、位置可以在一定范围内调节，这是为以后调整光轴作准备的；二是要固定牢靠，避免以后经常重新调整其位置的麻烦，使我们可以把更多的精力用在欣赏望远镜带给我们的美丽星空上。
下面介绍一种设计，它是以上文提到的托板为基础的，注意了副镜各方向的可调节性，同时兼顾了牢靠性，具体可参考下图。

所用四个零件草图如下：
装配方法如下：T型体的一面插入圆柱体的槽中，用一个M3螺栓连接T型体和圆柱体。将圆柱体和副镜托杆用连接件连接，副镜托杆的攻丝的一端用两个螺母固定在托板的副镜托杆安装孔中。
副镜托杆安装孔实际上不是孔而是槽，副镜托杆可以左右移动；连接件可以沿着副镜托杆上下滑动；圆柱体可以在连接件的孔中前后移动，左右转动；副镜可以绕圆柱体的螺栓转动以调节仰角。副镜指向的方便调节为以后光轴的精确调整打下了基础。
以上这种设计对加工条件要求较高，而张大庆先生的设计则要简洁一些。

找长铁片，两端弯90度联结镜筒；找一木块，一端中央锯夹缝，夹住长铁片，另一端锯成45度斜面；副镜夹形状为椭圆，与副镜大小相当，四边伸出四个爪，弯曲90度后可以抓住副镜；副镜夹用薄铁片剪成，通过两个木螺钉与木块联结。
这个设计用很普通的工具就可以完成，而且对主镜遮挡很少；只要加工精确，打孔时再适当留些余量，以后调整光轴也不成问题。
到此，镜筒的设计制作完成了。在使用之前，最好先取下主、副镜，在镜筒内壁均匀地喷一层黑色亚光漆（装饰材料商店有售，罐装，北京地区售价16圆左右），效果还可以。
二、镜架的制作
对于20厘米反射式望远镜，如果没有足够大的赤道仪，那么应该毫不犹豫地选择一种称为道布森结构的地平式支架。
这种结构是美国的约翰•道布森在七十年代发明的，简单、轻便、稳定、实用，早已风靡全球。
下面是道布森结构的分解草图。它主要有三个部分：

 耳朵（上图左）
耳朵是望远镜在垂直方向旋转的轴，它可以用直径不小于10厘米的圆形塑料或圆形铝块制成，对称固定于镜筒重心处的两侧，可以直接固定在主镜筒上，也可以在镜筒外套上一个木框，耳朵固定在木框上（这样耳朵的位置可以调节，更有利于主镜的平衡）。
 箱子（上图中）
用木板制成，上部有两个“V”形槽，正好与耳朵配合，底部中心穿孔。
 底板（上图右）
用木板制成，均布三个凸块（可以用塑料块做），中心有轴。
使用时，箱子放在底板上，被三个塑料块支撑，底板上的轴穿过箱子底部的中心孔，这样，箱子可以绕底板的轴灵活而稳定地做360度水平转动；将镜筒的耳朵放在箱子的“V”形槽上，镜筒可以在90度范围内垂直转动。这样，道布森支架就做好了。
只要底板上三个塑料块分得较开，各接触面摩擦系数合适，道布森装置用起来非常顺手，找目标时望远镜转动灵活，找到目标后，一松手，望远镜不会有反弹或晃动。实际使用表明，即使在高倍率下，目标在目镜视场中仍然非常稳定。
不能自动跟踪是它的缺点，国外很多爱好者在它的两个轴上加了电机，通过计算机控制电机转速，实现了自动跟踪，而且效果不错，有兴趣的同好不妨一试。
三、光轴的调整
望远镜做好后，当我们满怀希望投入观测，却发现像质平平，甚至恒星都不能聚成一个点，这个时候先别怀疑镜子有问题，很可能问题仅仅出在镜片装配上，经过对光轴的重新调整，望远镜里展现出的可能是完全不同的景象。
抛物面反射镜的成像有个特点，在光轴上成像很完美，没有像差，但离开光轴就会有明显的彗差（星点带了小尾巴）。在光轴上，使用一般视场的目镜，视场中心的星点是很锐利的，实际上视场边缘的像差也不易察觉。而如果在光轴外，整个视场中的星点可能都不实，而且离光轴越远这一点越严重。
 怎样才算调好光轴了？
当反射镜的光学系统中的两个光轴：主镜（物镜）光轴和目镜光轴都经过副镜上的同一点，且被副镜反射后二者完全重合，也就是成了一个光轴，那么光轴就算调好了。
在缺乏检验手段时，可以通过实际观测来判断光轴是否调好。找一个大气宁静度较好的晴夜，用望远镜的最高倍率（用毫米表示的主镜的直径数）看一颗恒星（如果没有赤道仪则可以看北极星）。把星点放在目镜视场中心（以减少目镜带来的像差），仔细调整焦距，从焦点外调到焦点，然后调到焦点内。如果光轴调整没有问题，可以看到如下图所示的从左到右一系列图象（图中的圆环是光的衍射引起的，散焦后实际上还会看到副镜及其支架的影子，图中没有画出）。
在焦点上星像是否凝结得很实、很细、很锐利，散焦后衍射环是否是同心圆，这些都反映了望远镜的像质。如果散焦后可以看到几圈衍射环，但不象上图中那样完美，四周均匀地带有一些“毛刺”，这说明反射镜面的精度稍差，但光轴调整的还是好的。如果散焦后星点变成了一个小的扇形，而且在目镜视场中移动星象，扇形的发散方向不变，这说明望远镜的光轴需要调整了。
 光轴调整步骤及辅助工具
光轴调整可按如下步骤进行：
1. 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒轴线
2. 调节副镜使之位于主镜筒轴线上
3. 调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方
4. 调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心
5. 调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合
以上只是调光轴的大致方法，具体操作的过程中会有一些问题，有时很难控制精度这里首先介绍几个辅助工具：
1. 带双十字线的窥管：

管的外直径同目镜接口直径，管的一端加盖，盖的正中心挖2mm直径的圆孔，管的另一端用白色棉线对称地拉上双十字线，两线间距3～4mm。管长用如下方法确定：从目镜调焦筒中放入窥管（窥孔在外），窥孔一端与目镜调焦筒外端口平齐，双十字线一端距副镜20～30mm。
做窥管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目镜接口，可以考虑用柯达胶卷的黑色包装盒来做窥管），关键是插入目镜调焦筒后要稳固，不能晃动太大。双十字线要拉正，相交处的小正方形与窥孔的连线应该是目镜调焦筒的轴线。
2. 主镜中心定位点
剪一片直径5mm的黑纸，用两面胶准确地粘在物镜的正中心。（因为主镜的中心区域并不参与成像，所以这个黑点不会有负面影响）
3. 主镜筒开口处十字线
在主镜筒开口处用粗线拉十字线，要求两线相互垂直，交点过主镜筒轴线。（在主镜开口处拉上十字线可能会影响对副镜的操作，所以最好标记出十字线与镜筒的四个交点的位置，觉得十字线碍事时可以先把它拆下来，必要时再重新拉上。）
这三个工具制作并不复杂，但你很快会发现它们很有用。借助它们，现在我们可以开始一步一步地调整望远镜光轴了。
0.预调主镜指向
取下副镜，调节主镜后面的螺栓，直到从镜筒开口前看过去，十字线交点、物镜中心黑点、十字线交点在物镜中所成的像三者成一条直线时，表明主镜指向基本正确。（下面专门有一步是调主镜的，预先加这一步操作可以使下面的操作更容易。）
1. 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒
将窥管装入目镜调焦筒中，从窥孔中观察，可以看到从窥孔到双十字线的连线（实际就是目镜调焦筒轴线）再延长，会与主镜筒壁交于某一点，标记出这一点，用尺子测量其位置，再参考目镜调焦筒在主镜筒的位置，我们就可以判断出目镜调焦筒是否与主镜筒垂直。
2. 调节副镜使之位于主镜筒轴线上
取下窥管，装上副镜，大致调节副镜指向，使眼睛从目镜调焦筒中可以看到经副镜反射所成的主镜的像，同时也应该可以看到副镜和十字线经两次反射后所成的像。从这些像中我们可以看出副镜和十字线的相对位置，如果副镜的圆心和十字线交点重合，说明副镜位于主镜筒轴线上，否则就需要做相应的调节。
3. 调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方
从目镜调焦筒方向看进去，副镜显然已经位于调焦筒的下方，但经过这样看精度无法保证。此时，装入窥管，眼睛从窥孔看到的，最外圈是窥管的内壁（双十字线现在不起作用，可以不管），中间是副镜。副镜的外圆轮廓和窥管的内壁轮廓如果是同心圆，说明满足要求，否则要在主镜轴线方向调节副镜。（如果因窥孔太小、光线太暗而看不清楚，可以在窥管正对的主镜筒壁垫上一张白纸，如果窥管太细，看不到副镜的外圆轮廓，可以把窥管往外抽或缩短其长度。）
4. 调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心
在上一步的基础上，一面用眼睛从窥孔中观察，一面调节副镜指向，直到主镜在副镜中所成的像的外圆轮廓、副镜的外圆轮廓二者同心。
5. 调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合
用手电筒照亮窥管的双十字线，眼睛从窥孔看进去，可以看到双十字线、主镜的中心点所成的像以及双十字线经两次反射所成的像。调节主镜背后的螺栓，使上述三者同心。
至此，反射镜光轴调节完毕。下面给出从窥孔中所能看到的图象，以供参考。

