自適應光學

自適應光學系統(tǒng)通常使用波前矯正器實現(xiàn)高精度光學相位補償，液晶空間光調(diào)制器空間分辨率高、能耗低、體積小、易于控制、價格低廉，成為波前校正器主要發(fā)展方向。

自適應光學（Adaptive optics， AO）是補償由大氣湍流或其他因素造成的成像過程中波前畸變的有前景的技術。

中國科學院光電技術研究所饒長輝研究團隊成功研制國內(nèi)首套地表層自適應光學（Ground Layer Adaptive Optics， GLAO）試驗系統(tǒng)，與云南天文臺1米新真空太陽望遠鏡對接后，于2016年1月首次獲得了太陽黑子和太陽米粒的大視場高分辨力自適應光學校正圖像，標志著我國太陽自適應光學技術再次取得重大突破。

自適應光學（英語：Adaptive optics，AO）是一項使用可變形鏡面矯正因大氣抖動造成光波波前發(fā)生畸變，從而改進光學系統(tǒng)性能的技術。自適應光學的概念和原理早在1953年由海爾天文臺的胡瑞斯·拜勃庫克（Horace Babcock）提出的，但是超越了當時的技術水平所能達到的極限，只有美國軍方在星球大戰(zhàn)計劃中秘密研發(fā)這項技術。冷戰(zhàn)結(jié)束后，1991年5月，美國軍方將自適應光學的研究資料解密，計算機和光學技術也足夠發(fā)達，自適應光學技術才得以廣泛應用。配備自適應光學系統(tǒng)的望遠鏡能夠克服大氣抖動對成像帶來的影響，將空間分辨率顯著提高大約一個數(shù)量級，達到或接近其理論上的衍射極限。第一臺安裝自適應光學系統(tǒng)的大型天文望遠鏡是歐洲南方天文臺在智利建造的3。6米口徑的新技術望遠鏡。越來越多的大型地面光學/紅外望遠鏡都安裝了這一系統(tǒng)，比如位于夏威夷莫納克亞山的8米口徑雙子望遠鏡、3。6米口徑的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡、10米口徑的凱克望遠鏡、8米口徑的日本昴星團望遠鏡等等。自適應光學已經(jīng)逐步成為各大天文臺所廣泛使用的技術，并為下一代更大口徑的望遠鏡的建造開辟了道路。

自從天文望遠鏡誕生400年以來，它從小型手控的光學器材發(fā)展到由計算機控制的龐大復雜儀器。其間，有兩個參數(shù)極其重要：望遠鏡的口徑（聚光能力）和角分辨率（圖像的清晰度）。對于一架在太空中使用的性能好的望遠鏡來說，分辨率直接與口徑的倒數(shù)成正比。從遙遠星球發(fā)出的平面波波前將被望遠鏡轉(zhuǎn)換成更好的球面波波陣面從而成像。像的角分辨率只受到衍射的限制--我們可以稱之為衍射極限。

實際上大氣的影響和望遠鏡的質(zhì)量問題都會扭曲球面波前，造成成像過程中的相位錯誤。即使是在好的觀測地點，地面上可見光波段望遠鏡的角分辨率都無法超過10到20厘米口徑的望遠鏡，這僅僅是因為大氣湍流的緣故。對于一臺口徑四米的望遠鏡來說，大氣湍流使其空間分辨率降低了一個數(shù)量級（與衍射極限相比），同時星像中心的清晰度降低了100多倍。這源于大氣擾動造成的波前在時間和空間的不穩(wěn)定--也是人類發(fā)送哈勃到太空進行觀測的的主要原因--避免大氣湍流的影響。此外，像質(zhì)的好壞也受到工業(yè)技術問題以及由機械、溫度和望遠鏡光學效應而引起的波前扭曲的影響。