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自适应光学

指数 自适应光学

自适应光学(Adaptive optics, AO)是一項使用可变形镜面矫正因大气抖动造成光波波前发生畸变,从而改進光學系統性能的技術。自适应光学的概念和原理最早是在1953年由海尔天文台的胡瑞斯·拜勃库克(Horace Babcock)提出的,但是超越了当时的技术水平所能达到的极限,只有美国军方在星球大战计划中秘密研发这项技术。冷战结束后,1991年5月,美国军方将自适应光学的研究资料解密,计算机和光学技术也足够发达,自适应光学技术才得以广泛应用。配备自适应光学系统的望远镜能够克服大气抖动对成像带来的影响,将空间分辨率显著提高大约一个数量级,达到或接近其理论上的衍射极限。第一台安装自适应光学系统的大型天文望远镜是欧洲南方天文台在智利建造的3.6米口径的新技术望远镜。目前越来越多的大型地面光学/红外望远镜都安装了这一系统,比如位于夏威夷莫纳克亚山的8米口径双子望远镜、3.6米口径的加拿大-法国-夏威夷望远镜、10米口径的凯克望远镜、8米口径的日本昴星团望远镜等等。自适应光学已经逐步成为各大天文台所广泛使用的技术,並为下一代更大口径的望远镜的建造开辟了道路。.

15 关系: 加法夏望遠鏡夏威夷州主动光学凱克天文台光学视网膜雙子星天文台YAL-1機載雷射系統欧洲南方天文台毛納基山天文台激光昴星团望远镜智利

加法夏望遠鏡

加拿大-法國-夏威夷望遠鏡(Canada–France–Hawaii Telescope,縮寫:CFHT)座落在夏威夷的毛納基峰最高峰(4,205公尺)的附近,口徑3.58公尺,主焦點是卡塞格林的結構。 CFHT外掛了三件儀器:.

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夏威夷州

夏威夷州(夏威夷語:Mokuʻāina o Hawaiʻi,State of Hawaii)在1959年8月21日成為美國的第50個州,由夏威夷群島所組成,位於北太平洋中,所在的大洲是大洋洲。距離美國本土3,700公里,屬於太平洋沿岸地區。首府為檀香山。在1778至1898年間,夏威夷也被稱為「三明治群島」(Sandwich Islands)。 夏威夷是距今最近加入美國的州份,與美國其他各州有著明顯的區別:它除了是美國最南方的州外,也是美國唯一一個全部位於熱帶的州;它與阿拉斯加州是美國各州中,僅有的兩個不與其他各州相連的州份,也是美國唯一一個沒有任何土地位在美洲大陸的州。論美國所有領土而言,夏威夷州是除了美國海外屬地和群島以外,最南端的一州,但非最南端的領土(美國最南端的領土在美屬薩摩亞群島)。在族群分佈上,它是兩個非白種人居多數州份的其中之一,比起其他各州,夏威夷州擁有最大的亞裔人口比例。生態及農業方面,它是全世界擁有最多瀕危物種的地方,也是美國唯一生產咖啡具有工業規模的州份。.

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主动光学

主动光学(Active optics)是一种应用于地面大型光学望远镜上的技术,通过促动器時时改变主镜镜面的形状,以修正由于重力、温度和风力造成的镜面本身的形变对成像带来的影响。主动光学是相对于被动光学而言的,它能够主动地改变镜面形状,克服由此产生的光学畸变。 和修正大气湍流带来的波前扭曲的自适应光学不同,大口径的主镜难以承受高频的调整,因而主动光学器件的工作频率较低,约为每秒几次到几十次。 传统的地面大型望远镜为了减少因主镜自身重量造成的镜面弯曲,必须依靠增加镜片的厚度来保持足够的强度。1949年落成的5米口径望远镜海尔望远镜,主镜口径5米,厚度为1米,重约14.5吨,如此巨大的重量给建造带来了巨大的困难,在数十年时间裡限制了望远镜口径的进一步增加。主动光学技术的诞生大大增加了望远镜的厚径比,让薄镜面应用在大型望远镜上成为可能。从此,望远镜的口径突破了5-6米的量级,向8-10米的量级发展。第一台全面采用主动光学系统的望远镜是欧洲南方天文台位于智利的3.6米口径新技术望远镜。目前世界上8米口径以上的地面光学/红外望远镜几乎全部配备了主动光学系统。.

