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國之大器 快速液晶自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)助力光學(xué)望遠鏡
2018年08月14日 08:58:35 來源：中國化工儀器網(wǎng) 點擊量：7077

望遠鏡是天文觀測中的重要工具，其分辨能力決定著人們可觀測到的宇宙空間的大小。如今，望遠鏡已經(jīng)經(jīng)歷了400余年的發(fā)展歷史，其口徑由當(dāng)初的幾厘米發(fā)展到目前的幾十米，用途也由純天文觀測發(fā)展成對地球外層空間人造目標的普查編目、監(jiān)視定軌及成像識別。

　　【中國化工儀器網(wǎng) 本網(wǎng)視點】望遠鏡是天文觀測中的重要工具，其分辨能力決定著人們可觀測到的宇宙空間的大小。如今，望遠鏡已經(jīng)經(jīng)歷了400余年的發(fā)展歷史，其口徑由當(dāng)初的幾厘米發(fā)展到目前的幾十米，用途也由純天文觀測發(fā)展成對地球外層空間人造目標的普查編目、監(jiān)視定軌及成像識別。
 
　　地基大口徑望遠鏡是天文觀測中重要的儀器設(shè)備之一，但快速變換的大氣湍流為其觀測帶來了不少障礙，一些科學(xué)家不得不將望遠鏡送入太空，但這樣便大大增加了觀測的成本和技術(shù)操作的難度。
 
　　為了改善這一缺點，使望遠鏡在地面上就能獲得與其在太空中相媲美的觀測效果，我國科研人員便開始了對自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的研究。自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)主要包含三個基本組成部分：波前傳感器、波前校正器和波前控制器。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r測量并補償各種因干擾引起的光學(xué)系統(tǒng)的波前畸變，使光學(xué)系統(tǒng)具有自動適應(yīng)外界條件變化而保持佳工作狀態(tài)的能力。基于這樣的優(yōu)點，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)一直被廣泛應(yīng)用于天文觀測和激光傳輸?shù)阮I(lǐng)域。
 
　　近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國家重點實驗室已經(jīng)成功研制出快速液晶自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功應(yīng)用于日前交付使用的2米自適應(yīng)光學(xué)望遠鏡中，它能隨時抵消因大氣湍流帶來的的干擾，使得2米自適應(yīng)光學(xué)望遠鏡的空間分辨性能大幅提升，隔著1000公里的大氣層依然能夠清晰的觀測星體。
 
　　據(jù)了解，研究團隊歷時8年，先后突破了快速響應(yīng)液晶材料體系、高速數(shù)據(jù)傳輸及發(fā)送電子系統(tǒng)、佳響應(yīng)盒厚優(yōu)化與過壓驅(qū)動、基于分子組裝的納米級光控取向技術(shù)等一系列關(guān)鍵性技術(shù)。該研究團隊自主構(gòu)建了具備高精度硅基液晶器件研發(fā)能力的研發(fā)平臺，在國內(nèi)成功研制出響應(yīng)時間僅為0.65毫秒的高速、高精度液晶光調(diào)制器，并成功應(yīng)用在液晶自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中，使得應(yīng)用了液晶自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的地基望遠鏡獲得了與其在太空中相當(dāng)?shù)挠^測分辨率。基于上述技術(shù)突破，該團隊的研究成果獲得了吉林省技術(shù)發(fā)明一等獎。目前，該成果已進入產(chǎn)業(yè)化階段，團隊先后與北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、武漢光訊、西安光機所、白俄羅斯新材料化學(xué)所等國內(nèi)外機構(gòu)建立了合作關(guān)系，瞄準不同需求共同研發(fā)特種液晶光調(diào)控器件。
 
　　自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)大多數(shù)都應(yīng)用于天文成像領(lǐng)域，但隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展改進和成熟，技術(shù)成本不斷下降，應(yīng)用領(lǐng)域也得到較大的拓展。如今，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)逐漸在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、通訊、測試等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，相信在不久的將來，這項科學(xué)技術(shù)必將會為我國創(chuàng)造出更高的社會和經(jīng)濟效益。
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