32、主动薄镜望远镜：技术原理、性能表现与未来展望

主动薄镜望远镜：技术原理、性能表现与未来展望

1. 主动薄镜望远镜面临的误差源

主动薄镜望远镜在运行过程中会受到多种误差源的影响，这些误差源会对望远镜的成像质量产生不同程度的影响。以下是一些主要的误差源及其影响：

1.1 温度差异

望远镜镜面与周围空气的温度差异需控制在±1°C的小范围内。在这样小的温度差异下，产生的镜面视宁度影响可忽略不计。

1.2 风的干扰

风产生的干扰频率过高，超出了甚大望远镜（VLT）光学元件准静态控制的范围。在望远镜的封闭室内，主镜平均风速为1m/s时，会产生均方根约为1N的压力波动，这会导致主镜以最低弹性模式e₂,₁发生变形，全球波前误差均方根约为150nm，且误差与压力变化的平方成正比。因此，在强风条件下，主镜需要封闭室和防风屏的保护。

1.3 振动

振动产生的倾斜误差即使通过自适应光学系统也难以甚至无法校正，因此必须通过合理设计望远镜的多个组件来尽可能避免振动。

2. VLT的开环性能

2.1 初始像差校正

在镜子初始安装并施加主镜下的标称力后，两个主要像差是泽尼克三阶彗差和三阶像散，系数约为20μm，它们产生的点扩散函数半高宽至少为2角秒，且产生的夏克 - 哈特曼图案严重扭曲，无法用标准波前分析算法分析。通过对严重离焦图像的目视检查进行初始粗校正，可去除大部分像差。三阶像散与离焦结合会使图像拉长，离焦过零时方向改变90°；三阶彗差的特征是中心遮挡相对于外边缘的偏移。粗校正后，夏克 - 哈特曼图案足够规则，可用于自动分析。

2.2 滞后效应

即使精