主动光学—新一代大望远镜的关键技术

对主动光学技术在现代天文光学望远镜中的作用和工作原理作了较全面的介绍和评化,结合作者近十年的工作对薄镜面主动光学技术和拼接镜面主动光学技术的各个关键部分,如波前检测,波前拟合,校正力的确定,共焦和共同的检测作了较详细且深入的讨论和评述,也介绍了我国目前正在研制的同时采用薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术的大天区面积多目标光纤光镜望远镜的主动光学系统。     

1m望远镜夜间观测概况

本文主要介绍1m望远镜夜间观测情况，并对夜间观测时段（有效观测时间）进行统计、分析，并给出其结果。     

一种新的10米光学/红外望远镜

结合中国的实际情况提出了一 新的中国２１世纪的１０米光学／红外望远镜的方案,它是属于一种非常规概念设计的望远镜。这种新的大望远镜方案吸收了或主要参考了Ａｒｅｃｉｂｏ射电望远镜、美国的ＨｏｂｂｙＥｂｅｒｌｙ９米望远镜和ＬＡＭＯＳＴ方案的前身一光谱巡天望远镜方案。它的主镜是六角形子镜拼成的球面,在观测过程中主镜不动,由焦面的改正镜做跟踪,造价约为同样口径的常规设计望远镜的五分之一,并能满足绝大部分天文     

光学／红外望远镜和技术的进展

天文望远镜和技术在20世纪末取得了空前的辉煌成就,并将取得更辉煌的成就(1)大型望远镜的研制口径10m的两架Keck望远镜已分别在1994年和1996年投入工作.ESOVLT四架8m望远镜中的第一架已在1998年Firstlight,最后一架也将在今年内Firstlight.两架Gemini8m中的一架和一架Subaru8m望远镜都已完成.HET9m望远镜正在最后调试.由两个8m望远镜组成的LBT将于2004年完成,一架10m(复制的Keck)和一架9m(复制的HET)望远镜正在研制中.这些望远镜已配备或将配备先进的光学、红外CCD照相机和光谱仪,如Keck的NIRSPEC、VLT的FORS、ISAAC等.巡天计划中SDSS、2dF、2MASS和DENIS仪器已完成,都已投入观测.LAMOST正在积极研制中,VISTA即将开始研制.现在CalTech等已开始研制口径30m的极大望远镜(ELT),ESO和NOAO已开始了口径100m望远镜的预研,中国和英国也提出了很好的ELT方案.(2)探测器的改进当前CCD的量子效率QE蓝片已达70%～80%,红片已达90%,已投入使用的最大的拼接的CCD为12k×8k,几个8k×8k的CCD已用在望远镜上.当前20k×18k的拼接的CCD正在研制中.天文观测上CCD已取代了照相机底片.红外波段HgCdTe1k×1k的CCD已投入工作,2k×2k的正在研制中.(3)光干涉系统的进展多个光干涉系统已投入观测并取得了一系列天文成果,如GI2T,COAST、IOTA,NPOI,PTI、ISI、SUSI、MIRA;一些光干涉系统正在发展中,如CHARA、MRO、LBT;特别是两架Keck望远镜、四架VLT都配以一些较小的望远镜组成巨大的干涉阵,前者最长基线140m,后者200m,将在今后的数年内完成并投入观测.(4)自适应光学系统的应用许多3～4m级的望远镜已配置或正在研制相应的自适应光学系统,红外和可见光波段的衍射极限的像已在3～4m级的望远镜上获得,Keck和ESO都正在发展用于10m和8m望远镜的自适应光学系统.正在研制和预研中的30m到100m口径的望远镜也都配有自适应光学和光干涉系统.注本报告以McleanIS等执笔的IAUCommission9三年进展报告(见ReportsonAstronomy1996～1999,IAUTransaction,Vol.24A,p.316～327)为蓝本,补充扩大而成.     

