Celem katadioptrycznych układów optycznych, takich jak teleskopy, jest połączenie zalet elementów refrakcji (dioptrii) i odbicia (katoptryczności). Poprzez integrację soczewek i luster systemy katadioptryczne mają na celu osiągnięcie określonych właściwości optycznych, takich jak zwartość, duże powiększenie i korekcja aberracji optycznych. Takie podejście do projektowania jest szczególnie cenne w zastosowaniach, w których przenośność, wszechstronność i wydajność optyczna są czynnikami krytycznymi.
Teleskopy katadioptryczne są szeroko stosowane w astronomii i obserwacjach naziemnych ze względu na ich wszechstronność i kompaktową konstrukcję. Teleskopy te wykorzystują kombinację soczewek i luster, aby skutecznie zbierać i skupiać światło na dużych odległościach. Są popularne wśród astronomów amatorów i obserwatorów gwiazd ze względu na możliwość zapewnienia dużych możliwości powiększenia w stosunkowo małym i przenośnym instrumencie. Teleskopy katadioptryczne, takie jak konstrukcja Schmidta-Cassegraina, nadają się do obserwacji obiektów niebieskich, takich jak planety, gwiazdy i obiekty głębokiego nieba, a także do zastosowań naziemnych, takich jak obserwacja i monitorowanie dzikiej przyrody.
Zasada działania układu katadioptrycznego polega na wykorzystaniu zarówno elementów odblaskowych, jak i refrakcyjnych do manipulowania i skupiania światła. Na przykład w teleskopach światło wpada do płytki lub soczewki korygującej, która koryguje aberracje optyczne i kieruje światło do zwierciadła głównego. Zwierciadło główne odbija światło do zwierciadła wtórnego, które z kolei kieruje światło przez centralny otwór w zwierciadle głównym do okularu lub czujnika. Taki układ optyczny umożliwia systemom katadioptrycznym osiągnięcie długich ogniskowych i dużych powiększeń przy zachowaniu kompaktowych rozmiarów fizycznych.
Przykładem katadioptrycznego układu optycznego jest teleskop Schmidta-Cassegraina (SCT). Ten typ teleskopu łączy w sobie sferyczne zwierciadło główne z płytką korekcyjną z przodu teleskopu, a także zwierciadło wtórne w górnej części tubusu. Płytka korekcyjna działa jak soczewka korygująca aberracje optyczne, podczas gdy zwierciadła główne i wtórne odbijają i skupiają światło, tworząc obraz. Teleskopy Schmidta-Cassegraina słyną ze swojej wszechstronności, zwartości i łatwości obsługi, co czyni je popularnym wyborem wśród astronomów i astrofotografów.
Różnica między dioptriami i katadioptrami polega na ich głównych elementach optycznych i zasadach projektowania. Układy dioptrii, znane również jako układy refrakcji, wykorzystują przede wszystkim soczewki (przezroczyste elementy optyczne) do zaginania i skupiania światła. Soczewki te załamują światło przechodzące przez nie, zmieniając jego kierunek i skupiając się, tworząc obraz. Z drugiej strony systemy katadioptryczne integrują zarówno soczewki, jak i lustra. Wykorzystują lustra odbijające światło i soczewki załamujące światło, łącząc w sobie zalety optyczne obu typów elementów. To hybrydowe podejście umożliwia systemom katadioptrycznym osiągnięcie określonych właściwości optycznych, takich jak ogniskowa, korekcja aberracji i kompaktowy rozmiar fizyczny, co może nie być łatwe do osiągnięcia w przypadku konstrukcji wyłącznie refrakcyjnych lub odblaskowych.