Anastigmatismo de tres espejos

Las primeras fueron propuestas en 1935 por Maurice Paul. ^{[ 1 ]} La idea básica de la solución de Paul es que los espejos esféricos, con un diafragma en el centro de curvatura, solo presentan aberración esférica, sin coma ni astigmatismo (aunque sí producen una imagen en una superficie curva con un radio de curvatura equivalente a la mitad del del espejo esférico). Por lo tanto, si se corrige la aberración esférica, se puede obtener un campo de visión muy amplio. Esto es similar al diseño convencional de Schmidt , pero este último lo logra mediante una placa correctora refractiva en lugar de un tercer espejo.

La idea de Paul consistía en comenzar con un compresor de haz Mersenne, similar a un Cassegrain formado por dos paraboloides (confocales) , con los haces de entrada y salida colimados. El haz de entrada comprimido se dirige entonces a un espejo terciario esférico, lo que produce la aberración esférica tradicional. La clave de la idea de Paul reside en que el espejo secundario puede convertirse de nuevo en un espejo esférico.

Una forma de entender esto es imaginar que el espejo terciario, que sufre de aberración esférica, se reemplaza por un telescopio Schmidt, con una placa correctora en su centro de curvatura. Si los radios del secundario y del terciario tienen la misma magnitud, pero signo opuesto, y si el centro de curvatura del terciario se sitúa directamente en el vértice del espejo secundario, entonces la placa Schmidt quedaría sobre el espejo secundario paraboloide. Por lo tanto, la placa Schmidt necesaria para convertir el espejo terciario en un telescopio Schmidt se elimina gracias a la forma paraboloide que se forma sobre el secundario convexo del sistema Mersenne, ya que ambos corrigen la misma magnitud de aberración esférica, pero con signo opuesto. Además, como el sistema Mersenne + Schmidt es la suma de dos anastigmáticos (el sistema Mersenne es un anastigmático, al igual que el sistema Schmidt), el sistema resultante también es un anastigmático, ya que las aberraciones de tercer orden son puramente aditivas. ^{[ 2 ]} Además, el espejo secundario ahora es más fácil de fabricar, ya que es esférico en lugar de parabólico. Este diseño también se denomina Mersenne-Schmidt , puesto que utiliza una configuración Mersenne como corrector para un telescopio Schmidt.

La solución de Paul tenía un plano focal curvo , pero esto se corrigió en el diseño de Paul-Baker, introducido en 1969 por James Gilbert Baker . ^{[ 3 ]} El diseño de Paul-Baker añade espaciado adicional y modifica la forma del espejo secundario a elíptico, lo que corrige la curvatura de campo para aplanar el plano focal. ^{[ 4 ]}

Un conjunto de soluciones más general fue desarrollado por Dietrich Korsch en 1972. ^{[ 5 ]} Un telescopio Korsch se corrige para la aberración esférica , el coma , el astigmatismo y la curvatura de campo y puede tener un amplio campo de visión al tiempo que garantiza que haya poca luz parásita en el plano focal .

Una variación del diseño de Korsch es el telescopio de dos espejos y tres superficies ^{[ 6 ]} introducido por Shai Eisenberg y Earl T.  Pearson en 1987. Empleando las ecuaciones de Korsch con modificaciones mínimas, el número de espejos se reduce de tres a dos al combinar la superficie primaria y la terciaria en el mismo espejo. En una opción, la terciaria es idéntica a la primaria, mientras que la segunda opción muestra la terciaria pulida en el espejo primario. El telescopio Eisenberg-Pearson no requiere un espejo de pliegue plano para permitir el acceso al plano de imagen, ya que el plano focal está ubicado detrás del espejo secundario. Una ilustración compacta del telescopio de Korsch publicada en 1995 por Shai Eisenberg ^{[ 7 ]} es la versión sólida del diseño con el uso de reflexión interna total (TIR) ​​para integrar el cuarto espejo de pliegue sin introducir viñeteo .