物理百科知识专题天文像复原.docx

精品文档 精品文档 PAGE 精品文档 物理百科知识专题：天文像的复原 学习是劳动，是充满思想的劳动。查字典物理网为大家 整理了物理百科知识专题：天文像的复原，让我们一起学习，一起进步吧! 为除掉大气引起的望远镜中天体图像畸变而发展起来的一种新技术。在一般天文察看中，由于快速变化的大气湍动的 平均效应，所得到的星像是一个角径 0.5～2甚至更大的模 糊圆，大望远镜的分辨率因而受到严重限制 (见天文安静 )。天文像复原的目的，是使察看结果的分辨率靠近或达到望远镜的衍射极限，进而再现除掉了大气影响的星像。 1970年，法国拉贝里提出， 如果曝光时间短 (小于0.02秒)， 那么在曝光瞬间大气是相对稳定的，拍到的星像不会是模糊 一团，而是由好多斑点细节所组成的复杂图像。所谓斑点就 是入射波前上同位相地域的光辉干涉的结果，其尺寸靠近望 远镜的衍射极限。在斑点干涉图的瞬时天体像中包含了靠近 衍射极限的高分辨信息。对斑点干涉图进行物理上称为傅里 叶变换的办理，便可将这些信息提取出来，在某些情况下可 以再现天体的像。这个过程被称为斑点干涉测量。这种技术 之所以可以实现，主假如由于多级像增强器技术的发展。应 用这种技术才能在瞬间将暗弱的星像拍摄下来。在美国基特 峰天文台 4米望远镜的斑点照相机示意图中：显微物镜 3将 星像放大，在照相机 8的底片上显示出斑点细节。干涉滤光 第1 页 片5带宽约200埃，限制入射光的波宽范围，以保证成像光 束的瞬时相干性。棱镜4用来补偿大气色散。照相机 8的快 门是联动的，能在短时间内拍摄大量 (几十到几百张)斑点干 涉图，以便进行统计平均，并提高测量结果的信噪比。对斑 点干涉图可用模拟方法办理：用平行的激光光束穿过斑点干 涉图，投射到照相底片上，底片上记录的衍射花式便是傅里 叶变换的干涉图。在察看双星时，衍射花式是平行的条纹， 其间隔反比于双星角距。条纹方向决定双星连线的方位角。 这套装置已用于双星的常规察看， 可测出0.035 的双星角距， 方位角误差0.2。比模拟方法更精确的是数字方法，即用快 速显微密度计对每张干涉图扫描，数字化的测量结果输给电 子计算机，再进行傅里叶变换。斑点干涉测量是一种被动方 法，其应用颇受原理上的限制。其他，快速拍摄暗弱星像， 只管采用了多级像增强器，也只能应用到亮于 15等星(见星 )的天体。 另一种称为主动光学系统的像复原技术正处于试验阶段。这种技术是在光辉进入探测器之前，主动改正入射光束的波前畸变。为此，需在光路中引入一种装置，可以快速检测出波前畸变。主镜的表面形状是可以快速变化的，比方主镜采用挠性结构，或由好多可控制的小镜块拼成。在上述检测装置控制下，镜面不同部分可独立运动。在光路中引进相反的波前畸变，则在最后焦平面上可获得除掉湍流大气和光学像差 第2 页 影响的天体像。利用这种技术可以研究亮星周边地域的细 节。 不论是主动或被动的天文像复原技术，一般都要求在被测天 体的等晕区内有一颗足够亮的星 (其角直径必须小于望远镜 的衍射极限)作为基准，用来确定瞬时间大气致使的波前畸 变。所谓等晕区就是诸点源的波前畸变相同的地域，其大小 约在10之内。像复原技术一般也限于这个地域。目前，像 复原技术还在发展之中，这种技术打破了大气限制，是地面 天文光学的一项重要发展，对解决好多天文学前沿课题具有 很大的推动力。 第3 页