上述各个调节步骤中，根据副镜支架的不同设计，下一步操作会对前一步的结果带来或多或少的影响，所以必要时可以返回前面的操作，可能要有几次反复，最后才能得到满意的结果。第一次调节会费一些工夫，一旦调好后，只要副镜支架稳固，以后的工作就轻松得多，即使为了运输而将主镜重装，一般也只需调节主镜后的螺栓就行了，借助于窥管，可以很快将望远镜调整至最佳状态。
最后有一点需要补充说明，一般认为光轴与副镜的交点在副镜的中心。在长焦距的望远镜中可以认为如此，但在大口径、短焦距的牛顿式反射望远镜中，副镜的尺寸也较大，副镜长边的两端到目镜的距离已经不能再近似认为是一样的了，请看下面的示意图：

光轴相交于副镜的B点，而不是副镜中心所在的A点。这相当于副镜从中心位置向主镜方向和远离目镜的方向都有一个位移。这两个方向的位移量可以用如下公式计算：
位移量=副镜短边长/（4*主镜焦比）
例如我的望远镜副镜短边长35mm，主镜焦比为5，则两个方向的位移量都是1.75mm。
如果有此类短焦距的望远镜，需要把这种情况考虑进去。计算出位移量，在上述第2步调节中，应让副镜稍稍远离目镜方向；在第3步调节中，当我们看到副镜的外圆轮廓和窥管的内壁轮廓是同心圆时，实际上副镜已经向主镜方向有了位移，不需再额外做调节了。

『伍』 望远镜的镜筒是怎么生产出来的

不好回答呀，产品的成本构成中材料费和工时费占的比重是比较大的。如果用铝棒车的话必然费工费时。你知道铝管吗？规格有很多，价格也便宜，也容易二次加工。这个是专业人的问题，自己查查资料，研究一下

『陆』 如何制作一个简易望远镜

a）选择物镜和目镜。买来的物镜测定焦距，把物镜对着太阳，在镜片的另一侧放张白纸板，前后移动白纸板，使太阳在白纸板上成像清晰。用直尺量出镜片到白纸板的距离，这个距离就是镜片的焦距，为17.8厘米。目镜的焦距已测得，是2厘米。

b）设计镜筒。为了便于调节焦距，以适应视力不同的人观测，整个镜筒做成两节，一节是物镜镜筒，一节是目镜镜筒。它们都用黄纸板（马粪纸）制作。物镜镜筒的直径约等于物镜的直径，物镜镜筒的长度约等于物镜的焦距。目精镜筒的直径约等于目镜的直径，目镜镜筒的长度比目镜焦距长50~80毫米。目镜镜筒的外径等于物镜镜筒的内径，使得目镜镜筒既能插入物镜镜筒，又能贴得比较紧，便于前后调节焦距。

c）物镜镜筒的制作。先找一根长度稍长于物镜焦距、直径约等于物镜直径的圆管做芯柱。

物镜镜筒用黄板纸条卷绕两三层制作。先把黄板纸切成70~80毫米宽的纸条。其中准备做第一层的黄板纸条，一面涂上墨，等墨干透后就可以卷镜筒了。注意墨面朝里，以消除杂散光。

在芯柱上卷绕黄板纸条的时候，纸条一圈紧挨一圈，不能有间隙，也不能重叠。在镜筒的两端和纸条的接头处，要用涂有浆糊或胶水的牛皮纸固定好。第一层卷好后，在第一层外面涂上浆糊或胶水，然后卷绕第二层。为了粘得更牢，第二层的黄板纸条里面也涂上浆糊或胶水。第二层的卷绕方向和第一层相反。第三层的卷绕方向和第二层相反，和第一层相同。一般卷三层黄板纸就足够了。镜筒的最外面糊上一层牛皮纸。镜筒卷好后稍晾一会就要把芯柱抽出，然后竖直放在室内彻底晾干。

镜筒卷得比需要稍长一些，卷好晾干后再用锋利的刀截成需要的长度。

d）目镜镜筒的制作。找一根直径约等于目镜的圆管做芯柱。目镜镜筒的卷绕方法同物镜镜筒基本相同，但目镜镜筒的外径等于物镜镜筒的内径。当目镜镜筒外径卷绕到已经接近物镜镜筒内径的时候，通过糊牛皮纸来逐渐达到要求。

e）镜片的安装。这一程序较麻烦。根据镜片和镜筒的具体情况采用不同的方法。如图11，我们所制作的望远镜镜片直径小于镜筒内径。，为了把镜片固定在镜筒中，我们分不同情况附加镜片套筒。另外，在目镜镜筒的末端，加一段卷纸，以免整个目镜镜筒滑进物镜镜筒。

安装镜片的关键就在于使物镜和目镜的主光轴都落在镜筒的中心线上。这是我们制作望远镜的又一个难点。为此，在镜片没有完全固定好之前，进行了简单的调整。对于物镜，把初步装上物镜的物镜镜筒对着远处的灯光，在物镜镜筒上没有物镜的一端蒙上一层半透明纸，使远处灯光通过物镜成像在半透明的纸中央。然后不改变物镜镜筒的放置方向，转动镜筒，如果远处灯光的像始终落在半透明纸的中央，说明物镜的主光轴落在镜筒的中心线上。就可以把物镜固定下来。否则就需要适当调整物镜位置，直到符合要求为止。

物镜调整好之后，就把物镜镜筒的半透明纸撕掉，把初步装上目镜的目镜镜筒插入物镜镜筒内。整架望远镜仍然对准远处灯光，并用眼睛观测。前后调节目镜镜筒的位置，使远处灯光落在望远镜看到的视场中央。然后使物镜镜筒不动，单转动目镜镜筒，如果远处灯光始终在视场中央，说明目镜的主光轴落在镜筒的中心线上，至此可以把目镜固定下来。

