中國成功制造兩米自適應光學望遠鏡

自適應恆星校正效果
中國科學院長春光學精密機械與物理研究所光電探測部大口徑團隊研製的兩米口徑自適應光學望遠鏡完成組裝測試,並安裝到所內試驗塔台開始與庫德光路和自適應光學系統進行對接裝調。經過兩個月的調試,在今年7月16日順利開光。在城市環境光污染嚴重、大氣湍流強烈的條件下,利用自適應光學系統補償,望遠鏡達到了優於兩倍衍射極限的成像效果。

兩米望遠鏡主鏡採用了比剛度高、導熱係數高的碳化矽(Silicon carbide,SiC)俗稱金剛砂材料,採用高精度凝膠注模成型、無裂紋乾燥、無應力反應連接、真空燒結等關鍵核心技術與工藝,成功研製出了目前國內工程應用的最大口徑兩米單體碳化矽主鏡鏡坯。採用應力盤組合磁流變等先進加工技術,製造出面形精度優於 λ/42 的 兩米單體碳化矽反射鏡主鏡。針對碳化矽主鏡比剛度大、熱膨脹係數大的特點,主鏡採用了基於運動學(Kinematic)原理的柔性支撐系統,既可以保證輸出指定的支撐力,又可以減小溫差帶來的影響,支撐後的面形精度優於 λ/40 。為實現高帶寬精密跟踪控制,兩米望遠鏡跟踪架採用了自主研發的大接觸角雙排異徑球軸承。在國內首次使用萬牛米級無刷永磁同步力矩電機驅動,結合矢量控制技術,採用自適應結構濾波與加速度反饋相結合的先進控制策略,並採用複合軸跟踪技術,達到了對恆星 0.04角秒( RMS )的跟踪精度。研製的349單元變形鏡自適應光學系統採用多輸入多輸出實時並行數據處理技術,系統校正頻率達到了2kHz ,取得了很好的校正效果,是目前國內工程應用的最大規模自適應光學系統。

【圖、文:節錄自中國科學院長春光學精密機械與物理研究所網頁;新聞訊息由林景明提供】

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