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國之大器 快速液晶自適應光學系統助力光學望遠鏡
2018年08月14日 08:58:35
來源：中國化工儀器網 點擊量：7082
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，望遠鏡已經經歷了400余年的發展歷史，其口徑由當初的幾厘米發展到目前的幾十米，用途也由純天文觀測發展成對地球外層空間人造目標的普查編目、監視定軌及成像識別。
【中國化工儀器網 本網視點】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，望遠鏡已經經歷了400余年的發展歷史，其口徑由當初的幾厘米發展到目前的幾十米，用途也由純天文觀測發展成對地球外層空間人造目標的普查編目、監視定軌及成像識別。
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光學系統的研究。自適應光學系統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。該系統能夠實時測量并補償各種因干擾引起的光學系統的波前畸變，使光學系統具有自動適應外界條件變化而保持佳工作狀態的能力。基于這樣的優點，自適應光學系統一直被廣泛應用于天文觀測和激光傳輸等領域。
近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所應用光學國家重點實驗室已經成功研制出快速液晶自適應光學系統。該系統成功應用于日前交付使用的2米自適應光學望遠鏡中，它能隨時抵消因大氣湍流帶來的的干擾，使得2米自適應光學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。
據了解，研究團隊歷時8年，先后突破了快速響應液晶材料體系、高速數據傳輸及發送電子系統、佳響應盒厚優化與過壓驅動、基于分子組裝的納米級光控取向技術等一系列關鍵性技術。該研究團隊自主構建了具備高精度硅基液晶器件研發能力的研發平臺，在國內成功研制出響應時間僅為0.65毫秒的高速、高精度液晶光調制器，并成功應用在液晶自適應光學系統中，使得應用了液晶自適應光學系統的地基望遠鏡獲得了與其在太空中相當的觀測分辨率。基于上述技術突破，該團隊的研究成果獲得了吉林省技術發明一等獎。目前，該成果已進入產業化階段，團隊先后與北京大學、復旦大學、武漢光訊、西安光機所、白俄羅斯新材料化學所等國內外機構建立了合作關系，瞄準不同需求共同研發特種液晶光調控器件。
自適應光學系統大多數都應用于天文成像領域，但隨著該技術的不斷發展改進和成熟，技術成本不斷下降，應用領域也得到較大的拓展。如今，自適應光學系統逐漸在軍事、工業、醫療、通訊、測試等領域被廣泛應用，相信在不久的將來，這項科學技術必將會為我國創造出更高的社會和經濟效益。
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