天文望远镜史话

 望远镜的问世,延长了人们的视线,开阔了眼界。随着科学技术的发展,特别是近年来望远镜与电子技术、X射线技术、γ射线技术、计算机技术的紧密结合,使望远镜的聚光能力、分辨率、观测距离、放大本领增大,极大地提高了望远镜的观测水准。根据不同的需要,出现了大地望远镜、测量望远镜、军事望远镜、观赏望远镜、天文望远镜等。望远镜已成为人们从事科学研究和经济建设的有力助手,广泛应用于天文、导航、科学考察等领域,成为一项高科技产品,尤其天文望远镜已是反映一个国家经济实力和高科技水平的重要指标。我们浅略地追述望远镜的发展,特别是天文望远镜的发展,从中看出望远镜在科学发展中的重要作用和深远意义。     

深度热稳定望远镜腔

本文从理论上详细讨论了当g~*参数满足条件g_1~*g_2~*=1/2的望远镜腔的深度热稳特性.解析地推导出补偿热扰的望远镜失调量(?)的精确表示式.并且证明,采用适当的假设,就可从精确公式推导出文献[4,5]中失调量(?)的简化近似公式.计算机模拟和数值计算证实了我们的理论结果,并给出光斑大小随望远镜腔参数变化的曲线.     

拟议中的21世纪光学望远镜

 不论天文爱好者还是职业天文学家都渴望有一台大的反射镜或透镜,因为它能聚集更多的光,具有显示天体细节的潜能。特别是专业工作者,大仪器是研究宇宙中的暗星系和现代天文学中许多重要问题不可或缺的。可以说望远镜越大越好。现在,大地基望远镜主要是口径8～10米的反射镜,它们代表了自伽利略将望远镜用于夜空研究400年以来光学望远镜发展的巅峰。其中有建在智利的欧洲空间局的甚大望远镜(由4台8米望远镜构成),位于夏威夷的两台10米凯克望远镜和8.3米昴星望远镜,双子望远镜(两台望远镜分别装在南半球和北半球),以及德克萨斯州麦克唐纳天文台的9米大型拼镶镜面望远镜。     

基于AR模型搜索迭代算法的望远镜跟踪误差分析

在大口径光学望远镜观测星体目标时,其跟踪误差主要由风载引起的望远镜跟踪抖动误差和大气湍流引起的跟踪误差组成.建立了望远镜跟踪误差的简化分析模型,提出了一种采用AR模型迭代算法将风载引起的望远镜跟踪抖动误差和大气湍流引起的跟踪误差分离的新方法,并在1.8 m望远镜上进行了实验验证.结果表明,风载引起的望远镜跟踪抖动误差与风向和风速直接相关,实验结果与理论分析比较符合.     

双筒望远镜的国内外市场状况及其发展趋势

本文详尽地介绍了双筒望远镜国内外市场状况及生产国状况,提出了我国双筒望远镜的生产方向及其发展趋势和销售展望。     

地基大口径望远镜系统结构技术综述

概述了地基大口径望远镜的发展状况,阐述了口径变大的意义及实现的关键技术途径。概括了当前大口径望远镜的应用价值。介绍了国外5种典型的大口径望远镜系统,它们代表了当前地基大口径望远镜发展的最高技术水平。从跟踪架、主望远镜筒、主镜支撑及次镜支撑调整几个方面论述了大口径望远镜的结构特点及关键技术。最后,总结了大口径望远镜系统的发展趋势,指出其光学系统已从同轴系统向离轴系统发展并极具应用前景。     

未来的大望远镜

 1610年1月,伽利略将其简陋的望远镜转向天空,在不长的时间里,作了一系列惊人的天文发现:月球的山脉,木星的卫星,金星的盈亏现象,以及构成银河的无数恒星…….伽利略望远镜的口径只有4厘米,而1897年建成、迄今仍为世界最大的折射望远镜,口径达101.6厘米.为什么不建造更大口径的折射望远镜呢?技术上有很多困难,如好几百公斤重的大口径透镜,将会在其自身重量的影响下发生形变等.另外,大口径透镜固然可以让更多的星光通过,但随着透镜口径的增大,其厚度也相应加大,星光将更多地被吸收,结果是有点得不偿失。     

185雷达标校测量电视定线望远镜的校调

雷达与标校电视定线望远镜的组合,实际上即成为雷达经纬仪,见图1所示,但是其中定线望远镜与一般大型经纬仪中的望远镜工作情况有所不同。区别如下:其一、定线望远镜在雷达上的安装位置与雷达电轴x轴之间有一偏移距离-ΔY和ΔZ。     

TR4终端高性能探测器系统

描述了兰州中能重离子加速器TR4终端装备的高性能探测器系统的结构性能.各类探测器都达到了很好的性能指标.Si多叠层望远镜,Z/△Z～50,△E/E～0.3%.IC+PSD+SPD+CsI(T1)对数密度望远镜,Z/△Z～44.5,△x～1.7mm.棉球面反射镜结构开始时间探测器装置,△t～140Ps.重离子飞行时间谱仪,A/△A～86,Z/△Z～48,△E/E～0.78%,△t～286ps.9单元和36单元CsI(T1)轻粒子小角度关联探测器阵列,Si+CsI(T1)轻粒子望远镜也达到了很好的性能指标.简述了小角度关联等实验结果.     

