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《自适应光学革命——发展历史》读书笔记二

刚把《自适应光学革命——发展历史》看完了,接着《自适应光学革命——发展历史》读书笔记一:corona项目再留个笔记
自适应光学的主要思路是在天上放个稳定的亮点儿,然后观测这个亮点儿的抖动,理解大气的抖动,再抵消掉这种大气抖动,如果应用在望远镜上,我们就可以不停的调整望远镜的镜面,得到仿佛没有大气影响的高清图像,如果应用在激光器上,我们就可以不停的调整激光器的某个反射面,使得激光仿佛没有大气影响似的照到远方
如何在天上放个稳定的亮点儿呢,一个简单的做法叫瑞利散射,照到天上的光总有光子反射回来,对应的问题是瑞利散射的位置比较低,校准的大气厚度也比较低,另一个想法是激发高空的钠原子
普林斯顿物理学家William Happer在1982年的一个会议上讲了个这个自适应光学项目里的很多人都不太知道的事情:在离地面100公里高的大气里有一层钠原子,来自流星之类的东西烧出来的灰烬,可以激发这一层钠原子获得激光,作为高空的一个亮点儿,校准大气抖动:
理论上这里校准的是瑞利散射或者钠原子激光和镜面之间的空气,也就是一个圆锥里空气,当这个亮点儿很高的时候,就很接近平行光了,这一层钠原子的量随着流星的增加而增加,当狮子座流星雨过后,这个钠灯会特别亮
于是军队选了一块地建立了星火光学靶场 (starfire optical range),订做了望远镜,配置了激光器,做出了自适应光学
这本书第七章:分享黄金,介绍了军队分享技术的盛况:当时军队已经能得到大气透明的图像了,然后决定把这项技术转让给天文学家,在1991年美国天文学会上,经过美国空军和国防部的审批后,美国自适应光学的领导者,星火光学靶场的科学家罗伯特·Q. · 富盖特作报告讲汇报了自适应光学的结果,由于这项工作涉密,此前他最多给三十个人讲过这个项目,如今听众大约四百人,他有点儿慌:
“正确的方式触及了问题实质”
尽管此前坊间也有传言,这仍然是天文学界第一次正式的也是公开的了解军队的自适应光学研究的进展,清晰的图像显然打动了每一个天文学家,报告结束后听众举手如林,提问时间完全不够用,下一个报告人甚至飞快把结果展示完,把时间继续留给听众问问题,第二天的新闻发布会上他们又回答了更多的问题
军队大概是没想到会看到这么高的热情,随后就办了个会,来自若干个国家的两百个天文学家都来参加和参观,会议讲了怎么做激光导星,怎么驱动镜面做光路补偿,怎么检测波前等等,比较有意思的是,会议第一个报告来自上世纪五十年代最早提出自适应光学概念的天文学家 霍勒斯 ·W. · 巴布科克,所有人都很期待和好奇他会说点儿啥,他确定大家注意力都在他这里之后说:“你们怎么花了这么长时间?”
之后这本书又讲了怎么铸造,打磨一个口径将近四米的光学镜片和怎么装到台址,这是开了自适应光学后从地面看到的哈勃望远镜,确实很清晰:
现在自适应光学已经不算是很罕见的设备了,而且随着望远镜口径的增大,一个激光导星能覆盖到的区域已经不够大,需要很多激光一起校准大气抖动,也就有了封面这个ELT的概念图