Wodurch unterscheiden sich Fernglasachromate von denen in Teleskopen?

Das Stichwort heißt Glaswegkompensation. Zur Bildaufrichtung werden in Ferngläsern zumeist Prismensysteme verwendet. Diese können im optischen Strahlengang gedanklich aufgefaltet und vereinfacht als eine dicke planparallele Glasplatte dargestellt werden. Dabei ist es gleichgültig, ob es sich um ein Porroprismensystem oder ein beliebiges Dachkantsystem handelt. Eine solche Planplatte bringt zum einen eine Glaswegverlängerung mit sich, die von der Brechzahl des Glases abhängig ist. Diese Verlängerung des Strahlengangs kann einfach berechnet werden und hat Einfluß auf die Lage des Zwischenbildes.

Zum anderen hat der Weg durch den Glasblock durch die Dispersionseigenschaften des Glases Einfluß auf die optische Abbildung. Das Glasmaterial und die Dimension des Prismensystems, also im vereinfachten Fall die Dicke der Glasplatte, müssen für die Berechnung der Optik bekannt sein. Diese Werte werden in die Optikrechnung einbezogen und bei der Farbkorrektur berücksichtigt. Ein achromatisches Objektiv bedeutet nichts anderes, als daß das Objektiv für zwei Farben, rot und blau, den gleichen Brennpunkt aufweist. Die dritte Farbe weicht davon in Längsrichtung auf der optischen Achse ab. Man spricht von einem Farblängsfehler und dem sekundären Spektrum.

Achromat mit Glaswegkompensation und Prisma

Der Farblängsfehler kann durch ein apochromatisches Objektivdesign unter Verwendung von Sondergläsern mit abnormaler Teildispersion weiter deutlich verringert werden. Bei diesem Objektivtyp liegt dann das Bild für 3 Wellenlängen in einer Ebene.

Bei Ferngläsern wird im Objektivdesign immer der spezifische Glasweg mit eingerechnet. Wird das Prisma weggelassen, entsteht ein primäres Spektrum.

Achromat mit Glaswegkompensation aber ohne Prisma

Dieser Korrekturzustand wird durch den Glastyp des Prismensystems sehr stark beeinflußt. Auch eine größere Änderung des Glasweges oder abweichende Glaseigenschaften wirken sich ähnlich negativ aus.

Ein Achromat, wie er zum Beispiel in astronomischen Teleskopen Anwendung findet, ist typischerweise ohne Glasweg korrigiert und zeigt ähnliche Eigenschaften wie das oben dargestellte Objektiv. In diesem Beispiel wurden nur die beiden äußeren Radien geändert während der Kittflächenradius, die Linsendicken und die Glassorten beibehalten wurden.

Achromat gerechnet ohne Glaswegkompensation

Auch hier zeigen sich ähnliche Probleme, wenn im nachhinein ein Prismensystem hinzugefügt wird. Man möchte meinen, daß das Ergebnis für rot und grün durchaus der Qualität eines Achromaten entspricht, jedoch sind die Abweichungen im blauen Bereich sehr viel größer.

Achromat gerechnet ohne Prisma aber mit Prisma