中科院光電所太陽自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)研究取得重要進展

在國家高技術(shù)計劃和國家自然科學(xué)基金天文聯(lián)合基金重點項目的支持下，中科院光電所太陽自適應(yīng)光學(xué)研究小組成功研制太陽活動區(qū)多波段同時成像試驗系統(tǒng)，并對37單元太陽自適應(yīng)光學(xué)（AO）試驗系統(tǒng)進行了技術(shù)升級，突破了白天太陽自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)時間帶寬要求高、高幀頻相關(guān)夏克—哈特曼波前探測、高速波前實時處理控制以及多波段太陽高分辨力同時成像等技術(shù)難題，于6月16日在云南天文臺1米紅外太陽望遠(yuǎn)鏡上實現(xiàn)了對太陽擴展目標(biāo)的低階自適應(yīng)光學(xué)校正，獲得了太陽活動區(qū)多波段高分辨力層析圖像。圖１和圖２分別展示了活動區(qū)NOAA 1769和NOAA 1770的4波段（G-band、TiO、He I、Fe I）的高分辨力監(jiān)測圖像，第一、二、三行分別是自適應(yīng)光學(xué)開環(huán)、自適應(yīng)光學(xué)閉環(huán)、自適應(yīng)光學(xué)校正圖像重建處理后的圖像。自適應(yīng)光學(xué)閉環(huán)工作后，圖像質(zhì)量有了顯著提高。同時，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽黑子的長時間穩(wěn)定閉環(huán)工作，為高分辨力太陽光譜和偏振觀測提供了有利條件。

相較于夜天文自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，太陽自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)主要面臨兩方面技術(shù)挑戰(zhàn)。一方面，太陽自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)白天采用可見光波段觀測，視寧度較夜間差，無論在空間帶寬還是時間帶寬上，太陽自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的要求都更高。另一方面，夜天文自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)針對點源目標(biāo)，波前探測采用質(zhì)心算法；太陽自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)針對黑子、米粒等低對比度擴展目標(biāo)，波前探測采用相關(guān)算法，其實現(xiàn)難度和運算量都高于質(zhì)心算法。

目前，課題組完成了提高系統(tǒng)時間帶寬等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，下一步將致力于提高系統(tǒng)的空間帶寬，即提高系統(tǒng)校正高階像差的能力，研制127單元太陽自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)。為1米紅外太陽望遠(yuǎn)鏡配備127單元自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，將使其成為太陽觀測的利器，利用其獲得的高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)，太陽物理學(xué)家就能對太陽磁場的產(chǎn)生、太陽磁場活動、色球和日冕的結(jié)構(gòu)等物理問題開展深入研究，不斷完善人們對太陽活動現(xiàn)象物理本質(zhì)的了解，促進太陽物理研究的進一步發(fā)展。

（來源：中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所    作者：八室 朱磊）