主动光学─新一代大望远镜的关键技术

对主动光学技术在现代天文光学望远镜中的作用和工作原理作了较全面的介绍和评论。结合作者近十年的工作对薄镜面主动光学技术和拼接镜面主动光学技术的各个关键部分,如波前检测、波前拟合、校正力的确定、共焦和共面的检测作了较详细且深入的讨论和评述．也介绍了我国目前正在研制的同时采用薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术的大天区面积多目标光纤光谱望远镜的主动光学系统。     

应用自适应光学望远镜所取得的天文观测成果

自适应光学技术已经成为现代地基天文学学肓远镜的重要部分。在世界各地的天文台中,许多大型光学望远镜的自适应光学系统正在建造,不少的系统已经投入使用。自适应光学技术经过二十多年的发展,取得了越来越多的令人激动的天文观测成果,自适应光学正在接近成熟并正向天文实际应用的阶段转化。本文根据近几年来自适应光学望远镜在天文中的应用,对其所取得的天文成果给予介绍,并讨论了自适应光学系统所能开展的天文研究课题。     

应用自适应光学望远镜所取得的天文观测成果

自适应光学技术已经成为现代地基天文光学望远镜的重要部分。在世界各地的天文台中 ,许多大型光学望远镜的自适应光学系统正在建造 ,不少的系统已经投入使用。自适应光学技术经过二十多年的发展 ,取得了越来越多的令人激动的天文观测成果 ,自适应光学正在接近成熟并正向天文实际应用的阶段转化。本文根据近几年来自适应光学望远镜在天文中的应用 ,对其所取得的天文成果给予介绍 ,并讨论了自适应光学系统所能开展的天文研究课题。     

新疆天文台南山1 m宽视场光学望远镜测光系统

测光系统的流量定标是一项重要和基础的工作,其中影响流量定标的主要因素有探测器响应(测光零点)、颜色改正项和大气质量等.利用新疆天文台南山1 m宽视场光学望远镜对Landolt标准天区J054610+45的测光标准星进行了大气质量不同条件下的U,B,V,R,I多波段观测,根据布格定律求得了大气消光系数;并利用2017年1...     

8~10m级光学／红外望远镜的高分辨率光谱仪

介绍并比较了KeckSubaruVLTHET及Gemini中的5架8～10m天文望远镜的高分辨率光谱仪,分析这些仪器与2～4m级望远镜的阶梯光栅光谱仪或Coude光谱仪相比所采用的新设计思想和新技术.     

施密特望远镜的主光路导星系统

通过对施密特望远镜导星系统的研究,本文提出了一种新的主光路导星系统的设想。在这种导星系统中,引导星位于视场的中心,避免了由于大气较差折射引起视场尺度变化对导星精度的影响。这种导星系统的另一个显著优点是不需要任何运动机件来搜索所需的引导星,从而使导星系统结构简化。文章还对导星系统相关的其它问题进行了讨论。     

光污染和光学天文台址保护

讨论了天光背景对光学天文台的背景，综述了造成光污染的主要途径，介绍了防止光污染的几个主要国际组织和国际上对天文台址的保护立法，提出了减少污染的主要措施。为国内进行光学天文台址保护采取措施以至（国家的或者地方的）立法提供参考。     

Polarization Calibration of the Solar Optical Telescope onboard Hinode

The Solar Optical Telescope (SOT) onboard Hinode aims to obtain vector magnetic fields on the Sun through precise spectropolarimetry of solar spectral lines with a spatial resolution of 0.2 – 0.3 arcsec. A photometric accuracy of 10⁻³ is achieved and, after the polarization calibration, any artificial polarization from crosstalk among Stokes parameters is required to be suppressed below the level of the statistical noise over the SOT’s field of view. This goal was achieved by the highly optimized design of the SOT as a polarimeter, extensive analyses and testing of optical elements, and an end-to-end calibration test of the entire system. In this paper we review both the approach adopted to realize the high-precision polarimeter of the SOT and its final polarization characteristics.     

The Solar Optical Telescope of Solar-B (Hinode): The Optical Telescope Assembly

The Solar Optical Telescope (SOT) aboard the Solar-B satellite (Hinode) is designed to perform high-precision photometric and polarimetric observations of the Sun in visible light spectra (388 – 668 nm) with a spatial resolution of 0.2 – 0.3 arcsec. The SOT consists of two optically separable components: the Optical Telescope Assembly (OTA), consisting of a 50-cm aperture Gregorian with a collimating lens unit and an active tip-tilt mirror, and an accompanying Focal Plane Package (FPP), housing two filtergraphs and a spectro-polarimeter. The optomechanical and optothermal performance of the OTA is crucial to attain unprecedented high-quality solar observations. We describe in detail the instrument design and expected stable diffraction-limited on-orbit performance of the OTA, the largest state-of-the-art solar telescope yet flown in space.     