关于光学实验中望远镜与光杠杆的调节探讨

在关于望远镜的光杠杆调节中通常只给出了对光杠杆及望远镜的上下位置的调节,而忽视了望远镜和光杠杆的左右调节。给出了望远镜和光杠杆的调节中左右位置的调节原理和调节操作方法,从而使望远镜和光杠杆的调节更具有目的性,使实验进行的更加快速和准确。     

基于带状弹簧的空间望远镜精密展开技术进展

采用带状弹簧构造的可折叠多杆并联结构对卡塞格林型望远镜的次镜进行支撑,并结合在轨调节,可以实现口径＜1 m的可展开空间望远镜。描述了基于带状弹簧的可展开空间望远镜的结构特点,介绍了近年来发表的四杆支撑、八杆支撑、三杆支撑和六杆支撑等4种基于带状弹簧的空间望远镜精密展开技术的研究进展。建议针对带状弹簧空间望远镜的精密展开技术,应进一步开展结构动力学建模、结构优化以及误差的光电测量和校正等方面的研究。此外,在模拟微重力环境下展开实验也有助于推动展开动力学和展开精度的研究,而非对称展开结构将是今后该项技术的研究方向之一。认为开展基于带状弹簧的空间望远镜精密展开技术的研究将促进基于微小卫星平台的高分辨率遥感成像和自由空间光通信技术的发展。     

一种复合型空间软X射线--极紫外波段望远镜设计

根据空间对日观测的需要,提出了一种复合型宽波段范围的软X射线———极紫外望远镜的设计方案。该望远镜是把小结构尺寸的卡塞格林型极紫外波段正入射望远镜放置在软X射线波段,并由常用的Wolter Ⅰ型掠入射望远镜的中心部分组成。在软X射线和极紫外波段具有相同的焦距和视场角,共同使用同一个探测器,外形尺寸与相同指标的掠入射型望远镜一致,且在极紫外波段具有较高的角分辨率和光谱分辨率,适合于在空间进行对日观测使用。     

一种空间超紫外望远镜在轨指向标定方法

介绍了一种不同波段的超紫外望远镜在轨指向的标定方法。此方法利用四个波段(13.0,17.1,19.5,30.4nm)的超紫外望远镜均有较高的光谱响应和能够对较强的太阳辐射光谱成像的特点,根据由不同的望远镜所获得的太阳的四个图像的变化,计算出了四个望远镜间的指向偏差。根据四个不同波段的超紫外望远镜的光学性能和太阳紫外辐射谱线的亮度优化出了具体的太阳辐射谱线,并对所选用的标定谱线的可行性进行了分析。该方法的在轨标定精度为0.1″。     

高分辨率光谱仪与极大望远镜耦合问题分析

介绍国际上地面极大光学/红外望远镜的研制概况,分析高分辨率光谱仪与极大口径望远镜耦合中的难题,结果表明极大口径望远镜需要超大面积阶梯光栅和超快焦比相机。根据光谱仪与望远镜的匹配关系,30 m级极大口径望远镜的高分辨率光谱仪的准直光束将大于70 cm,主色散阶梯光栅的面积大于2 m2,照相机的焦比F/0.5,按照目前的制造技术无法提供上述光栅和相机,因此,提出高分辨率光谱仪与极大望远镜进行耦合的技术。针对耦合问题给出了相应解决方案,即采用像切分器、拼接光栅以及白瞳设计等技术将是极大口径望远镜与高分辨率光谱仪耦合的主要解决方案。     

被动无热化切换式长波红外双视场望远镜

 提出切换式双视场光学系统的结构形式,探讨了切换式双视场光学系统的被动无热化设计理论。在此基础上,设计了工作波长为7.7 μm～10.3 μm的被动无热化切换式双视场望远镜。采用衍射面和非球面减少光学元件数量并提高像质,切换式双视场望远镜在-55℃～+70℃全温度带内MTF@18 lp/mm≥0.45。最后对设计结果进行了扩展,给出2个以该结构形式和材料分配为基础的镜头设计结果,结果表明该结构形式和材料分配具有一定的普适性。     

利用相位差法测量望远镜像差

大气湍流引起的动态波前畸变和望远镜的像差是限制望远镜分辨力的主要因素,如何准确地测量望远镜的像差是进一步提高望远镜分辨能力的关键问题。相位差法利用在焦面和离焦面上同时采集到的短曝光图像,恢复出瞬时波前相位分布,然后根据大气湍流的统计特性进行平均,可以实现对望远镜像差的估计。通过计算机模拟实验,对利用相位差法恢复光瞳上的波前相位和测量望远镜像差进行了研究。模拟研究结果表明,利用相位差法能有效地估计出望远镜像差,估计均方根误差约为0.08个波长。     

Mo/Si multilayers used for the EUV normal incidence solar telescope

This paper first reviews an EUV normal incidence solar telescope that we have developed in our lab. The telescope is composed of four EUV telescopes and the operation wavelengths are 13.0 nm, 17.1 nm, 19.5 nm, and 30.4 nm. These four wavelengths, fundamental to the research of the solar activity and the atmosphere dynamics, are always chosen by the EUV normal incidence solar telescope. In the EUV region, almost all materials have strong absorption, so optics used in this region must be coated by the multila...     

大型望远镜交流伺服控制系统综述

本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点及未来发展趋势,为大型望远镜交流伺服控制系统的设计提供一定的参考。