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凱克天文台

凱克天文台位於美國夏威夷州毛納基山的頂峰,海拔4145米(13600英尺),拥有两座世界上口径第二大的光學/近紅外線望遠鏡——凯克望远镜(口径10米),仅次于西班牙口径10.4米的加那利大型望远镜。两台凯克望远镜可组成光学干涉仪进行观测。.

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光学

光學(Optics),是物理學的分支,主要是研究光的現象、性質與應用,包括光與物質之間的相互作用、光學儀器的製作。光學通常研究紅外線、紫外線及可見光的物理行為。因為光是電磁波,其它形式的電磁輻射,例如X射線、微波、電磁輻射及無線電波等等也具有類似光的特性。英文術語「optics」源自古希臘字「ὀπτική」,意為名詞「看見」、「視見」。 大多數常見的光學現象都可以用古典電动力學理論來說明。但是,通常這全套理論很難實際應用,必需先假定簡單模型。幾何光學的模型最為容易使用。它試圖將光當作射線(光線),能夠直線移動,並且在遇到不同介質時會改變方向;它能夠解釋像直線傳播、反射、折射等等很多光線現象。物理光學的模型比較精密,它把光當作是傳播於介質的波動(光波)。除了反射、折射以外,它還能夠以波性質來解釋向前傳播、干涉、偏振等等光學現象。幾何光學不能解釋這些比較複雜的光學現象。在歷史上,光的射線模形首先被發展完善,然後才是光的波動模形.

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(亦称眼睛、目、)是視覺的器官,可以感知光线,轉換為神經中電化學的脈衝。比較复杂的眼睛是一個光學系統,可以收集周遭環境的光線,藉由虹膜調整進入眼睛的強度,利用可調整的晶状体來聚焦,投射到对光敏感的视网膜產生影像,將影像轉換為電的訊號,透過视神经傳遞到大腦的视觉系统及其他部份。眼睛依其辨色能力可以分為十種不同的種類,有96%的動物其眼睛都是複雜的光學系統。其中软体动物、脊索動物及節肢動物的眼睛有成像的功能。 微生物的「眼睛」構造最簡單,只偵測環境的暗或是亮,這對於昼夜节律的有關。若是更複雜的眼睛,視網膜上的感光神经节细胞沿著傳送信號到來影響影响生理调节,也送到控制。.

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视网膜

視網膜又称视衣,是脊椎动物和一些头足纲动物眼球后部的一层非常薄的细胞层。它是眼睛裏面将光转化为神经信号的部分。 視網膜含有可以感受光的视杆细胞和视锥细胞。这些细胞将它们感受到的光转化为神经信号。这些信号被视网膜上的其它神经细胞处理后演化为视网膜神经节细胞的动作电位。视网膜神经节细胞的轴突组成视神经。视网膜不但有感光的作用,它在视觉中也有重要作用。在形态形成的过程中,视网膜和视神经是从脑中延伸出来的。 視網膜上的血管的结构每个人都不一样,因此可以用来做生物特征识别。.

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钠(Natrium,化学符号:Na)是一种化学元素,它的原子序数是11,相对原子质量为23。鈉单质不會在地球自然界中存在,因為鈉在空氣中會迅速氧化,並與水產生劇烈反應,所以常見於化合物中,元素狀態的鈉通常以特殊物質(如石蠟、煤油)保存,以防與空氣中的水份或氧氣產生化合物。.

