主动光学系统和自适应光学系统本文转自：北京邮电大学出版

【主动光学系统和自适应光学系统】本文转自：北京邮电大学出版
对打造功能更加强大的望远镜来说，尺寸和形状都是很重要的参数。主镜面增大能捕捉更多光线，形状完美的镜面可以防止信号失真；两者有效结合可以观测到亮度更低的天体。然而这并非易事，因为随着望远镜镜面的增大，维持完美的镜面形状就变得更加困难。

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20世纪六七十年代，解决这个问题成为一项重大挑战。当时的技术水平决定了主镜面的最大直径只有5米，一旦超过这个尺寸，镜面就会在重力作用下变形。如果要用当时的技术打造直径超过5米的镜面，就必须同时耗费大量资金打造用来支撑镜面的巨型结构，这会使整台望远镜沉重得令人难以想象，观测效果却未必能有多少提高。想要保证光学精度，必须寻找新的方法。
主动光学系统
欧洲南方天文台的工程师雷蒙德·威尔逊想到了一个绝妙并且简洁的方案，叫作“主动光学”——使用轻薄并且可以变形的主镜面，用一个动态支撑系统来进行控制。这个动态支撑系统可以随着望远镜朝向的改变，产生相应的力来校正重力引发的变形。

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1976年，欧洲南方天文台所属的3. 6米口径望远镜开始运行，当时主动光学还只是威尔逊脑海里的想法。这台望远镜是厚度达0.5米、重达11吨的庞然大物。
主动光学的新想法在欧洲南方天文台总部进行了测试，使用的是1米口径的薄镜面，由75个致动器动态支撑。致动器是能够高精准移动和精确控制的马达，它们通过向镜面施加应力来校正镜面形状，补偿由重力产生的变形。这套能动系统可以随着望远镜的移动持续保持镜面的正确形状。致动器进行的校正由具备图像分析模块的计算机进行实时演算，哪怕镜面偏离理想形状一丁点，都可以被该图像分析模块捕捉到。主动光学技术在欧洲南方天文台内部成功研发并测试之后，被用来打造新技术望远镜（NTT）。因为采用了主动光学系统， 3.58米口径的NTT的主镜面只有24厘米厚，重量也只有6吨。
自1990年NTT开始运行以来，主动光学系统被应用于各主要望远镜，包括欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）。事实证明，主动光学系统是天文学领域里的游戏规则颠覆者，威尔逊也因为自己的发明而获奖无数。
VLT的四个望远镜单元（UTs），每个都配备了迄今最好的主动光学系统。这一系统控制着8. 2米口径的微晶玻璃主镜面，以及望远镜顶端1.1米口径的轻量次级铍镜面。望远镜的各个镜面根据主动光学系统发出的信号进行周期性自动调整。
由于采用了主动光学系统，四个UTs的主镜面虽然重22吨，直径8.2米，却只有17厘米厚，就像一个巨型烤薄饼！每个镜面由电脑控制的150个致动器支撑，它们被安装在刚性逐渐增强的小室内，重11吨。VLT的主动光学系统保证了镜面始终维持在最佳形状，可以一直提供优质的宇宙图像。
今天，主动光学技术面临着打造39米口径极大望远镜（ELT）带来的挑战。ELT的主镜面将由798块独立镜面组成。每块镜面都可以通过活塞和尖倾斜机制移动，来补偿温度波动和重力造成的影响，使它们彼此镶嵌成一整块功能完善的巨型镜面。
自适应光学系统