[01219361]高美古2.4米望远镜光机检测

本项目是“二米级天文望远镜建设项目”的子课题，项目的主要目标是对高美古2.4米望远镜进行光机性能指标进行检测，保证该望远镜的质量。高美古2.4米望远镜是由英国TTL公司制造的一台主镜直径为2.4米的地平式机架反射望远镜，是目前东亚地区口径最大的通用光学天文望远镜，也是目前世界上最大的自动控制（robotic telescope）望远镜。2.4米望远镜从立项开始就引起了国际同行的关注，其重要性及国际合作的广泛性在位于亚洲本土的光学天文望远镜中也是名列前茅的。本项目同时也获得了国家自然科学基金面上项目和中科院人才培养计划－西部之光的支持。 望远镜的光机质量，即光学综合像质、跟踪精度和指向精度是决定望远镜质量的关键指标。望远镜的光机检测是保证2.4米天文望远镜的质量的最关键的一环，本项目的主要内容是寻找光学综合像质、跟踪精度和指向精度等性能的检测方案，最终在2.4望远镜调试和检测过程中实现高精度的光机性能检测，从而保证2.4米望远镜的质量。为了保证2.4米望远镜的质量，项目组采取了以下三个方面的措施：　　(1) 调研国内外光机检测技术和方法的基础上，提出了望远镜应该达到的各项光机指标和检测方式。光学质量要求80%集能度在轴上(10角分视场内)小于0.35角秒，在离轴(40角分视场内)小于0.5角秒，主要调试和检测方法为沙克-哈特曼波前探测仪，以“斑点干涉像质测量法”进行验证。望远镜指向精度要求为全天区50个以上目标星指向误差小于3角秒，检测方法为用自动导行装置系统对每个目标星进行曝光，测量每个目标星的重心位置与目标星的实际位置的偏离误差，统计偏离误差，得到综合指向性能。望远镜跟踪精度要求为闭环3600s内跟踪精度不差于0.5角秒，检测方法为望远镜指向恒星后开始跟踪，在3600s内多次测量恒星的重心位置与实际位置的偏差，统计其偏差，得到3600s内的跟踪误差。　　(2) 提出并实现了“斑点干涉像质测量法”。由于湍流大气的干扰，如何消除湍流大气的影响是实现大型地基望远镜的综合像质检测的关键。天文高分辨统计重建技术是通过对目标斑点图进行高分辨统计后，从统计结果提取目标的高分辨信息的技术，该方法可以有效地消除湍流大气的干扰。当利用该技术对单星进行高分辨重建，则可以消除湍流大气的影响提取望远镜的综合像质。项目组利用该技术对兴隆2.16米望远镜、云南天文台一米望远镜、上海佘山1.56米望远镜等国内的主要天文望远镜进行了像质检测。项目组利用“斑点干涉像质测量法”检测2.4米望远镜的综合像质，以其结果验证了沙克－哈特曼波前探测仪像质检测结果。　　(3) 项目组全程参与了每一项光机性能指标的调试过程，对最后的检测结果进行了认真的复算，从而保证了检测方式和检测结果的准确性。 高美古2.4米望远镜是东亚地区口径最大的通用光学天文望远镜，通过对该望远镜的光机检测，我们掌握了大型地基望远镜光机系统的调试和检测技术，并提出了“斑点干涉像质测量法”，利用该技术在不需要“沙克－哈特曼”波前探测仪等复杂的仪器的前提下，可以简便的对大型地基望远镜进行综合像质的检测。这些望远镜光机检测技术将大量的应用于未来研制的各种大型地基天文望远镜的光机系统的调试和检测过程中。“斑点干涉像质测量法”已经应用于国内主要大型天文望远镜的像质检测中，并且与经典的主动光学技术结合，将应用于未来的巨型望远镜主镜的主动控制中。项目组在期间还在SPIE、光学学报等国际和国内重要刊物发表了多篇相关论文。