天光通讯 第95期.pdf

2014 年 10 月 8 日 中国科学院 国家天文台 南京天文光学技术研究所 天光通讯 2014年 10月 8日 第 3期 总 第 95期 南京天文光学技术研究所综合办公室主办 便 便携 携式 式“ “极 极端 端” ”自 自适 适应 应光 光学 学仪 仪器 器 成 成功 功研 研制 制并 并在 在智 智利 利完 完成 成客 客座 座观 观测 测 2014 年 7 月，南京天光所研制的“极端”自适 应光学系统（Extreme Adaptive Optics, 简称： Ex-AO），作为客座仪器，成功对接欧洲南方天文台 （ESO）3.6 米新技术望远镜（NTT） ，圆满完成了测 试观测。 该套 Ex-AO 系统在近红外 H 波段获得了衍射 极限成像， 表明具备了用于系外行星科学成像观测的 能力。 该科学仪器研制和观测计划受到国家自然科学 基金委重大国际（地区）合作研究项目资助。利用中 科院南美天文中心（暨中智天文联合研究中心）所提 供的便利平台和专项科研经费,由南京天光所、美国 加州州立大学北岭分校， 以及智利天主教大学组成的 “系外行星成像及 Ex-AO”联合研究团队,得以使用 客座仪器，获得欧洲南方天文台（ESO）新技术望远 镜（NTT）6 天观测时间，将自主研发的科研装备， 首次实现与国际著名大型望远镜平台对接观测。 该套 Ex-AO 系统于 2014 年 7 月初自南京起运至 位于智利 ESO 的拉斯亚（La Silla）天文台，7 月 14 日在 NTT 的奈氏平台完成安装。该系统结构紧凑，具 有便携式尺寸。 基于自然导星和现有硬件配置， 该套 Ex-AO 系统 能够很好地锁定 8 等恒星。测试观测过程中，系统工 作在 H 波段 （中心波长 1500nm，带宽 40nm） ， 恒星“北 落师门”经过 Ex-AO 系统校正后的单幅图像 （当夜视 宁度 0.8″，风速 5m/s） ，达到衍射极限成像，该结 果表明该系统已具备用于系外行星成像观测的能 力。 图示：经过 Ex-AO 校正前后的恒星“北落 师门”图像：校正前（左）和校正后（右） 项目组提供了经过 Ex-AO 系统校正前后拍摄 的“北落师门”视频（其中每帧图像只进行了初步 的平场和暗场校正，未作任何其他数据处理） ，可 以看出恒星的绝大部分能量集中并锁定在其艾里 斑之内。 非共光路波相差（NCPE）是制约用于系外行星 成像研究的 Ex-AO 星冕仪的主要因素之一。传统 AO 其波前探测器（WFS）难以探测来自成像光路的 波相差，进而制约高对比度成像的实际性能。此次 观测，Ex-AO 系统采用了前期发展的“基于 PSF 评 价机制”的优化技术，对上述 NCPE 进行了初步校 正，校正后的衍射斑图样与观测图像一致，可以清 晰的看到第三级衍射环。该衍射图样还可以通过后 续迭代将外围能量进一步推向 PSF 中心。 此次观测的 Ex-AO 系统作为原理样机，采用了 97 驱动单元的可变形镜（DM） ，其波相差校正精度 目前达到 30 阶（泽尼克系数） ，校正频率（开环） 达到 1 KHz。下一步，系统将采用更快速的 277 单 元 DM，波前校正精度将最终提高至 100 阶以上， 校正频率将达到世界最快—2KHz。整套仪器将最终 升级为科学设备，以专门优化用于 4 米口径望远 镜，包括此次观测的 NTT 和美国 Apache Point 天 文台的 ARC3.5 米望远镜。升级后的系统将采用更 专业的 WFS，以保证观测星等达到 10 等；同时， 订做天文专用的宽带近红外滤光片以提高系统通 光效率，降低观测目标的曝光时间；最终，系统还 将集成前期研发的透过率光瞳调制系统，用于高对 比度成像科学研究。 目前，国际上 4 米级望远镜，一般都只有卡氏 或奈氏平台，受到物理空间的限制，难以安装庞大 而专业的 AO 设备。而南京天光所研发的 Ex-AO 系 统，结构紧凑，能够以访问仪器的形式，方便地安 置于奈氏平台，同时能够提供优良的像质。 国际上现有 Ex-AO 星冕仪系外行星成像仪器 主要集中于 8 米口径望远镜，例如 GPI/GEMINI 和 SPHERE/VLT。这些 Ex-AO 系统均需要配备上千驱动 单元的 DM 以达到较高的斯特列尔比；用于系外行 星成像观测时间竞争异常激烈，难以满足诸多观测 需求。 