Development of Control Softwares for the SRAO 6-Meter Telescope Based on PCs Running Linux

We have developed a control system for the Seoul Radio Astronomy Observatory (SRAO) 6-meter telescope operating in the 85–115 Ghz frequency range. Four PCs running the Linux operating system control source tracking, take data, execute observations and handle user interface. The control system utilizes a modular and multiprocessing structure to facilitate easy upgrading and troubleshooting. Communication between the processes relies on the interprocess communication (IPC) resources on Linux such as shared memory, message queues, and TCP/IP sockets. Communication between PCs is made via an Ethernet link. We also use digital I/O lines for some status signals which require a short delay. The control system supports scheduling observations, updates observation logs automatically and also supports graphical user interfaces. These all makes the operation easy. By using a commercially available motion control card with an embedded microcomputer for antenna control, we achieved a tracking accuracy to better than 1 arcsec. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

天文光学望远镜轴系驱动方式发展概述

该文首先介绍了已投入使用的2.5米口径以上的25架地平式光学望远镜和11架赤道式光学望远镜轴系驱动方式,并概述了天文光学望远镜轴系驱动及其相关技术的发展过程;然后对目前国际上在研的6架大型光学望远镜和预研的10架极大光学望远镜轴系所采用的驱动形式进行了归类;最后分析了未来极大光学望远镜轴系驱动的发展趋势和与之相关的研究内容.     

A Study of the Fitting Accuracy of the Active Reflector for a Large Spherical Radio Telescope

We propose a spatial three-degree-of-freedom (DOF) parallel mechanism combining two degrees of rotations and one degree of translation to support the active reflector units of a large spherical radio telescope. The kinematics, workspace and accuracy of the mechanism are analyzed. One-dimensional and two-dimensional fitting errors to the working region of active reflector are investigated. Dimensional parameters of the mechanism and active reflector unit are examined with respect to the requirement of fitting accuracy. The result of accuracy analysis shows the effectiveness and feasibility of the proposed mechanism, and gives a design rule to guarantee the highest working frequency required by large radio telescope.     

云南天文台太阳望远镜光学系统的光学传递函数检验

摘要：给出了太阳光谱望远镜光学系统成像质量的测定方法．以及给出了我们用星光作为目标来测定望远镜光学系统传递函数时必须考虑的条件和理论基础。实测结果给出望远镜空间分辨率的上限为0．6“，95％光能集中度在1．2“以内。     

云南1m太阳塔真空封窗减反射膜的设计

云南1m太阳塔(YNST)[1]是一个真空结构的塔式太阳望远镜,依靠4块平板封窗玻璃把整个光学系统密封在真空系统中。封窗玻璃的引入,不仅会对太阳光有一定的吸收和反射,使来自太阳辐射的能量有一定的损失,并会形成杂散光,影响成像质量。本文讨论了这些影响。根据云南1m红外太阳塔科学指导委员会确定的工作波段的要求,设计了一种膜系设计方法,可以利用最少的膜系层数来达到需要的结果。并用一组材料进行了模拟设计实验,获得了较为理想的优化结果,在关键波长处显著减小了反射率,减少了杂散光的形成。这种设计方法很适合象太阳塔这种很宽的波段里面对一组波长有很高要求的设计任务,将大大提高光能利用率,具有重要的价值。     

Status and First Results of the Magic Telescope

The 17 m Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) telescope for gamma-ray astronomy between 30 and 300 GeV started operations in its final configuration in October 2003 and is currently well into its calibration phase. Here I report on its present status and its first gamma-ray source detections.     

无人值守GNSS方法测定射电望远镜参考点

为解决常规射电望远镜归心测量工作耗时耗力的问题,引入GNSS (Global Navigation Satellite System)同步监测技术实现了一种针对射电望远镜参考点的无人值守监测方法.设计了针对GNSS靶标点观测数据的归算方法,包括数据匹配、数据检核以及后续精度评估等步骤,并对2018年佘山25-m射电VLBI (Very Long Baseline Interferometry)望远镜的GNSS靶标点实测数据开展了数据预处理、解析与归心解算等,证明了该方法的可行性.结果表明基于该方法,采用单日内部分(5%)数据(约7600个靶标点),所测定的VLBI望远镜参考点的点位形式精度可达3 mm.总结了针对射电望远镜采用GNSS开展无人值守归心测量先行试验中的一些经验教训,明确了利用该方法测量过程中应该注意的问题,为今后更高精度射电望远镜参考点无人值守归心监测提供重要参考.