為什麼望遠鏡都是圓的，而不是其他形狀的？

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前面有人說望遠鏡不都是圓的，這事沒錯；圓形易於加工，這事可能也沒錯。不過樓上們都沒有提到一個很重要的事情，就是望遠鏡鏡面形狀進行二維傅里葉變換之後就得到了成像的點擴散函數(PSF)。

好吧，就是這個意思——上圖：

（圖片來自：James Webb Space Telescope）

意思就是說，你要是造個圓形的鏡面，觀測看到的星點就也是圓的（當然外面還有一圈圈的衍射環）；你要是用六邊形的鏡面，出來就是那……樣的一個形狀的星點；你要是JWST太空望遠鏡那個拼接六邊形設計，出來的就是那…………樣形狀的星點。

星點呢，自然是越圓越好的。

太不圓的話……糟心啊。

（糟心的意思是說：1、我們希望各個方向上有相似乃至相同的角解析度，如果鏡面不圓，各個方向上的角解析度就會有所差異；差異太大出的圖就會很難看。2、我們希望每個點的光都是從這個點上發出來的，這樣才能很準確的定出每一點的流量；如果星點形狀太奇葩，你都不知道你看到的這一點的光包含了多少其他點跑過來的貢獻，流量就很難定了。）

ps,既然星點不圓會糟心，為什麼現代nb望遠鏡趨之若鶩的使用多個六邊形小鏡面拼接的設計方案呢？

好吧如果展開說又是一大堆，於是就給幾個關鍵詞有興趣的自己google好了：薄鏡面，拼接鏡面，主動光學，自適應光學

總之採用六邊形薄鏡面拼接最終實現的收益已經蓋過了星點不圓這件事，於是就成主流了。不過即便如此，六邊形總還是圓形的粗糙近似，鏡面總還是不會搞成一字型吧。

其中一個原因上面已經有人提到了。圓形易加工。望遠鏡的鏡片是非常精密的光學元件，需要達到1/8波上以上才算精度合格，我們知道可見光的峰值波長大概在0.5-0.6微米，1/8就是0.07微米左右，一根頭髮絲直徑的幾百分之一。在用刀口檢驗法檢測鏡面形狀時，即使是多拋光幾下引起的面形的改變，一根手指按壓鏡面一側引起的變形，手指與鏡片邊緣接觸較長時間留下的體溫引起的玻璃的局部膨脹，鏡材玻璃內部的細微的殘留應力或是不均勻導致的缺陷，這些都可以清楚地顯現出來（刀口檢驗法是個很天才的發明，需要的材料極簡，一個人造光點，一個刀片，卻可以察覺1/50波長級別的鏡面瑕疵）。就算是這麼高的精度要求，要做到也不算困難，經驗豐富的制鏡技師可以進一步做出1/20波長精度的鏡面。但是，如果鏡坯玻璃不是圓形而是其他形狀的話要做到這點是不可能的，非圓形的玻璃在加工時會產生極大的誤差。就算因為特殊需要有其他形狀的鏡片，也都是先做好一片圓形的再裁切出來的。

另外如果望遠鏡的通光口徑不是圓形，因為衍射效應會在明亮的星點周圍產生光芒，影響成像效果。

1.因為望遠鏡是屬於目視儀器，雖然現在有用數碼進行拍照，但是主要還是目視儀器，而目視儀器最後的接收器是人的眼睛---通過瞳孔進入人的感光區域，而瞳孔是圓的，這個能進行匹配。
2.長久以來，光學的鏡片加工，工藝主要是以圓形為主。

圓形的曲面加工相對規則，也最符合人類視覺習慣
弄成方的，視角受影響，邊角處單片光學玻璃的加工難度瞬間上升幾個等級，更別說關鍵的光路設計，成像畸變馬上就是不可接受的級別。。。。

1. 望遠鏡不都是圓的。普通的雙筒望遠鏡和小的天文望遠鏡是圓的，但是大型光學望遠鏡是用六邊形鏡片拼成的，單塊大鏡片沒有辦法做出來。如下圖：

2. 即使是天文望遠鏡，其實大部分都不是圓的。球形鏡片成像會有球差，所以高檔的鏡片用的都是拋物面鏡片。