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雙子星天文台

雙子星天文台(有譯雙子座望遠鏡)是由美國、英國、加拿大、智利、巴西、阿根廷和澳大利亚等国共同建造的两台位于不同地点、完全相同的望远镜,口径为8.1米。其中一台位于北半球的夏威夷,称为北双子望远镜,另一台位于智利海拔2950米的帕穹山,称为南双子望远镜。 北双子望远镜也称为Frederick C. Gillett望远镜,位于美国夏威夷的毛納基山山顶,海拔4200米,于1999年6月建造完成,2000年投入使用,控制中心位于夏威夷大学在希罗(Hilo)的校园内。 南双子望远镜位于智利的帕穹山,海拔2950米,于2000年开始使用,控制中心位于智利拉希雷納(La Serena)的托洛洛山美洲际天文台内。 兩架望遠鏡分别位于南北两个半球,可以完全覆盖整个天區。双子望远镜主镜的厚度为20厘米,表面镀了在红外波段具有良好反射能力的银,观测室的内表面涂了铝反射层,目的是获得稳定的热环境。望远镜还安装了主动光学、自适应光学、激光导星系统,整个计划耗资为1.84亿美元,其中美国投资50%,英国25%,加拿大15%,智利5%,阿根廷和巴西各占2.5%,并根据所占份额向各国分配望远镜的观测时间。具体管理工作由大学天文研究协会(AURA)负责实施。.

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YAL-1機載雷射系統

波音YAL-1(Boeing YAL-1 Airborne Laser)是一個裝設於改裝的波音747-400F、功率達兆瓦級的(chemical oxygen iodine laser)武器系統,可以攔截戰術彈道飛彈。YAL-1A 設計於2004年由美國國防部開始研发。最早機載雷射有過低能量雷射的原型機裝置在波音NKC-135A機上,並於1980年代實驗中擊落許多飛彈。但由於預算縮減緣故該機型研发计划於2011年取消,並於2012年2月14日飛往位於亞利桑納州土桑戴維斯-蒙森空軍基地(Davis–Monthan AFB)旁的飛機墓地封存。.

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欧洲南方天文台

歐洲南天天文台()是為在南半球研究天文學,在政府間組織的一個研究機構,由15個國家組成和支援的一個天文研究組織。它成立於1962年,目的是為歐洲天文學家提供先進的設施和捷徑以研究南方的天空。這個組織總部設在德國慕尼黑附近的加興,雇用了約730名工作人員,每年並接受成員國約1億3100萬歐元的經費。 歐洲南天天文台建設和經營一些已知規模最大和技術最先進的望遠鏡,包括首創主動光學技術的新技術望遠鏡、和由4個8米等級的望遠鏡和4個1.8米輔助望遠鏡組成的甚大望遠鏡。目前由ESO進行的計畫包括亞他加馬大型毫米波陣列和歐洲極大望遠鏡。 ALMA是下一個十年最大的地面天文專案,將成為在毫米與次毫米波尺度下觀測的主要新工具。他的建設正在進行中,預計於2013年完成。ALMA專案是歐洲各國、亞洲、北美洲和智利之間的國際合作計畫。歐洲執行權由ESO代表行使,並且還主持ALMA區域中心。 E-ELT是40米等級的望遠鏡,目前還在細部設計階段,將是世界上觀測天空最大的巨眼。 歐洲極大望遠鏡,它將極有力的推動天文物理學的知識,能夠仔細研究的天體,包括圍繞著其它恆星的行星、宇宙中的第一個天體、超大質量黑洞、和主宰宇宙的暗物質與暗能量的自然本質和分布。從2005年底,ESO就一直與工作和使用社群的歐洲天文學家和天文物理學家共同來定義此新的聚型望遠鏡。 ESO的觀測機構已經作出許多重大的天文發現和一些天體目錄。最近的研究結果包括發現最遙遠的伽瑪射線暴和我們的星系,銀河系,中心有黑洞的證據。2004年,甚大望遠鏡讓天文學家獲得第一張在173光年外環繞著的棕矮星的系外行星2M1207b軌道的絕佳影像。安裝在ESO另一架望遠鏡上的儀器,高精度徑向速度行星搜索器發現許多的系外行星,包括迄今發現最小的系外行星格利澤581c。甚大望遠鏡還發現迄今距離人類最遙遠星系的候選者阿貝爾1835 IR1916。.

