实验室概况

    增大望远镜通光口径是提高望远镜分辨率和集光能力的常规途径。但随着口径增大,望远镜的总重量必然也急剧增加,可达数千吨(以目前在研的极大望远镜项目为例)。尺度和重量的增加给镜面制造、误差补偿、系统控制等环节带来诸多技术难题以及由此产生昂贵的建造成本。空间光学望远镜受制于飞行器运载能力,体积与重量同样具有局限性。天文光干涉技术将若干较小口径的光学望远镜排布成多基线的阵列,通过光学干涉原理实现高分辨率天文观测。其分辨率等效于与基线长度相当的单口径望远镜。无论是地面还是空间形式的干涉仪阵列,都将有力促进天体测量学、天体物理学和天体生物学中诸如太阳系外行星探测与生命起源、恒星形成与演化、暗物质探测等许多前沿课题研究的发展。自2006年以来,在国家自然科学基金重点项目以及国家863计划支持下,朱能鸿院士带领上海天文台光干涉课题组积极开展针对斐索型大视场光干涉望远镜关键技术研究,主要研究内容包括独立子孔径形式与分离主镜形式的结构设计与优化、高精度共相检测与控制技术、光束合成、干涉直接成像及实时重构方法等。

    在完成光干涉关键技术研究的基础上,光干涉课题组计划在十三五期间通过研制2米级地面样机开展工程验证,为未来更大规模的稀疏孔径干涉阵列提供总体研制方案蓝本和技术参考,同时也为将来研制空间光干涉望远镜或阵列奠定基础。

    光干涉课题组在开展天文光干涉技术研究的过程中,逐步建设起一个近200平米规模的10万级光学洁净实验室。目前实验室拥有种类齐全的光学冷加工设备、高精度光学检测仪器、可见/红外光学成像终端以及多种尺寸规格的隔振光学平台等近50台套。基本完善了针对平面镜、球面反射镜、非球面反射镜、透镜以及棱镜等小尺寸光学元件的全流程加工手段,已逐渐形成光学单件或复杂光学系统像差的综合检测与光调能力,同时具备了开展光机电一体化测量与控制的实验基础。光干涉实验室团组未来将专注于研究天文光干涉的先进技术,努力建设一个在我国天文光学领域具有鲜明特色的高水准实验室。