我国大口径太阳望远镜拼接光学技术取得重要突破

科技日报记者 赵汉斌

记者29日从中国科学院云南天文台获悉，该台近期在大口径太阳望远镜拼接主动光学技术方面，解决了边缘传感器短周期定标的频率问题，进一步完善了环形拼接方案，这意味着在该领域取得重要突破。相关成果在国际期刊《光学快报》上发表。

8米环形拼接方案，是我国巨型太阳望远镜（CGST）的重要方案之一，相比于整镜方案，可大幅降低研制成本和风险。为满足高分辨率观测要求，巨型太阳望远镜需要在可见光和近红外波段实现拼接共相控制。但太阳望远镜运行环境复杂，传统机电型边缘传感器会受到复杂观测环境的影响而导致零点漂移，不能实现共相保持。

近期，云南天文台提出创新方案，利用光学共相探测技术，对机电型边缘传感器的零点进行短周期定标改正，而改正频率是巨型太阳望远镜实现拼接共相的关键因素之一。为确定边缘传感器的零点定标频率，云南天文台与南京天文光学技术研究所合作，开展了大气湍流对光学共相误差探测的影响研究。

研究基于云南天文台拼接主动光学实验系统，模拟分析了在大气湍流环境下，不同探测子孔径尺寸和曝光时间对光学共相探测误差影响，并采用新的光学共相探测技术。结果表明在大气视宁度良好的条件下，当探测子孔径尺寸为大气相干长度的0.8倍、曝光时间不少于40毫秒时，光学共相探测精度优于3纳米；在10厘米视宁度情况下，探测子孔径为80纳米，则机电型边缘传感器的零点定标改正频率可达10赫兹以上。

这些研究结果，为机电边缘传感器的短周期校准及使用光学测量方法进行实时同相位误差检测提供了重要参考，有助于进一步完善巨型太阳望远镜环形拼接方案。