一架简单的小型开普勒式折射望远镜就做成了。

『柒』 制作望远镜

一、镜身的装配
牛顿式反射望远镜的镜身（结构见下图）主要由镜筒、主镜、副镜和目镜构成，下面就分别说说镜筒、物镜座、副镜支架和目镜调焦座的设计与制作。

 镜筒
镜筒是光路中各大部件的支撑物，特别是要支撑重量较大的物镜和物镜座，因此必须有足够的强度。镜筒的内径一般比物镜直径大2～3厘米，以方便物镜的安装和调节。镜筒的长度一般至少等于物镜的焦距，如果太短，将来主镜焦点伸出镜筒会太长，除非副镜尺寸足够大，否则当用广角目镜观测时，视场边缘肯定会有光线损失。
如果找不到大小合适的金属或塑料筒做镜筒，那么可以因地制宜，根据自己所具有的加工能力来选材制作。如果附近工厂有卷板机，可以请人用1.5mm厚的铝板按需要的长度和直径卷成圆筒，接口处可焊接或拉铆（我的镜筒就是用这种方法做的，结实而且轻便，效果非常满意）。也可以请白铁匠用铁皮或1.5mm厚的铝板卷制镜筒，在筒口处弯边可以增加强度（张大庆先生用的就是这种方法）。杨世杰老师介绍过在圆柱型芯子上用多层厚纸条按相互交错了的方向卷制镜筒的方法，我以前尝试卷过直径10厘米的镜筒，强度很大，效果很好。但要卷直径大于20厘米的镜筒时，会有几个实际的困难：首先是芯子不好找，其次是随着镜筒直径的增加，手工卷制的工作量和难度也会加大，各层纸粘合不紧密时，镜筒的强度会受影响，很难支撑20厘米的物镜和物镜座，将来也很难接相机拍照。除了圆形镜筒，还可以考虑方形筒。很多爱好者用木板制作方形镜筒，对于能找到木匠的爱好者来说这也是一种不错的方法；辽宁的张健同学在98年第一期《星空观测者》上介绍过用铝合金型材制作方形镜筒的方法，也很有新意。
 物镜座
物镜座是自制望远镜中的一个重点，它不但要牢固固定物镜，同时还要允许物镜的指向可以在一定范围内调节，另外还有一点容易被人忽视的是，不能将物镜卡得太紧，否则物镜会产生形变，影响成像质量。
杨世杰老师介绍过两种物镜的固定方法。第一种是最简单的方法（下图A）：找一个与镜筒内径相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上贴上三块有弹性的泡沫橡皮或塑料垫片，把物镜放在上面，然后用三个金属片弯成的小钩将物镜固定在底板上（不要卡得太紧，以免物镜变形），最后用三个角铁把底板固定在镜筒上即可。这种方法制作简单，镜片固定牢靠，但物镜的指向只能安装时调节好，以后再想改变很麻烦。对于短焦比的望远镜，校准光轴是很重要而且时常需要做的事，所以我觉得不太合适用这种方法。第二种方法（下图B）首先将物镜固定在一个小板上，小板通过三个螺栓与底板相连，螺栓中间加上弹簧，通过调节底板背后的螺母可以很方便地调节物镜的方向。这种方法制作相对复杂些，但使用效果 却非常好，也是现在十分流行并且使用最多的一种方法。

而随着物镜口径的增大，其重量也在增加，上述第二种方法中所用的螺栓和弹簧的强度必须增加，这最终会导致物镜座的重量随物镜口径的变大而急剧增加。因此对于较大口径的物镜，又有了一种新的固定方法。这种方法使用一块底板，没有小板，没有弹簧，但底板上却保留三个螺栓，螺母嵌入底板中，物镜片是直接放在螺栓的三个顶点上的，调节螺栓可以调节物镜的指向（螺栓顶点要打磨光滑，与镜片之间要垫上薄的耐磨物质，以防止划伤镜片）；为防止镜片滑动，要在底板上钉三个小木块（防侧滑木块）挡在镜片边上（不可将镜片卡得太紧，应留有1～2毫米的间隙）；为防止运输时物镜片翻倒（正常观测时镜筒开口都是朝上的，物镜重量落在三个螺栓上，不会翻倒），三个小木块上还要各加一个木片，木片末端要超出物镜边缘3、4毫米（见下图）。观测时，物镜片的底面落在螺栓的三个顶点上，侧面只与三个防侧滑木块中靠下部的两个接触，与三个防翻倒木片不接触，没有任何外力卡住物镜，因此物镜不会产生任何形变。

固定20厘米的反射镜片，用上述第二种和第三种方法都行。我选用的是第三种方法。实际制作时，底板可以选用1厘米厚的整块木板或多层胶合板制作，如果是方镜筒，可以直接将木板锯成方形，如果是圆镜筒，可以请人用线锯或自己直接用钢锯条锯出圆形。底板应比镜筒内径小1～2毫米，能在镜筒内方便地进出。为防止木板受潮，有条件的可以对它作浸蜡处理，至少也要刷一层油漆。调节物镜方向的螺栓可以到五金店买M5规格的，为防止划伤镜片，我在镜片背后与螺丝接触的地方贴了三层透明胶条；为防止螺丝的松动，我没有使用螺母，直接在底板上钻直径略小于螺丝直径的孔，将螺丝旋入，借助木头的弹性和张力，可以将螺丝紧固，同时借助改锥（起子）也可方便地对其进行调节。连接镜筒和底板的角铁必须牢固，我选用了2.5毫米厚、15毫米宽的角铁，用两个螺栓与底板连接（其强度比直接用木螺钉要大得多），与镜筒之间也用螺栓连接。镜筒上和角铁上钻的孔应注意位置对齐，孔径以刚好穿过固定螺丝为好，确保以后每次安装物镜座时物镜与镜筒的相对位置不变，为以后调节光轴打下良好的基础。防侧滑木块和防翻倒木片的制作可以根据实际情况采用不同的方法，注意要确保物镜的安全，同时要让物镜有一定自由活动的空间。
 目镜调焦座
目镜调焦座的位置是由主镜筒直径、主镜焦距以及主镜焦平面伸出主镜筒的距离决定的，可以按比例画图，然后从图上量出具体位置。
目镜调焦座要求能稳定支撑目镜，并可在一定范围内（2～3厘米）方便地调焦。它的轴心（也就是目镜的轴心）要求尽可能与主镜筒轴心垂直并相交，如果以后打算接相机拍照，那它还必须有足够的强度。
如果感觉到在圆形镜筒上固定目镜调焦座比较困难，可以分成两部分来做：首先做出一个平面，然后在此平面的基础上固定目镜调焦筒。
如何做出平面呢？到装修店找一小段铝型材，用螺栓固定在主镜筒外壁（如下图），是一种容易实现而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小于1毫米的铝型材，这样其强度才有保证。

这里再介绍一种做平面的方法：在主镜筒的内壁固定一块托板（见下图）。一般主镜与镜筒之间有1～2厘米的间隙，所以不必担心托板和目镜调焦座会挡住主镜光线。

我采用的就是这种方法，托板由一块120毫米×100毫米×2毫米的钢板制成（见下图），两侧折弯，各打四个安装孔，然后在镜筒上打上相应的孔，就可以用螺栓将托板固定在镜筒的内壁上。考虑到将来会接照相机，托板上会受较大的力，所以安装孔较多，所用材料也较厚。如果发现目镜调焦筒轴心有些歪，可以改变各螺栓所用垫片的厚度。（图中有一个长条形的“副镜托杆安装孔”，这是为下一步安装副镜作准备的。）

有了平面，目镜调焦座就很容易固定了。可以用铝管车制一个法兰盘，然后用螺栓固定在平面上。至于调焦，可以使用抽拉调焦，调好后用顶丝固定，实际使用效果也不错。
 副镜支架
副镜的安装有两个基本要求，一是其方向、位置可以在一定范围内调节，这是为以后调整光轴作准备的；二是要固定牢靠，避免以后经常重新调整其位置的麻烦，使我们可以把更多的精力用在欣赏望远镜带给我们的美丽星空上。
下面介绍一种设计，它是以上文提到的托板为基础的，注意了副镜各方向的可调节性，同时兼顾了牢靠性，具体可参考下图。

所用四个零件草图如下：
装配方法如下：T型体的一面插入圆柱体的槽中，用一个M3螺栓连接T型体和圆柱体。将圆柱体和副镜托杆用连接件连接，副镜托杆的攻丝的一端用两个螺母固定在托板的副镜托杆安装孔中。
副镜托杆安装孔实际上不是孔而是槽，副镜托杆可以左右移动；连接件可以沿着副镜托杆上下滑动；圆柱体可以在连接件的孔中前后移动，左右转动；副镜可以绕圆柱体的螺栓转动以调节仰角。副镜指向的方便调节为以后光轴的精确调整打下了基础。
以上这种设计对加工条件要求较高，而张大庆先生的设计则要简洁一些。

