自調光學看清前景-科學人雜誌
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天文學

自調光學看清前景

2021-06-01 特伏隆(Tony Travouillon)、道究維拉(Celine d’Orgeville)、班奈特(Francis Bennet)
科學家把天文觀測常用的自調光學技術,用來協助解決太空垃圾問題,並有助於推展量子通訊。與此同時,持續改良該技術本身,也開發新的應用。

重點提要

  1. 當光穿透大氣層時,會因大氣擾動而偏折,使得望遠鏡的觀測影像扭曲變形。科學家發展了自調光學技術,以獲得清晰影像。
  2. 自調光學技術包含三個關鍵要素:波前感測器、雷射導星、可變形鏡。透過自行校正的閉迴路,得以每毫秒校正一次。
  3. 除了使模糊影像變得清晰,自調光學也能用於尋找太空垃圾、使量子加密傳送得更遠,以及醫學影像與眼科等領域。
身為天文學家,這是神奇的時刻:你盯著螢幕,天體影像從模糊變得清晰,逐漸浮現新細節。這種自調光學迴路稱為「閉迴路」,可以修正大氣紊流造成望遠鏡影像的朦朧感。自調光學迴路消除我們與星空之間由大氣造成的影響,使恆星看起來不再閃爍,原本模糊的星空影像變得清晰透澈。去年某天晚上,我們三人在澳洲國立大學的團隊把閉迴路應用於新的成像系統,希望取得太空垃圾的細節影像。在澳洲首都坎培拉,我們坐在史拓姆羅山的天文台控制室裡,並選擇了一枚氣象衛星進行第一次測試。這是很單純的目標物:可輕易辨識出衛星本體與太陽能板,適合用來測試我們系統的性能。對某些團隊成員來說,這是第一次使用望遠鏡來觀察除了恆星、星系或其他宇宙現象以外的物體。這枚衛星只是數千個繞行地球的人造物之一,這些人造物多已喪失功能,只有少數仍在運作,卻逐漸使近地軌道變得太壅塞。我們的測試正是其中一項嘗試,希望建立解決太空垃圾問題的系統,使這些軌道在未來仍保持暢通。自調光學技術過往多用於天文觀測,如今這項技術用於達成不同目標。該技術發展30多年,已臻完善;天文學家憑藉專業知識,也可將它應用在任何關於太空和地面之間發送或接收光子的研究。擺脫大氣干擾保護人類...

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# 關鍵字:天文學自調光學望遠鏡
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