本项目研发的 Ex-AO 主要针对 4 米望远镜 （观 测 时 间 相 对 丰 富 ）， 采 用 上 百 单 元 的 DM （ 如 277-DM） ，可以获得与 GPI 或 SPHERE 相当的校正性 能。该系统最终将集成前期研发的星冕仪，观测成 像对比度在近红外波段（H 波段~0.4″）可望达到 -6 10 。该系统能够激活现有 4 米望远镜开展系外年 轻巨行星天文成像的能力，与 8 米望远镜进行的同 类计划形成互补观测。 第 3期 大 大视 视场 场高 高分 分辨 辨太 太阳 阳自 自适 适应 应 光 光学 学实 实测 测取 取得 得重 重要 要进 进展 展 由加州州立大学（北岭分校）与南京天光所合 作研制的便携式太阳自适应光学系统（Portable Solar Adaptive Optics，以下简称 PSAO）近期在美 国国家太阳天文台（NSO）的 0.8 米 Dunn 望远镜上 进行实测，结果表明该套系统完全胜任太阳大视场 兼顾高分辨率成像观测。 2014 年 8 月 16 日，课题组在近红外 J 波段 （1.3um）观测了编号 2139 的太阳黑子，观测时视 宁度约为 1″，PSAO 的校正视场为 40″x40″，包括 了整个太阳黑子的活动区域，对太阳物理观测研究 具有重要意义。视频显示，经 PSAO 校正后，太阳黑 子 2139 的内部细节及其周围的米粒组织均清晰可 见。 PSAO 结构紧凑且成本低，适合作为访问仪器对 接各种望远镜。为实现大视场高分辨率成像观测， 自适应光学的波前检测系统对实时解算波前的速度 和运算精度均提出了极高的挑战， PSAO 有效地解决 了上述难题，并提供了世界一流的太阳高分辨校正 像质。NSO 的资深望远镜及自适应光学专家 Doug Gilliam 在现场观看了 PSAO 的表现后，评价 PSAO 与其他专业自适应光学相比，是绝对有竞争力的一 套系统。 美国加州州立大学（北岭分校）与南京天光所 系外行星成像技术课题组长期合作研发了该套 PSAO，曾于 2013 年在美国 Kitt Peak 天文台观测获 得成功，但实验中仅对 10″x10″的小视场区域进行 了校正，2014 年 8 月的实验是 PSAO 首次获得大视场 高分辨的太阳观测数据，目前该系统使用的 9x9 子 孔径用于波前检测，并达到了 900Hz 的开环校正频 率，PSAO 还将不断升级并公布最新的进展。 印 印度 度科 科学 学院 院院 院士 士AAnnaanntthhaakkrriisshhnnaann SSuubbrraammaanniiaamm教 教授 授来 来访 访南 南京 京天 天光 光所 所 2014 年 7 月 16 日，印度科学院院士、国际无线 电科学联盟（URSI）副主席、印度普纳大学教授 Ananthakrishnan Subramaniam 到访南京天光所。朱 永田所长进行了接待和会谈。Ananthakrishnan 教授 参观了南京天光所系外行星探测实验室、光谱仪实 验室、射电主动面板实验室、离子束抛光机以及南 极巡天望远镜 AST3-2 等，并与相关科研人员进行了 亲切交流。Ananthakrishnan 教授表示，非常希望、 也将尽力促进南京天光所与印度相关科研机构开展 进一步合作。 第 2版 南 南京 京天 天光 光所 所22001144 年 年度 度国 国家 家 自 自然 然科 科学 学基 基金 金资 资助 助项 项目 目揭 揭晓 晓 根据近期公布的 2014 年 度国家自然科学基金项目批 准通知，南京天光所共获资助 12 项，其中：重点项目 1 项， 面上项目 6 项，青年科学基金 项目 5 项，获资助经费共计 1080 万元。 2014 年 7 月 16 日至 19 日，南京天光所举办了 “走近国科大-天文技术与方法”大学生夏令营活 动，来自北京理工大学、南京理工大学、山东大学 等十余所高校的近 30 名优秀大三本科生参加了此 次夏令营活动。 7 月 16 日，夏令营在所科研实验楼五楼报告厅 正式开营。南京天光所所长、党委书记朱永田研究 员出席了开幕式并向学生代表授夏令营营旗。朱永 田所长向前来参加夏令营活动的同学们致以热烈 欢迎，并希望大家能够充分利用这次难得的学习机 会，了解学术前沿，拓展跨学科、跨领域的专业知 识，培育科研综合素质，使这次夏令营成为人生中 一次特殊的学习经历。人事教育处处长齐金英主持 了开幕式，并就研究所概况和研究生培养情况进行 了详细介绍。 