找长铁片，两端弯90度联结镜筒；找一木块，一端中央锯夹缝，夹住长铁片，另一端锯成45度斜面；副镜夹形状为椭圆，与副镜大小相当，四边伸出四个爪，弯曲90度后可以抓住副镜；副镜夹用薄铁片剪成，通过两个木螺钉与木块联结。
这个设计用很普通的工具就可以完成，而且对主镜遮挡很少；只要加工精确，打孔时再适当留些余量，以后调整光轴也不成问题。
到此，镜筒的设计制作完成了。在使用之前，最好先取下主、副镜，在镜筒内壁均匀地喷一层黑色亚光漆（装饰材料商店有售，罐装，北京地区售价16圆左右），效果还可以。
二、镜架的制作
对于20厘米反射式望远镜，如果没有足够大的赤道仪，那么应该毫不犹豫地选择一种称为道布森结构的地平式支架。
这种结构是美国的约翰•道布森在七十年代发明的，简单、轻便、稳定、实用，早已风靡全球。
下面是道布森结构的分解草图。它主要有三个部分：
回答者：jlm400 - 门吏 二级 1-12 16:27

用焦距为120mm，口径为40mm的凸透镜*2 做物镜

口径为20mm的凹透镜*2做目镜
焦距为40mm，口径为25mm的凸透镜*2 放在最后做增倍镜

8厘米折射望远镜多年来一直是我拥有的最大的望远镜。在对星云状深空天体和暗弱彗星的观测中，越来越感觉到8厘米的口径太不够了。如何获得一架口径大、成像质量优良而且使用方便的天文望远镜呢？我最终选择了自制一架口径20厘米的牛顿式反射望远镜。
我在这里要特别感谢河南开封的张大庆先生。他精于制镜，多年来一直潜心寻彗，对天文同好则更是热心相助，我就是许许多多受到他帮助的人中的一个。他精心为我磨制了20厘米抛物面反射镜片，而且详细介绍了装配望远镜的经验，使我收益非浅。也是张先生在杂志上发表的多篇文章特别是《星空观测者》1998-3期上的《北风一吼，满天星斗—漫谈冷空气与天文观测》一文，让我觉得20厘米反射镜正是我所需要的望远镜，非常值得下功夫去做。
我前后花了3个月的时间，投资累积约800圆（这些钱可能还买不到一架8厘米地平式折射望远镜）完成了这架口径20厘米焦距107厘米的道布森结构的牛顿式反射望远镜。其实国内介绍怎样制作反射式望远镜的文章已经相当多了（杨世杰老师曾在《天文爱好者》上连载六期，系统介绍了反射望远镜的制作方法，另外，各地同好介绍制作经验的文章也常有发表），我写此文，对于没有制作反射镜经验的同好，是想说明在一般所能达到的加工条件下，到底花多少时间投多少钱可以得到一架什么性能的望远镜，对于制作过反射镜的同好，则希望可以交流经验，特别是在如何调整反射镜光轴方面，国内文章谈论的不够细致，我从互联网上借鉴了一些国外天文同好的经验，再加上我的实践体会，写出来与各位同好探讨。
本文的重点是镜身的装配和光轴的调校。有一些零件的加工用到了车工和钳工，如果不具备此条件，因地制宜使用别的方法，同样也能达到目的。另外，大口径短焦比的望远镜对光轴的准确度是很敏感的，而望远镜做好后如果拉到野外去观测，很难保证调好的光轴一点不受影响，所以设计望远镜光路中的每一个部件时，在保证稳固的基础上都力求做到可方便调节。
一、镜身的装配
牛顿式反射望远镜的镜身（结构见下图）主要由镜筒、主镜、副镜和目镜构成，下面就分别说说镜筒、物镜座、副镜支架和目镜调焦座的设计与制作。

 镜筒
镜筒是光路中各大部件的支撑物，特别是要支撑重量较大的物镜和物镜座，因此必须有足够的强度。镜筒的内径一般比物镜直径大2～3厘米，以方便物镜的安装和调节。镜筒的长度一般至少等于物镜的焦距，如果太短，将来主镜焦点伸出镜筒会太长，除非副镜尺寸足够大，否则当用广角目镜观测时，视场边缘肯定会有光线损失。
如果找不到大小合适的金属或塑料筒做镜筒，那么可以因地制宜，根据自己所具有的加工能力来选材制作。如果附近工厂有卷板机，可以请人用1.5mm厚的铝板按需要的长度和直径卷成圆筒，接口处可焊接或拉铆（我的镜筒就是用这种方法做的，结实而且轻便，效果非常满意）。也可以请白铁匠用铁皮或1.5mm厚的铝板卷制镜筒，在筒口处弯边可以增加强度（张大庆先生用的就是这种方法）。杨世杰老师介绍过在圆柱型芯子上用多层厚纸条按相互交错了的方向卷制镜筒的方法，我以前尝试卷过直径10厘米的镜筒，强度很大，效果很好。但要卷直径大于20厘米的镜筒时，会有几个实际的困难：首先是芯子不好找，其次是随着镜筒直径的增加，手工卷制的工作量和难度也会加大，各层纸粘合不紧密时，镜筒的强度会受影响，很难支撑20厘米的物镜和物镜座，将来也很难接相机拍照。除了圆形镜筒，还可以考虑方形筒。很多爱好者用木板制作方形镜筒，对于能找到木匠的爱好者来说这也是一种不错的方法；辽宁的张健同学在98年第一期《星空观测者》上介绍过用铝合金型材制作方形镜筒的方法，也很有新意。
 物镜座
物镜座是自制望远镜中的一个重点，它不但要牢固固定物镜，同时还要允许物镜的指向可以在一定范围内调节，另外还有一点容易被人忽视的是，不能将物镜卡得太紧，否则物镜会产生形变，影响成像质量。
杨世杰老师介绍过两种物镜的固定方法。第一种是最简单的方法（下图A）：找一个与镜筒内径相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上贴上三块有弹性的泡沫橡皮或塑料垫片，把物镜放在上面，然后用三个金属片弯成的小钩将物镜固定在底板上（不要卡得太紧，以免物镜变形），最后用三个角铁把底板固定在镜筒上即可。这种方法制作简单，镜片固定牢靠，但物镜的指向只能安装时调节好，以后再想改变很麻烦。对于短焦比的望远镜，校准光轴是很重要而且时常需要做的事，所以我觉得不太合适用这种方法。第二种方法（下图B）首先将物镜固定在一个小板上，小板通过三个螺栓与底板相连，螺栓中间加上弹簧，通过调节底板背后的螺母可以很方便地调节物镜的方向。这种方法制作相对复杂些，但使用效果 却非常好，也是现在十分流行并且使用最多的一种方法。

而随着物镜口径的增大，其重量也在增加，上述第二种方法中所用的螺栓和弹簧的强度必须增加，这最终会导致物镜座的重量随物镜口径的变大而急剧增加。因此对于较大口径的物镜，又有了一种新的固定方法。这种方法使用一块底板，没有小板，没有弹簧，但底板上却保留三个螺栓，螺母嵌入底板中，物镜片是直接放在螺栓的三个顶点上的，调节螺栓可以调节物镜的指向（螺栓顶点要打磨光滑，与镜片之间要垫上薄的耐磨物质，以防止划伤镜片）；为防止镜片滑动，要在底板上钉三个小木块（防侧滑木块）挡在镜片边上（不可将镜片卡得太紧，应留有1～2毫米的间隙）；为防止运输时物镜片翻倒（正常观测时镜筒开口都是朝上的，物镜重量落在三个螺栓上，不会翻倒），三个小木块上还要各加一个木片，木片末端要超出物镜边缘3、4毫米（见下图）。观测时，物镜片的底面落在螺栓的三个顶点上，侧面只与三个防侧滑木块中靠下部的两个接触，与三个防翻倒木片不接触，没有任何外力卡住物镜，因此物镜不会产生任何形变。

