Digitalized Mirror Array and Its Application in Large Telescope： Principle and Case Studies

In this article, we report the principle and conceptual design of a fundamentally different technology in fabricating high precision aberration free optical devices. The tip-tilt of facet in a mirror array is produced by digitally controlled line-tilts of rows and columns. It has not only provided a cost-effective designing methodology in optical physics but also led to a much finer precision of 1 mili arc sec or less. As examples of the application of the proposed digitalised optics, two case studies have been given： a 10 m Schmidt telescope （off-axis） and an 8 m Cassegrain telescope （on-axis）.     

光学综合孔径望远镜中子望远镜平行性和光程差调整的研究

光干涉技术与天文望远镜技术的结合是提高天文观测分辨率的一种有效方法.采用望远镜阵代替单个大口径望远镜来集光观测,利用最大基线的概念来等效传统光学望远镜的最大口径,很大程度上解决了单个望远镜集光能力不足、角分辨率不高的问题.然而对于光干涉来说,在应用中,只有满足:两束光的相位差δ必须相对稳定、存在相互平行的振动分量、频率相同、两光波在相遇点所产生振动的振幅相差不悬殊和两光波在相遇点的光程差(OPD)应在相干长度之内等这些条件时才能部分相干.光学综合孔径(OAS)望远镜产生干涉条纹的前提条件是子望远镜之间必须两两相干.推导了双光束光干涉的要求,并从双光束干涉的平行性和光程差的要求出发,研究并得出光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差的要求.结合双光束干涉的恒星光干涉仪的光束平行性和光程差的调整方案,研究并得到了光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差调整的光学方案,并讨论了该系统的改进措施.     

窥视苍穹：从肉眼观星到太空望远镜

 “我的目标很简单，就是完全理解我们的宇宙，弄清它为什么会是今天这个样子，以及它究竟为什么存在。”《时间简史》的作者斯蒂芬·霍金恰如其分地表达了那种自远古时代起就不断驱使科学家和哲学家去研究宇宙的求知欲望。适用于地球本身的物理定律在天文尺度同样适用，这一简单假设已经在建立宇宙模型方面取得了引人注目的成功，从而导致了物理学根本性的飞跃和实用技术天翻地覆的进步。考虑到客观条件对天文观测的苛刻限制，我们能在理解宇宙的道路上走得如此之远可谓十分不寻常了。其他物理学家可以通过改变和限制各种参数来检测一个封闭系统的变化，而宇宙的宽广无垠却意味着天文学家永远受制于大自然而无能为力。因此，实验科学中这个出类拔萃的分支理应得到公平的对待和充分的认可。本文旨在简要回顾天文学观测从早期的肉眼观星发展到如今发射造价数十亿美金的太空望远镜的精彩历程。     

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.     

近代高分辨地球成像商业卫星

综述了美国DigitalGlobe公司的QuickBird,WorldView-1,WorldView-2卫星和GeoEye公司的IKONOS,GeoEye-1,GeoEye-2等卫星的发展概况。分析评论了这些不同发射时间和使用年代的近代高分辨地球成像商业卫星及其空间相机的主要技术指标和特点,指出了研制小型、灵巧性卫星是近代高分辨地球成像商业卫星的发展趋势,其中需要解决的核心技术主要包括卫星的精密姿态控制、小像元尺寸和高积分级数TDICCD的研制,小相对孔径光学系统的设计以及用于图像增强的数字图像处理技术等。     

地基多孔径成像系统验证实验设计

基于工程实践中高分辨率目标成像技术的需求,讨论了光学合成孔径成像技术的成像原理以及在提高成像分辨率方面的优越性,阐述了国内外在相关领域取得的科研成果及存在的技术难点。在现有加工工艺及装调检测条件下,设计了基于两个子望远镜的合成孔径成像实验。以斐索型多孔径望远镜为研究对象,从几何光学理论出发,讨论了地基斐索型合成孔径成像系统实验的可行性。分析实验中关键组件的调整精度,提出了合成孔径成像系统精确成像的方案。实验中设计了分辨率±0.03mm的微调机构来保证系统获得清晰的像,并使用分辨率达到0.05μm的压电直线精密驱动器来保证两束光相位同步。分析结果表明,本文设计的地基多孔径成像系统实验切实可行,可得到合成孔径成像系统分辨率的确切值,为进一步研究合成孔径成像系统奠定了基础。     

Precision position measurement of single atom

Atom localization in a five-level atomic system under the effect of three driving fields and one standing wave field is suggested. A spontaneously emitted photon from the proposed system is measured in a detector. Precision position measurement of an atom is controlled via phase and vacuum field detuning without considering the parity violation.     

离轴全反射施密特系统设计

为满足紫外宽光谱大视场焦平面光学成像系统的设计要求,研究了全反射施密特光学系统.分析了球面反射镜曲率中心波前,推导了透射及反射施密特校正板方程.为避免光线被遮挡,设计了离轴全反射施密特光学系统.在宽光谱(240~950nm)大视场(±5°)离轴全反射施密特系统中,当λ=0.24μm,u′m=5°时,Δf≤0.031 5mm,探测器控制在焦深范围内,光学系统成像质量达到了衍射极限.该施密特光学系统设计方法适用于宽波段高分辨率紫外成像系统.