夏令营期间共安排了五场学术报告，其中特邀 报告两场。中国科学院院士崔向群做了题为“天文 设备发展现状与未来”的特邀报告，崔院士从不同 方面，介绍了国内外天文设备的现状和已取得的成 绩，并对我国天文设备的未来发展提出了展望。报 告内容丰富，全面系统，富有感染力，使同学们受 益匪浅、深受启发。中国科学院大学马石庄教授做 了题为“感性的人与能动的实践”的报告，马教授 从古到今，从个人到国家，从不同的角度阐述了人 生观的意义。报告深入浅出，诙谐幽默，让同学们 对人生的使命、担当的责任等方面有了更加深刻的 理解和感悟。毛伟军研究员、侯永辉研究员和杜福 嘉副研究员分别为学生们做了专题学术报告，报告 内容涵盖了太阳仪器、天文观测、南极天文和科考 等多方面内容，使大学生们了解了科学前沿及发展 动态，开阔了视野。 夏令营期间，研究所组织了一系列的参观和交 流活动。座谈会为营员们提供了与导师、青年创新 2014 年 10 月 8 日 第 3期 促进会会员和在学研究生面对面交流的机会， 大家围 绕专业方向、 报考和就业等方面的内容进行了深入的 沟通。 通过参观专业实验室和古天文仪器增强了营员 们对南京天光所的了解，以及对科学研究的感性认 识。 7 月 19 日的闭营仪式上，营员代表交流了夏令 营生活的感想和收获，表示参加此次夏令营收获颇 丰，不仅开拓了视野，结识了朋友，也增添了对科研 的兴趣，更明确了自己的目标和方向，并由衷地感谢 南京天光所提供了这次宝贵的学习和实践机会，感谢 研究所老师的悉心指导。副所长、纪委书记李国平研 究员向同学们颁发了结业证书。 此次夏令营活动， 南京天光所在秉持中国科学院 大学办学理念的基础上为有志从事“天文技术与方 法”相关专业的学子们提供了一个书本外的学习平 台，使营员们对南京天光所的研究方向、科研条件和 工作环境等方面有了一定了解。同时，夏令营也为研 究所选拔优秀学生开辟了有效的途径。 马 马石 石庄 庄教 教授 授应 应邀 邀来 来南 南京 京天 天光 光所 所作 作报 报告 告 2014 年 7 月 18 日下午,中国科学院大学党委副 书记、 纪委书记马石庄教授应邀为南京天光所导师作 了题为《研究生教育的关键问题》的精彩报告。报告 会由南京天光所所长、党委书记朱永田研究员主持， 研究所全体导师和教育管理干部近 30 人参加了会 议。 马石庄教授的报告主要从“关注科研教育和谐” 、 “分析学生思想状况”、 “警惕科学万能思潮”和“提 出学生工作建议”四个方面展开深入探讨。马教授结 合学生的心理特点和思想状况调查情况， 围绕导师科 研教育工作中存在的问题，引用了大量实际案例，对 解决好科研与教育的关系，明确教师和学生各自角 色，建立和谐师生关系的重要性进行了充分阐述。同 时，马教授指出，教育更要注重培养学生的人格，尤 其是责任心和使命感的培养， “不可能把所有的学生 培养成科学家，但要把每个学生培养成大写的人，热 爱生活的人” 。报告历时 3 个小时，旁征博引，诙谐 幽默，获得在场导师们的广泛共鸣。 朱永田所长在会议总结中再次强调了导师“育 人”的角色，要求每位导师进一步加强与学生的交流 沟通，关心学生和学生的心理健康，不断提高导师教 书育人的水平和研究生培养质量， 促进研究生教育事 业的可持续发展。 张 张凯 凯获 获留 留学 学单 单位 位好 好评 评 2013 年 9 月，南京天光所张凯副研究员以中国 科学院访问学者身份赴美国加州理工学院参与国际 第 3版 三十米望远镜项目（TMT）的设计工作，为期一年。 留学期间，张凯主要负责首批仪器之一红外成像光 谱仪（IRIS）在初步设计阶段的像切分器设计工作， 他出色的科研工作和良好的科研素养得到留学单 位的充分肯定。 IRIS 是一台兼具高分辨率成像（0.004″）和 四 种 空间 分 辨率 积 分视场 光 谱拍 摄 (0.004″ 、 0.009″、0.025″、0.05″)的多功能天文观测仪 器。其中，像切分器承担 0.025″、0.05″两种空 间分辨率积分视场的切分功能，将相应的科学视场 （1.125″x2.2″，2.25″x4.4″）沿单个方向切 成 88 个积分单元，使光谱仪能够同时获得 88 个相 邻目标天区的低、中辨率光谱（R=4000,R=8000） 。 