固定20厘米的反射镜片，用上述第二种和第三种方法都行。我选用的是第三种方法。实际制作时，底板可以选用1厘米厚的整块木板或多层胶合板制作，如果是方镜筒，可以直接将木板锯成方形，如果是圆镜筒，可以请人用线锯或自己直接用钢锯条锯出圆形。底板应比镜筒内径小1～2毫米，能在镜筒内方便地进出。为防止木板受潮，有条件的可以对它作浸蜡处理，至少也要刷一层油漆。调节物镜方向的螺栓可以到五金店买M5规格的，为防止划伤镜片，我在镜片背后与螺丝接触的地方贴了三层透明胶条；为防止螺丝的松动，我没有使用螺母，直接在底板上钻直径略小于螺丝直径的孔，将螺丝旋入，借助木头的弹性和张力，可以将螺丝紧固，同时借助改锥（起子）也可方便地对其进行调节。连接镜筒和底板的角铁必须牢固，我选用了2.5毫米厚、15毫米宽的角铁，用两个螺栓与底板连接（其强度比直接用木螺钉要大得多），与镜筒之间也用螺栓连接。镜筒上和角铁上钻的孔应注意位置对齐，孔径以刚好穿过固定螺丝为好，确保以后每次安装物镜座时物镜与镜筒的相对位置不变，为以后调节光轴打下良好的基础。防侧滑木块和防翻倒木片的制作可以根据实际情况采用不同的方法，注意要确保物镜的安全，同时要让物镜有一定自由活动的空间。
 目镜调焦座
目镜调焦座的位置是由主镜筒直径、主镜焦距以及主镜焦平面伸出主镜筒的距离决定的，可以按比例画图，然后从图上量出具体位置。
目镜调焦座要求能稳定支撑目镜，并可在一定范围内（2～3厘米）方便地调焦。它的轴心（也就是目镜的轴心）要求尽可能与主镜筒轴心垂直并相交，如果以后打算接相机拍照，那它还必须有足够的强度。
如果感觉到在圆形镜筒上固定目镜调焦座比较困难，可以分成两部分来做：首先做出一个平面，然后在此平面的基础上固定目镜调焦筒。
如何做出平面呢？到装修店找一小段铝型材，用螺栓固定在主镜筒外壁（如下图），是一种容易实现而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小于1毫米的铝型材，这样其强度才有保证。

这里再介绍一种做平面的方法：在主镜筒的内壁固定一块托板（见下图）。一般主镜与镜筒之间有1～2厘米的间隙，所以不必担心托板和目镜调焦座会挡住主镜光线。

我采用的就是这种方法，托板由一块120毫米×100毫米×2毫米的钢板制成（见下图），两侧折弯，各打四个安装孔，然后在镜筒上打上相应的孔，就可以用螺栓将托板固定在镜筒的内壁上。考虑到将来会接照相机，托板上会受较大的力，所以安装孔较多，所用材料也较厚。如果发现目镜调焦筒轴心有些歪，可以改变各螺栓所用垫片的厚度。（图中有一个长条形的“副镜托杆安装孔”，这是为下一步安装副镜作准备的。）

有了平面，目镜调焦座就很容易固定了。可以用铝管车制一个法兰盘，然后用螺栓固定在平面上。至于调焦，可以使用抽拉调焦，调好后用顶丝固定，实际使用效果也不错。
 副镜支架
副镜的安装有两个基本要求，一是其方向、位置可以在一定范围内调节，这是为以后调整光轴作准备的；二是要固定牢靠，避免以后经常重新调整其位置的麻烦，使我们可以把更多的精力用在欣赏望远镜带给我们的美丽星空上。
下面介绍一种设计，它是以上文提到的托板为基础的，注意了副镜各方向的可调节性，同时兼顾了牢靠性，具体可参考下图。

所用四个零件草图如下：
装配方法如下：T型体的一面插入圆柱体的槽中，用一个M3螺栓连接T型体和圆柱体。将圆柱体和副镜托杆用连接件连接，副镜托杆的攻丝的一端用两个螺母固定在托板的副镜托杆安装孔中。
副镜托杆安装孔实际上不是孔而是槽，副镜托杆可以左右移动；连接件可以沿着副镜托杆上下滑动；圆柱体可以在连接件的孔中前后移动，左右转动；副镜可以绕圆柱体的螺栓转动以调节仰角。副镜指向的方便调节为以后光轴的精确调整打下了基础。
以上这种设计对加工条件要求较高，而张大庆先生的设计则要简洁一些。

找长铁片，两端弯90度联结镜筒；找一木块，一端中央锯夹缝，夹住长铁片，另一端锯成45度斜面；副镜夹形状为椭圆，与副镜大小相当，四边伸出四个爪，弯曲90度后可以抓住副镜；副镜夹用薄铁片剪成，通过两个木螺钉与木块联结。
这个设计用很普通的工具就可以完成，而且对主镜遮挡很少；只要加工精确，打孔时再适当留些余量，以后调整光轴也不成问题。
到此，镜筒的设计制作完成了。在使用之前，最好先取下主、副镜，在镜筒内壁均匀地喷一层黑色亚光漆（装饰材料商店有售，罐装，北京地区售价16圆左右），效果还可以。
二、镜架的制作
对于20厘米反射式望远镜，如果没有足够大的赤道仪，那么应该毫不犹豫地选择一种称为道布森结构的地平式支架。
这种结构是美国的约翰•道布森在七十年代发明的，简单、轻便、稳定、实用，早已风靡全球。
下面是道布森结构的分解草图。它主要有三个部分：

 耳朵（上图左）
耳朵是望远镜在垂直方向旋转的轴，它可以用直径不小于10厘米的圆形塑料或圆形铝块制成，对称固定于镜筒重心处的两侧，可以直接固定在主镜筒上，也可以在镜筒外套上一个木框，耳朵固定在木框上（这样耳朵的位置可以调节，更有利于主镜的平衡）。
 箱子（上图中）
用木板制成，上部有两个“V”形槽，正好与耳朵配合，底部中心穿孔。
 底板（上图右）
用木板制成，均布三个凸块（可以用塑料块做），中心有轴。
使用时，箱子放在底板上，被三个塑料块支撑，底板上的轴穿过箱子底部的中心孔，这样，箱子可以绕底板的轴灵活而稳定地做360度水平转动；将镜筒的耳朵放在箱子的“V”形槽上，镜筒可以在90度范围内垂直转动。这样，道布森支架就做好了。
只要底板上三个塑料块分得较开，各接触面摩擦系数合适，道布森装置用起来非常顺手，找目标时望远镜转动灵活，找到目标后，一松手，望远镜不会有反弹或晃动。实际使用表明，即使在高倍率下，目标在目镜视场中仍然非常稳定。
不能自动跟踪是它的缺点，国外很多爱好者在它的两个轴上加了电机，通过计算机控制电机转速，实现了自动跟踪，而且效果不错，有兴趣的同好不妨一试。
三、光轴的调整
望远镜做好后，当我们满怀希望投入观测，却发现像质平平，甚至恒星都不能聚成一个点，这个时候先别怀疑镜子有问题，很可能问题仅仅出在镜片装配上，经过对光轴的重新调整，望远镜里展现出的可能是完全不同的景象。
抛物面反射镜的成像有个特点，在光轴上成像很完美，没有像差，但离开光轴就会有明显的彗差（星点带了小尾巴）。在光轴上，使用一般视场的目镜，视场中心的星点是很锐利的，实际上视场边缘的像差也不易察觉。而如果在光轴外，整个视场中的星点可能都不实，而且离光轴越远这一点越严重。
 怎样才算调好光轴了？
当反射镜的光学系统中的两个光轴：主镜（物镜）光轴和目镜光轴都经过副镜上的同一点，且被副镜反射后二者完全重合，也就是成了一个光轴，那么光轴就算调好了。
在缺乏检验手段时，可以通过实际观测来判断光轴是否调好。找一个大气宁静度较好的晴夜，用望远镜的最高倍率（用毫米表示的主镜的直径数）看一颗恒星（如果没有赤道仪则可以看北极星）。把星点放在目镜视场中心（以减少目镜带来的像差），仔细调整焦距，从焦点外调到焦点，然后调到焦点内。如果光轴调整没有问题，可以看到如下图所示的从左到右一系列图象（图中的圆环是光的衍射引起的，散焦后实际上还会看到副镜及其支架的影子，图中没有画出）。
在焦点上星像是否凝结得很实、很细、很锐利，散焦后衍射环是否是同心圆，这些都反映了望远镜的像质。如果散焦后可以看到几圈衍射环，但不象上图中那样完美，四周均匀地带有一些“毛刺”，这说明反射镜面的精度稍差，但光轴调整的还是好的。如果散焦后星点变成了一个小的扇形，而且在目镜视场中移动星象，扇形的发散方向不变，这说明望远镜的光轴需要调整了。
 光轴调整步骤及辅助工具
光轴调整可按如下步骤进行：
1. 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒轴线
2. 调节副镜使之位于主镜筒轴线上
3. 调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方
4. 调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心
5. 调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合
以上只是调光轴的大致方法，具体操作的过程中会有一些问题，有时很难控制精度这里首先介绍几个辅助工具：
1. 带双十字线的窥管：

