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图2展现了对阳光宁静区米粒结构的GLAO开环和闭环

文章作者:4858美高梅网址 上传时间:2019-09-23

中国科学院光电技术研究所自适应光学重点实验室研制成功国内首块73单元变形次镜,并与1.8米望远镜对接,于2016年5月首次获取天文目标的高分辨率图像,标志着我国自适应光学技术取得重大突破。

近日,在国家自然科学基金天文联合基金重点项目支持下,中国科学院光电技术研究所饶长辉研究团队成功研制国内首套地表层自适应光学(Ground Layer Adaptive Optics, GLAO)试验系统,与云南天文台1米新真空太阳望远镜对接后,于近日首次获得了太阳黑子和太阳米粒的大视场高分辨力自适应光学校正图像,标志着我国太阳自适应光学技术再次取得重大突破。

4858美高梅ag,传统光电望远镜与自适应光学系统相互独立,需要利用专门的变形镜及其匹配光学系统实现对大气湍流的波前校正,系统光学结构复杂,光能利用率低。基于变形次镜的自适应光学望远镜,使用可变形的曲面反射镜作为望远镜的次镜进行波前校正,可以有效简化系统结构,提升望远镜的光能利用率,减小背景辐射,提高望远镜对暗弱目标、红外目标的观测能力。研究团队利用夏克-哈特曼波前传感器实时测量大气湍流引入的波前像差,使用73单元压电驱动式变形次镜对波前像差进行闭环校正,最终实现对天文目标的高分辨力成像观测。

典型太阳活动区大小在1′~3′左右,传统自适应光学系统由于等晕区的限制,高分辨力校正视场只有10″左右,无法满足大视场高分辨力观测要求。GLAO是大视场自适应光学技术的一种,只针对地表层大气湍流进行波前探测和校正,虽然达不到接近衍射极限的分辨力,但是可以在大视场范围内提高成像质量。研究团队研制了大视场多通道相关夏克-哈特曼波前传感器,对1′视场内大气湍流进行波前探测,并提取地表层大气湍流引起的波前像差进行闭环校正,最终实现了大视场高分辨力成像。图1展示了活动区NOAA12480,TiO波段(中心波长7057Å,半宽6Å)的GLAO开环和闭环图像;图2展示了对太阳宁静区米粒结构的GLAO开环和闭环图像。可以看出,GLAO对大视场范围内的图像质量提升十分明显。

图3分别展示了5月11日自适应光学望远镜对恒星HIP102488的J波段开环和闭环观测图像。系统闭环工作时,恒星图像的分辨率达到1.7倍衍射极限。

GLAO技术可为太阳物理学家研究太阳活动现象及物理本质提供新的科学工具,以及更精确的观测数据,并为进一步开展大视场多层共轭自适应光学技术研究奠定基础。

该试验系统的成功闭环观测,标志着我国基于变形次镜的自适应光学望远镜技术取得重大突破,有望简化大口径地基望远镜的结构,提升望远镜探测能力,促进天文学研究迈向更加暗弱的星体。

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图1 活动区NOAA 12480的GLAO开环和闭环图像

图1 传统光电望远镜及其自适应光学系统

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图2 太阳宁静区米粒结构的GLAO开环和闭环图像

图2 基于变形次镜的自适应光学望远镜

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图3恒星HIP102488的J波段成像观测结果,左图为开环图像,右图为闭环图像

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