大口径拼接镜面望远镜衍射极限成像新技术研究

项目名称： 大口径拼接镜面望远镜衍射极限成像新技术研究

项目编号： No.11373005

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 窦江培

作者单位： 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所

项目金额： 89万元

中文摘要： 现有Keck和未来TMT等望远镜均采用拼接镜面技术，来自望远镜自身的静态相差(尤其是piston相差)是制约衍射极限成像的主要因素。项目针将对大口径拼接镜面望远镜衍射限成像的关键技术开展研究，提出基于分立表面可变形镜（DM）和多次迭代数值优化控制算法的静态波相差校正新技术，通过中继光学将望远镜拼接子镜一对一成像到DM之上，而后对其相差进行精确校正。项目将主要通过实验来验证该技术的可行性，以初步解决大口径拼接镜面望远镜静态相差的精确校正问题。实验系统将首先重构该望远镜的静态点扩散函数（PSF），该PSF仅包括拼接镜引入的波相差信息；进而采用前期发展的数值优化技术来控制DM，通过精确重构望远镜的PSF来测量其静态波相差；最后闭环控制DM施加反向波面来校正该波相差。此方法将有望解决现有拼接镜面望远镜的衍射极限成像问题，并为基于未来极大口径望远镜开展“超高”对比度成像研究做好技术储备。

中文关键词： 衍射限成像；静态波相差校正；最优化方法；拼接镜面；极大口径望远镜

英文摘要： All large aperture telescopes such as Keck and future TMT employ the segmented-mirror technique. The static phase error from the segments, especially the piston wave-front error, is one of the most significant errors to reach diffraction-limited imaging.

英文关键词： diffraction-limited imaging；static wave-front correction；optimization algorithms；segmented mirror；extreme large telescope