管的外直径同目镜接口直径，管的一端加盖，盖的正中心挖2mm直径的圆孔，管的另一端用白色棉线对称地拉上双十字线，两线间距3～4mm。管长用如下方法确定：从目镜调焦筒中放入窥管（窥孔在外），窥孔一端与目镜调焦筒外端口平齐，双十字线一端距副镜20～30mm。
做窥管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目镜接口，可以考虑用柯达胶卷的黑色包装盒来做窥管），关键是插入目镜调焦筒后要稳固，不能晃动太大。双十字线要拉正，相交处的小正方形与窥孔的连线应该是目镜调焦筒的轴线。
2. 主镜中心定位点
剪一片直径5mm的黑纸，用两面胶准确地粘在物镜的正中心。（因为主镜的中心区域并不参与成像，所以这个黑点不会有负面影响）
3. 主镜筒开口处十字线
在主镜筒开口处用粗线拉十字线，要求两线相互垂直，交点过主镜筒轴线。（在主镜开口处拉上十字线可能会影响对副镜的操作，所以最好标记出十字线与镜筒的四个交点的位置，觉得十字线碍事时可以先把它拆下来，必要时再重新拉上。）
这三个工具制作并不复杂，但你很快会发现它们很有用。借助它们，现在我们可以开始一步一步地调整望远镜光轴了。
0.预调主镜指向
取下副镜，调节主镜后面的螺栓，直到从镜筒开口前看过去，十字线交点、物镜中心黑点、十字线交点在物镜中所成的像三者成一条直线时，表明主镜指向基本正确。（下面专门有一步是调主镜的，预先加这一步操作可以使下面的操作更容易。）
1. 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒
将窥管装入目镜调焦筒中，从窥孔中观察，可以看到从窥孔到双十字线的连线（实际就是目镜调焦筒轴线）再延长，会与主镜筒壁交于某一点，标记出这一点，用尺子测量其位置，再参考目镜调焦筒在主镜筒的位置，我们就可以判断出目镜调焦筒是否与主镜筒垂直。

『捌』 怎样自制反射式天文望远镜

厘米折射望远镜多年来一直是我拥有的最大的望远镜。在对星云状深空天体和暗弱彗星的观测中，越来越感觉到8厘米的口径太不够了。如何获得一架口径大、成像质量优良而且使用方便的天文望远镜呢？我最终选择了自制一架口径20厘米的牛顿式反射望远镜。
我在这里要特别感谢河南开封的张大庆先生。他精于制镜，多年来一直潜心寻彗，对天文同好则更是热心相助，我就是许许多多受到他帮助的人中的一个。他精心为我磨制了20厘米抛物面反射镜片，而且详细介绍了装配望远镜的经验，使我收益非浅。也是张先生在杂志上发表的多篇文章特别是《星空观测者》1998-3期上的《北风一吼，满天星斗—漫谈冷空气与天文观测》一文，让我觉得20厘米反射镜正是我所需要的望远镜，非常值得下功夫去做。
我前后花了3个月的时间，投资累积约800圆（这些钱可能还买不到一架8厘米地平式折射望远镜）完成了这架口径20厘米焦距107厘米的道布森结构的牛顿式反射望远镜。其实国内介绍怎样制作反射式望远镜的文章已经相当多了（杨世杰老师曾在《天文爱好者》上连载六期，系统介绍了反射望远镜的制作方法，另外，各地同好介绍制作经验的文章也常有发表），我写此文，对于没有制作反射镜经验的同好，是想说明在一般所能达到的加工条件下，到底花多少时间投多少钱可以得到一架什么性能的望远镜，对于制作过反射镜的同好，则希望可以交流经验，特别是在如何调整反射镜光轴方面，国内文章谈论的不够细致，我从互联网上借鉴了一些国外天文同好的经验，再加上我的实践体会，写出来与各位同好探讨。
本文的重点是镜身的装配和光轴的调校。有一些零件的加工用到了车工和钳工，如果不具备此条件，因地制宜使用别的方法，同样也能达到目的。另外，大口径短焦比的望远镜对光轴的准确度是很敏感的，而望远镜做好后如果拉到野外去观测，很难保证调好的光轴一点不受影响，所以设计望远镜光路中的每一个部件时，在保证稳固的基础上都力求做到可方便调节。
一、镜身的装配
牛顿式反射望远镜的镜身（结构见下图）主要由镜筒、主镜、副镜和目镜构成，下面就分别说说镜筒、物镜座、副镜支架和目镜调焦座的设计与制作。

 镜筒
镜筒是光路中各大部件的支撑物，特别是要支撑重量较大的物镜和物镜座，因此必须有足够的强度。镜筒的内径一般比物镜直径大2～3厘米，以方便物镜的安装和调节。镜筒的长度一般至少等于物镜的焦距，如果太短，将来主镜焦点伸出镜筒会太长，除非副镜尺寸足够大，否则当用广角目镜观测时，视场边缘肯定会有光线损失。
如果找不到大小合适的金属或塑料筒做镜筒，那么可以因地制宜，根据自己所具有的加工能力来选材制作。如果附近工厂有卷板机，可以请人用1.5mm厚的铝板按需要的长度和直径卷成圆筒，接口处可焊接或拉铆（我的镜筒就是用这种方法做的，结实而且轻便，效果非常满意）。也可以请白铁匠用铁皮或1.5mm厚的铝板卷制镜筒，在筒口处弯边可以增加强度（张大庆先生用的就是这种方法）。杨世杰老师介绍过在圆柱型芯子上用多层厚纸条按相互交错了的方向卷制镜筒的方法，我以前尝试卷过直径10厘米的镜筒，强度很大，效果很好。但要卷直径大于20厘米的镜筒时，会有几个实际的困难：首先是芯子不好找，其次是随着镜筒直径的增加，手工卷制的工作量和难度也会加大，各层纸粘合不紧密时，镜筒的强度会受影响，很难支撑20厘米的物镜和物镜座，将来也很难接相机拍照。除了圆形镜筒，还可以考虑方形筒。很多爱好者用木板制作方形镜筒，对于能找到木匠的爱好者来说这也是一种不错的方法；辽宁的张健同学在98年第一期《星空观测者》上介绍过用铝合金型材制作方形镜筒的方法，也很有新意。
 物镜座
物镜座是自制望远镜中的一个重点，它不但要牢固固定物镜，同时还要允许物镜的指向可以在一定范围内调节，另外还有一点容易被人忽视的是，不能将物镜卡得太紧，否则物镜会产生形变，影响成像质量。
杨世杰老师介绍过两种物镜的固定方法。第一种是最简单的方法（下图A）：找一个与镜筒内径相同的木板（底板），在上面相距120°的位置上贴上三块有弹性的泡沫橡皮或塑料垫片，把物镜放在上面，然后用三个金属片弯成的小钩将物镜固定在底板上（不要卡得太紧，以免物镜变形），最后用三个角铁把底板固定在镜筒上即可。这种方法制作简单，镜片固定牢靠，但物镜的指向只能安装时调节好，以后再想改变很麻烦。对于短焦比的望远镜，校准光轴是很重要而且时常需要做的事，所以我觉得不太合适用这种方法。第二种方法（下图B）首先将物镜固定在一个小板上，小板通过三个螺栓与底板相连，螺栓中间加上弹簧，通过调节底板背后的螺母可以很方便地调节物镜的方向。这种方法制作相对复杂些，但使用效果 却非常好，也是现在十分流行并且使用最多的一种方法。

