X射线成像望远镜像质评价的计算机仿真

高分辨率X射线掠入射望远镜的研究和应用越来越广泛。镜片刚体运动误差、表面误差、表面粗糙度、表面散射和衍射是影响X射线成像望远镜成像质量的主要因素。详细分析了刚体运动误差和低频表面误差对成像质量的影响;使用空间解析几何学的二次曲面方程建立WolterI、II型X射线掠入射望远镜镜片的数学模型,降低光线追踪的计算复杂度;借助自主开发的光学仿真软件分析了国内研制的X射线成像望远镜的刚体运动误差和低频表面误差对成像质量的影响,计算出像点艾里斑半径均方根值随误差变化的增长率,对工程上提出合理的制造公差的误差容限有重要的指导意义。     

激光指向仪的光学设计

以HeNe 激光为例,利用高斯光束的成像理论计算了激光指向仪中光学元件的参数.计算值与实际值基本相符-     

系统仿真在天文望远镜设计中的应用综述

天文望远镜是集光学、机械和自动控制于一体的大型精密仪器.随着新型望远镜系统的复杂程度的提高和计算及计算机技术的进步,系统集成仿真技术被广泛引入望远镜的研制中来,并作为工程实施前进行早期全面模拟仿真的手段用以分析评估望远镜的工作性能和造价.简要介绍和回顾系统仿真技术在天文望远镜设计领域的发展和应用概况,着重介绍望远镜系统集成仿真技术的基本方法、工作内容以及所涉及的有关计算和计算机技术,最后探讨我国在该领域的现状和努力方向.     

太阳系外行星的研究现状*

太阳系外行星探测是当今国际天文学研究的热点,其探测方法分为间接探测和直接成像。目前,已发现的上千颗系外行星主要是通过视向速度法和凌星法等间接方式探测到的,而直接成像技术将有望获取行星温度、大气等更全面的物理信息。其中,通过对类太阳恒星宜居带内的类地行星进行成像观测和大气光谱分析,将有望捕获太阳系外生命信号,进而解答“人类在宇宙中是否孤立？”这一基本科学问题,从而突破人类对生命的现有认识。因此,该领域的研究具有较高的公众关注度。     

中国地基大太阳望远镜

随着中国太阳物理及空间科学的发展,地基大型光学和红外太阳观测设备已成为中国不可或缺的科研装置.本文首先从太阳物理研究及空间灾害性天气预报的角度阐述了发展大型地面太阳观测设备的必要性,回顾了近年来我国及全球地基太阳望远镜的现状,介绍了欧美下一代大型地基太阳物理观测设备的主要构想及计划,重点叙述了由我国太阳物理界共同提出的中国大型地基太阳望远镜计划及其关键技术和试验,最后介绍了该计划（包括台址勘选）的进展状况.     

中德亚毫米波望远镜项目前景展望

中国科学院国家天文台等单位与德国科隆大学合作,拟将目前放置在海拔3135m的瑞士阿尔卑斯山上Gornergrat的KOSMA亚毫米波望远镜（口径3m）,直接移址安装到亚毫米波观测条件更好的海拔4300m的中国西藏羊八井。在此期间同时开展相关科学目标预研究,并在望远镜安装调试后进行试观测运行。该项目若成功进行并顺利完成,中国将首次成为拥有中小口径亚毫米波望远镜并以此进行常规天文观测的少数国家之一。建成后的羊八井亚毫米波天文台也将成为北半球运行中的海拔最高的亚毫米波天文台,在世界上仅次于北智利的Atacama亚毫米波台址高度。     

杨氏模量测定的尺镜组装置研究与设计

为了提高杨氏模量测定精确度,从试验误差角度分析,得出因尺镜组调节不当引起误差,从而降低了杨氏模量测量的准确度;从测量不确定度和有效数字处理角度分析,得出杨氏模量的测量精度被尺镜组所制约.因此,对测量方法和尺镜组装置进行了改进,将标尺设计为最小分度值为0.02 mm移动铅直标尺,望远镜设计为准直望远镜,光杠杆镜面到标尺距离为1.236 2 m以上.通过试验,得出测量结果总不确定度由0.07×1011 N*m-2下降为0.025×1011 N*m-2,使测量结果的有效位数增加一位,减小了人为调偏标尺和望远镜的误差.     

分光仪调节的一种简单方法

分光仪是一种能精确测量角度的典型光学实验仪器。在大学物理实验中,分光计的调节和使用是一个重要光学实验。由于分光仪结构较复杂,调节难度较大。其中最关键、最困难的一步是:如何调节望远镜光轴及载物台台面分别与仪器转轴垂直。针对这一难点,文中提出一种简单、快速的调节方法。粗调时使载物台台面紧贴台基,以保证载物台台面基本水平,细调时以望远镜调节为主,载物台调节为辅。     

Coincidence and reproducibility in the EHT black hole experiment

This paper discusses some philosophical aspects related to the recent publication of the experimental results of the 2017 black hole experiment, namely the first image of the supermassive black hole at the center of galaxy M87. In this paper I present a philosophical analysis of the 2017 Event Horizon Telescope (EHT) black hole experiment. I first present Hacking's philosophy of experimentation. Hacking gives his taxonomy of elements of laboratory science and distinguishes a list of elements. I show that the EHT experiment conforms to major elements from Hacking's list. I then describe with the help of Galison's Philosophy of the Shadow how the EHT Collaboration created the famous black hole image. Galison outlines three stages for the reconstruction of the black hole image: Socio-Epistemology, Mechanical Objectivity, after which there is an additional Socio-Epistemology stage. I subsequently present my own interpretation of the reconstruction of the black hole image and I discuss model fitting to data. I suggest that the main method used by the EHT Collaboration to assure trust in the results of the EHT experiment is what philosophers call the Argument from Coincidence. I show that using this method for the above purpose is problematic. I present two versions of the Argument from Coincidence: Hacking's Coincidence and Cartwright's Reproducibility by which I analyse the EHT experiment. The same estimation of the mass of the black hole is reproduced in four different procedures. The EHT Collaboration concludes: the value we have converged upon is robust. I analyse the mass measurements of the black hole with the help of Cartwright's notion of robustness. I show that the EHT Collaboration construe Coincidence/Reproducibility as Technological Agnosticism and I contrast this interpretation with van Fraassen's scientific agnosticism.     

基于面源信息的F/39光路自动调焦技术研究

自动调焦技术在现代天文望远镜中发挥着重要作用。对于大型的空间望远镜,由于发射和在轨工作环境复杂,且常要求在多波段下工作,从而使得在轨自动调焦成为必不可少的一项关键技术。根据空间太阳望远镜[1](SolarSpaceTelescope,SST)F/39主光路在轨工作的调焦需求,在地面调焦实验系统中,以分辨率板为目标源进行了图像边缘法、图像标准差和图像熵等多种调焦判据的实验研究。结果表明,在所选取判据中,基于Sobel与Prewitt算子的图像边缘法只需加减运算,易于硬件实现且半峰值宽度小,波形陡峭,重复检焦精度达到0.06mm,在选取调焦判据中性能最优。