33、主动薄镜望远镜与光学红外干涉仪技术解析

主动薄镜望远镜与光学红外干涉仪技术解析

主动薄镜望远镜（E - ELT）

主动薄镜望远镜（E - ELT）在自适应和主动光学操作方面有独特的设计。为了实现有效控制，E - ELT需要四个波前传感器。其中三个传感器以大约700Hz的速率，用约4000个子孔径对波前进行采样。它们的参考星会根据足够亮的恒星的可用性，尽可能在视场中形成一个三角形。第四个传感器用于测量分段形状和边缘传感器校准的相位步长。如果边缘传感器和分段支撑系统的稳定性足以依赖不频繁更新的校准，这个操作可以每隔几周进行一次。否则，如果需要闭环校正，该传感器可以以约0.01Hz的速率提供校正信号。

在E - ELT中，主动和自适应光学通常不再分离。所有波前误差首先由自适应镜M4在整个视场中几乎瞬间校正。在M4超出其校正范围之前，累积的误差将以较低频率卸载到其他主动元件上。

然而，使用三个波前传感器且假设无法测量视场畸变时，总共约20个误差源无法被足够准确地分离。例如，对分段进行适当的重塑和同时重新对齐可以在M1上产生近乎完美的三阶像散。独立地，M2和M3也可以产生三阶像散。如果无法测量视场中的畸变，这三个贡献就无法分离，只能测量它们的总和。

对于倾斜误差的多级控制，由于需要校正的误差大且时间频率高，E - ELT的控制不再是准静态的，而是高度动态的。例如，E - ELT的最低本征频率约为2 - 3Hz，这将主驱动器校正跟踪误差的带宽有效限制为1Hz。第一阶段后的残余跟踪误差约为0.3Hz，即使对于视宁度受限的性能来说，这也勉强足够。

在第二阶段，使用带宽为5Hz的M5进行校正，可以将跟踪误差降低到约0.04Hz。在第三阶段，自适应第四镜以12Hz的校正带宽进一步校正这些残余误差，使