而随着物镜口径的增大，其重量也在增加，上述第二种方法中所用的螺栓和弹簧的强度必须增加，这最终会导致物镜座的重量随物镜口径的变大而急剧增加。因此对于较大口径的物镜，又有了一种新的固定方法。这种方法使用一块底板，没有小板，没有弹簧，但底板上却保留三个螺栓，螺母嵌入底板中，物镜片是直接放在螺栓的三个顶点上的，调节螺栓可以调节物镜的指向（螺栓顶点要打磨光滑，与镜片之间要垫上薄的耐磨物质，以防止划伤镜片）；为防止镜片滑动，要在底板上钉三个小木块（防侧滑木块）挡在镜片边上（不可将镜片卡得太紧，应留有1～2毫米的间隙）；为防止运输时物镜片翻倒（正常观测时镜筒开口都是朝上的，物镜重量落在三个螺栓上，不会翻倒），三个小木块上还要各加一个木片，木片末端要超出物镜边缘3、4毫米（见下图）。观测时，物镜片的底面落在螺栓的三个顶点上，侧面只与三个防侧滑木块中靠下部的两个接触，与三个防翻倒木片不接触，没有任何外力卡住物镜，因此物镜不会产生任何形变。

固定20厘米的反射镜片，用上述第二种和第三种方法都行。我选用的是第三种方法。实际制作时，底板可以选用1厘米厚的整块木板或多层胶合板制作，如果是方镜筒，可以直接将木板锯成方形，如果是圆镜筒，可以请人用线锯或自己直接用钢锯条锯出圆形。底板应比镜筒内径小1～2毫米，能在镜筒内方便地进出。为防止木板受潮，有条件的可以对它作浸蜡处理，至少也要刷一层油漆。调节物镜方向的螺栓可以到五金店买M5规格的，为防止划伤镜片，我在镜片背后与螺丝接触的地方贴了三层透明胶条；为防止螺丝的松动，我没有使用螺母，直接在底板上钻直径略小于螺丝直径的孔，将螺丝旋入，借助木头的弹性和张力，可以将螺丝紧固，同时借助改锥（起子）也可方便地对其进行调节。连接镜筒和底板的角铁必须牢固，我选用了2.5毫米厚、15毫米宽的角铁，用两个螺栓与底板连接（其强度比直接用木螺钉要大得多），与镜筒之间也用螺栓连接。镜筒上和角铁上钻的孔应注意位置对齐，孔径以刚好穿过固定螺丝为好，确保以后每次安装物镜座时物镜与镜筒的相对位置不变，为以后调节光轴打下良好的基础。防侧滑木块和防翻倒木片的制作可以根据实际情况采用不同的方法，注意要确保物镜的安全，同时要让物镜有一定自由活动的空间。
 目镜调焦座
目镜调焦座的位置是由主镜筒直径、主镜焦距以及主镜焦平面伸出主镜筒的距离决定的，可以按比例画图，然后从图上量出具体位置。
目镜调焦座要求能稳定支撑目镜，并可在一定范围内（2～3厘米）方便地调焦。它的轴心（也就是目镜的轴心）要求尽可能与主镜筒轴心垂直并相交，如果以后打算接相机拍照，那它还必须有足够的强度。
如果感觉到在圆形镜筒上固定目镜调焦座比较困难，可以分成两部分来做：首先做出一个平面，然后在此平面的基础上固定目镜调焦筒。
如何做出平面呢？到装修店找一小段铝型材，用螺栓固定在主镜筒外壁（如下图），是一种容易实现而且使用效果很好的方法。注意最好找厚度不小于1毫米的铝型材，这样其强度才有保证。

这里再介绍一种做平面的方法：在主镜筒的内壁固定一块托板（见下图）。一般主镜与镜筒之间有1～2厘米的间隙，所以不必担心托板和目镜调焦座会挡住主镜光线。

我采用的就是这种方法，托板由一块120毫米×100毫米×2毫米的钢板制成（见下图），两侧折弯，各打四个安装孔，然后在镜筒上打上相应的孔，就可以用螺栓将托板固定在镜筒的内壁上。考虑到将来会接照相机，托板上会受较大的力，所以安装孔较多，所用材料也较厚。如果发现目镜调焦筒轴心有些歪，可以改变各螺栓所用垫片的厚度。（图中有一个长条形的“副镜托杆安装孔”，这是为下一步安装副镜作准备的。）

有了平面，目镜调焦座就很容易固定了。可以用铝管车制一个法兰盘，然后用螺栓固定在平面上。至于调焦，可以使用抽拉调焦，调好后用顶丝固定，实际使用效果也不错。
 副镜支架
副镜的安装有两个基本要求，一是其方向、位置可以在一定范围内调节，这是为以后调整光轴作准备的；二是要固定牢靠，避免以后经常重新调整其位置的麻烦，使我们可以把更多的精力用在欣赏望远镜带给我们的美丽星空上。
下面介绍一种设计，它是以上文提到的托板为基础的，注意了副镜各方向的可调节性，同时兼顾了牢靠性，具体可参考下图。

所用四个零件草图如下：
装配方法如下：T型体的一面插入圆柱体的槽中，用一个M3螺栓连接T型体和圆柱体。将圆柱体和副镜托杆用连接件连接，副镜托杆的攻丝的一端用两个螺母固定在托板的副镜托杆安装孔中。
副镜托杆安装孔实际上不是孔而是槽，副镜托杆可以左右移动；连接件可以沿着副镜托杆上下滑动；圆柱体可以在连接件的孔中前后移动，左右转动；副镜可以绕圆柱体的螺栓转动以调节仰角。副镜指向的方便调节为以后光轴的精确调整打下了基础。
以上这种设计对加工条件要求较高，而张大庆先生的设计则要简洁一些。

找长铁片，两端弯90度联结镜筒；找一木块，一端中央锯夹缝，夹住长铁片，另一端锯成45度斜面；副镜夹形状为椭圆，与副镜大小相当，四边伸出四个爪，弯曲90度后可以抓住副镜；副镜夹用薄铁片剪成，通过两个木螺钉与木块联结。
这个设计用很普通的工具就可以完成，而且对主镜遮挡很少；只要加工精确，打孔时再适当留些余量，以后调整光轴也不成问题。
到此，镜筒的设计制作完成了。在使用之前，最好先取下主、副镜，在镜筒内壁均匀地喷一层黑色亚光漆（装饰材料商店有售，罐装，北京地区售价16圆左右），效果还可以。
二、镜架的制作
对于20厘米反射式望远镜，如果没有足够大的赤道仪，那么应该毫不犹豫地选择一种称为道布森结构的地平式支架。
这种结构是美国的约翰•道布森在七十年代发明的，简单、轻便、稳定、实用，早已风靡全球。
下面是道布森结构的分解草图。它主要有三个部分：