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毛納基山天文台

莫纳克亚山天文台(Mauna Kea Observatories,縮寫:MKO)坐落在美國夏威夷群島大島上中北部的休眠火山毛納基山(又称冒纳凯阿山)頂峰上,海拔4205米,是世界著名的天文學研究場所。所有的設施都在毛納基(冒纳凯阿)的科學保留區,佔地500英畝,被特別稱為「天文園區」的土地內。天文園區在1967年設立,由夏威夷大學的管理處承租該區的土地,並且由許多國家合作在科學與技術上投資了20億美元。天文園區位於對夏威夷文化有歷史意義的土地上,成為歷史保存行動要保護的土地,因為夏威夷的歌謠歷史故事稱毛納基山是夏威夷人祖先的發源地。他的高度和孤立在太平洋的中央,使毛納基山成為在地球上進行天文觀測很重要的陸上基地,對次微米、紅外線和光學,都是理想的觀測地點。在視象度上的統計,顯示在光學和紅外線上都有很好的影像品質,例如,加法夏望遠鏡一般都有0.43秒角的解析度。 為讓研究人員能適應環境,在海拔2,835米(9,300英尺)處建立了天文學家中心,並為訪客在2,775米(9,200英尺)建立了遊客中心。毛納基山的高度使得科學家或訪客都必須在此處停留至少30分鐘,才能在抵達山頂前能先適應高山的環境。.

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激光

雷射(LASER),中國大陸譯成激--光,在港澳台又音譯为镭--射或雷--射,是“通过受激辐射产生的光放大”(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)的缩写,指通过刺激原子导致电子跃迁释放辐射能量而产生的具有同調性的增强光子束,其特点包括发散度极小,亮度(功率)可以达到很高等。產生激光需要“激發來源”,“增益介質”,“共振结构”這三個要素。.

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昴星团望远镜

昴星团望远镜(又称斯巴鲁望远镜,Subaru Telescope)是日本國家天文台在美国夏威夷毛納基山天文台建造的8.2米口径光学望远镜,以著名的疏散星团——昴星团命名。從服役開始直至2005年,它曾是世界上最大的单片主镜。.

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智利

智利共和国(República de Chile)是位於南美洲的一个国家,西和南濒太平洋,北靠秘鲁,东邻玻利维亚和阿根廷。為南美洲國家聯盟的成員國,在南美洲與阿根廷及巴西並列為ABC強國。 由于地处美洲大陆的最南端,与南极洲隔海相望,智利人常称自己的国家为“天涯之国”。智利總共約有1,800萬人,種族以歐洲白人、混血族群居多,與另一國家阿根廷同樣,幾乎沒有非洲裔人口,其他則以本土原住民少數族群相對為多,整體公民組成素質極高,因而智利教育高度发达,其教育在发达国家普遍承认。智利在新闻自由、人类发展指数、民主发展等方面也获得了很高的排名,與南歐國家相媲美。社會相當於經濟已開發的北美洲和歐洲國家,而近來還有許多亞裔移民跨越太平洋移居。 智利拥有非常丰富的矿产资源、森林资源和渔业资源。智利是世界上铜矿资源最丰富的国家,又是世界上产铜和出口铜最多的国家,享有“铜矿王国”之美誉。境内的阿塔卡马沙漠是世界旱极。此外,它还是世界上唯一生产硝石的国家。.

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