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中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所自適應(yīng)光學(xué)重點實驗室研制成功國內(nèi)首塊73單元變形次鏡,并與1.8米望遠鏡對接,于2016年5月首次獲取天文目標的高分辨率圖像,標志著我國自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)取得重大突破。
傳統(tǒng)光電望遠鏡與自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)相互獨立,需要利用專門的變形鏡及其匹配光學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)對大氣湍流的波前校正,系統(tǒng)光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,光能利用率低(圖1所示)?;谧冃未午R的自適應(yīng)光學(xué)望遠鏡,使用可變形的曲面反射鏡作為望遠鏡的次鏡進行波前校正,可以有效簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提升望遠鏡的光能利用率,減小背景輻射,提高望遠鏡對暗弱目標、紅外目標的觀測能力(圖2所示)。研究團隊利用夏克-哈特曼波前傳感器實時測量大氣湍流引入的波前像差,使用73單元壓電驅(qū)動式變形次鏡對波前像差進行閉環(huán)校正,最終實現(xiàn)對天文目標的高分辨力成像觀測。
圖3分別展示了5月11日自適應(yīng)光學(xué)望遠鏡對恒星HIP102488的J波段開環(huán)和閉環(huán)觀測圖像。系統(tǒng)閉環(huán)工作時,恒星圖像的分辨率達到1.7倍衍射極限。
該試驗系統(tǒng)的成功閉環(huán)觀測,標志著我國基于變形次鏡的自適應(yīng)光學(xué)望遠鏡技術(shù)取得重大突破,有望簡化大口徑地基望遠鏡的結(jié)構(gòu),提升望遠鏡探測能力,促進天文學(xué)研究邁向更加暗弱的星體。
圖1 傳統(tǒng)光電望遠鏡及其自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)
圖2 基于變形次鏡的自適應(yīng)光學(xué)望遠鏡
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