 耳朵（上图左）
耳朵是望远镜在垂直方向旋转的轴，它可以用直径不小于10厘米的圆形塑料或圆形铝块制成，对称固定于镜筒重心处的两侧，可以直接固定在主镜筒上，也可以在镜筒外套上一个木框，耳朵固定在木框上（这样耳朵的位置可以调节，更有利于主镜的平衡）。
 箱子（上图中）
用木板制成，上部有两个“V”形槽，正好与耳朵配合，底部中心穿孔。
 底板（上图右）
用木板制成，均布三个凸块（可以用塑料块做），中心有轴。
使用时，箱子放在底板上，被三个塑料块支撑，底板上的轴穿过箱子底部的中心孔，这样，箱子可以绕底板的轴灵活而稳定地做360度水平转动；将镜筒的耳朵放在箱子的“V”形槽上，镜筒可以在90度范围内垂直转动。这样，道布森支架就做好了。
只要底板上三个塑料块分得较开，各接触面摩擦系数合适，道布森装置用起来非常顺手，找目标时望远镜转动灵活，找到目标后，一松手，望远镜不会有反弹或晃动。实际使用表明，即使在高倍率下，目标在目镜视场中仍然非常稳定。
不能自动跟踪是它的缺点，国外很多爱好者在它的两个轴上加了电机，通过计算机控制电机转速，实现了自动跟踪，而且效果不错，有兴趣的同好不妨一试。
三、光轴的调整
望远镜做好后，当我们满怀希望投入观测，却发现像质平平，甚至恒星都不能聚成一个点，这个时候先别怀疑镜子有问题，很可能问题仅仅出在镜片装配上，经过对光轴的重新调整，望远镜里展现出的可能是完全不同的景象。
抛物面反射镜的成像有个特点，在光轴上成像很完美，没有像差，但离开光轴就会有明显的彗差（星点带了小尾巴）。在光轴上，使用一般视场的目镜，视场中心的星点是很锐利的，实际上视场边缘的像差也不易察觉。而如果在光轴外，整个视场中的星点可能都不实，而且离光轴越远这一点越严重。
 怎样才算调好光轴了？
当反射镜的光学系统中的两个光轴：主镜（物镜）光轴和目镜光轴都经过副镜上的同一点，且被副镜反射后二者完全重合，也就是成了一个光轴，那么光轴就算调好了。
在缺乏检验手段时，可以通过实际观测来判断光轴是否调好。找一个大气宁静度较好的晴夜，用望远镜的最高倍率（用毫米表示的主镜的直径数）看一颗恒星（如果没有赤道仪则可以看北极星）。把星点放在目镜视场中心（以减少目镜带来的像差），仔细调整焦距，从焦点外调到焦点，然后调到焦点内。如果光轴调整没有问题，可以看到如下图所示的从左到右一系列图象（图中的圆环是光的衍射引起的，散焦后实际上还会看到副镜及其支架的影子，图中没有画出）。
在焦点上星像是否凝结得很实、很细、很锐利，散焦后衍射环是否是同心圆，这些都反映了望远镜的像质。如果散焦后可以看到几圈衍射环，但不象上图中那样完美，四周均匀地带有一些“毛刺”，这说明反射镜面的精度稍差，但光轴调整的还是好的。如果散焦后星点变成了一个小的扇形，而且在目镜视场中移动星象，扇形的发散方向不变，这说明望远镜的光轴需要调整了。
 光轴调整步骤及辅助工具
光轴调整可按如下步骤进行：
1. 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒轴线
2. 调节副镜使之位于主镜筒轴线上
3. 调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方
4. 调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心
5. 调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合
以上只是调光轴的大致方法，具体操作的过程中会有一些问题，有时很难控制精度这里首先介绍几个辅助工具：
1. 带双十字线的窥管：

管的外直径同目镜接口直径，管的一端加盖，盖的正中心挖2mm直径的圆孔，管的另一端用白色棉线对称地拉上双十字线，两线间距3～4mm。管长用如下方法确定：从目镜调焦筒中放入窥管（窥孔在外），窥孔一端与目镜调焦筒外端口平齐，双十字线一端距副镜20～30mm。
做窥管的材料不限（如果你使用的是31.7mm目镜接口，可以考虑用柯达胶卷的黑色包装盒来做窥管），关键是插入目镜调焦筒后要稳固，不能晃动太大。双十字线要拉正，相交处的小正方形与窥孔的连线应该是目镜调焦筒的轴线。
2. 主镜中心定位点
剪一片直径5mm的黑纸，用两面胶准确地粘在物镜的正中心。（因为主镜的中心区域并不参与成像，所以这个黑点不会有负面影响）
3. 主镜筒开口处十字线
在主镜筒开口处用粗线拉十字线，要求两线相互垂直，交点过主镜筒轴线。（在主镜开口处拉上十字线可能会影响对副镜的操作，所以最好标记出十字线与镜筒的四个交点的位置，觉得十字线碍事时可以先把它拆下来，必要时再重新拉上。）
这三个工具制作并不复杂，但你很快会发现它们很有用。借助它们，现在我们可以开始一步一步地调整望远镜光轴了。
0.预调主镜指向
取下副镜，调节主镜后面的螺栓，直到从镜筒开口前看过去，十字线交点、物镜中心黑点、十字线交点在物镜中所成的像三者成一条直线时，表明主镜指向基本正确。（下面专门有一步是调主镜的，预先加这一步操作可以使下面的操作更容易。）
1. 调节目镜调焦筒使之垂直于主镜筒
将窥管装入目镜调焦筒中，从窥孔中观察，可以看到从窥孔到双十字线的连线（实际就是目镜调焦筒轴线）再延长，会与主镜筒壁交于某一点，标记出这一点，用尺子测量其位置，再参考目镜调焦筒在主镜筒的位置，我们就可以判断出目镜调焦筒是否与主镜筒垂直。
2. 调节副镜使之位于主镜筒轴线上
取下窥管，装上副镜，大致调节副镜指向，使眼睛从目镜调焦筒中可以看到经副镜反射所成的主镜的像，同时也应该可以看到副镜和十字线经两次反射后所成的像。从这些像中我们可以看出副镜和十字线的相对位置，如果副镜的圆心和十字线交点重合，说明副镜位于主镜筒轴线上，否则就需要做相应的调节。
3. 调节副镜使之位于目镜调焦筒正下方
从目镜调焦筒方向看进去，副镜显然已经位于调焦筒的下方，但经过这样看精度无法保证。此时，装入窥管，眼睛从窥孔看到的，最外圈是窥管的内壁（双十字线现在不起作用，可以不管），中间是副镜。副镜的外圆轮廓和窥管的内壁轮廓如果是同心圆，说明满足要求，否则要在主镜轴线方向调节副镜。（如果因窥孔太小、光线太暗而看不清楚，可以在窥管正对的主镜筒壁垫上一张白纸，如果窥管太细，看不到副镜的外圆轮廓，可以把窥管往外抽或缩短其长度。）
4. 调节副镜指向，使目镜光轴经副镜反射后指向主镜中心
在上一步的基础上，一面用眼睛从窥孔中观察，一面调节副镜指向，直到主镜在副镜中所成的像的外圆轮廓、副镜的外圆轮廓二者同心。
5. 调节主镜指向，使其光轴与目镜光轴重合
用手电筒照亮窥管的双十字线，眼睛从窥孔看进去，可以看到双十字线、主镜的中心点所成的像以及双十字线经两次反射所成的像。调节主镜背后的螺栓，使上述三者同心。
至此，反射镜光轴调节完毕。下面给出从窥孔中所能看到的图象，以供参考。

上述各个调节步骤中，根据副镜支架的不同设计，下一步操作会对前一步的结果带来或多或少的影响，所以必要时可以返回前面的操作，可能要有几次反复，最后才能得到满意的结果。第一次调节会费一些工夫，一旦调好后，只要副镜支架稳固，以后的工作就轻松得多，即使为了运输而将主镜重装，一般也只需调节主镜后的螺栓就行了，借助于窥管，可以很快将望远镜调整至最佳状态。
最后有一点需要补充说明，一般认为光轴与副镜的交点在副镜的中心。在长焦距的望远镜中可以认为如此，但在大口径、短焦距的牛顿式反射望远镜中，副镜的尺寸也较大，副镜长边的两端到目镜的距离已经不能再近似认为是一样的了，请看下面的示意图：

光轴相交于副镜的B点，而不是副镜中心所在的A点。这相当于副镜从中心位置向主镜方向和远离目镜的方向都有一个位移。这两个方向的位移量可以用如下公式计算：
位移量=副镜短边长/（4*主镜焦比）
例如我的望远镜副镜短边长35mm，主镜焦比为5，则两个方向的位移量都是1.75mm。
如果有此类短焦距的望远镜，需要把这种情况考虑进去。计算出位移量，在上述第2步调节中，应让副镜稍稍远离目镜方向；在第3步调节中，当我们看到副镜的外圆轮廓和窥管的内壁轮廓是同心圆时，实际上副镜已经向主镜方向有了位移，不需再额外做调节了。