88 个积分单元是目前国际天文领域单次切分视场 的最大数量，给像切分器的研制工作带来巨大的挑 战，不仅需要使用超薄像切分镜片（厚度 0.4mm） 和超高精度光学制造工艺，还要求每个积分单元获 得接近衍射极限的成像质量和近似相同的出瞳位 置。结合多台已成功运行的积分视场光谱仪的优 点，张凯提出一种独特的三反射镜设计方案，在获 得近似衍射极限像质的基础上，最大程度使用多镜 同时抛光技术来降低光学制造成本和周期。 加拿大国家研究委员会赫兹伯格天体物理所 科学家、TMT 科学仪器组负责人 Luc Simard 博士 专门致信天光所所长，对张凯在 TMT 红外成像光谱 仪的工作给予了很高的评价：“Kai tackled the very difficult problem of re-designing the image slicer IFU, and his new design was both elegant and powerful. Kai worked very well with all the other team members, and he became a highly respected member of the team.”。期 望张凯回国后能够继续参加 TMT-IRIS 的研制工 作。 公派留学是培养优秀青年科技人才的重要举 措。南京天光所在充分利用国家和院级公派留学计 划的基础上，鼓励和支持科技人员特别是青年科研 骨干到国际高水平研究机构从事合作研究，通过国 际交流进一步开拓国际视野和提升科研素养，不断 提高科技人才的创新能力和竞争力。 南 南京 京天 天光 光所 所举 举办 办新 新入 入所 所人 人员 员培 培训 训 为使新进职工和研究生了解所史、所情、规章 制度和办事程序，更快地适应研究所的科研、管理 工作和学习生活，2014 年 9 月 23 日，研究所人事 教育处组织新入所职工和研究生进行了集中培 训。 所长兼党委书记朱永田研究员首先代表所领 2014 年 10 月 8 日 第 3期 第 4版 导班子对新入所、入学的职工和研究生表示热烈的 欢迎，并发表了热情洋溢的讲话。朱所长介绍了南 京天光所的青年人才政策，并对新进人员提出了五 点希望和要求：要树立理想、明确目标；要有“终 身学习”的理念；要有创新精神；要有健康的体魄； 要秉承道德心，做事先做人，包括责任心、善于沟 通、团结协作和学术道德等。 随后，人事教育处处长齐金英介绍了研究所的 历史沿革、组织机构、科研项目和科研条件，及近 年来取得的主要成果；各职能部门管理人员分别介 绍了研究所的安全、考勤、质量管理、知识产权和 研究生教育管理等规章制度与办事流程。 新进人员还参观了陈列室，参加了为期半天的 拓展训练，并进行了培训的效果评价。 计划》的主要精神，包括指导思想、总体目标和战 略步骤以及五个方面 25 项重大改革发展举措；详 细介绍了《 “率先行动”计划》出台的背景和过程； 通报了南京天光所及中国科学院天文口在贯彻 《“率先行动”计划》方面的初步工作和进展，并 强调主动积极参与改革的重要性，“不主动改革就 会被改革” 。朱永田对研究所的《“率先行动”计划》 宣传工作进行了部署，并要求支部书记会后组织各 支部党员认真学习《“率先行动”计划》和深入开 展研讨，努力把全所上下的思想和行动，迅速统一 到院党组的决策部署上来，为迎接改革做好准备。 南 南京 京天 天光 光所 所22001133年 年度 度修 修缮 缮项 项目 目通 通过 过验 验收 收 为了丰富广大职工的精神文化生活，营造研究 所创新文化氛围，经研究所工会前期的精心策划和 筹备，南京天光所“职工电子书屋”于 8 月 20 日 正式在所外网上线试运行。 职工电子书屋通过互联网进行在线阅读，内容 包含电子期刊杂志、电子报纸、电子书籍等多个类 型，涵盖时政新闻、党工文苑、培训专区、管理财 经、科学技术、文化艺术和家庭健康等 10 个栏目， 共有 3000 多册图书， 100 多种杂志和 500 多种报刊， 可满足不同年龄和不同知识结构的职工的阅读需 求。 职工电子书屋可在网络和移动终端上随时随 地获取书屋提供的刊物信息，使职工足不出户便可 博览群书，试运行以来得到职工的广泛关注，上线 一周点击量超过 4000 人次。 研究所工会希望通过“职工电子书屋”的建设， 进一步满足职工多样化的精神文化需求，提高广大 职工的综合素质，促进研究所的健康可持续发展。 2014 年 8 月 27 日，南京天光所 2013 年度办公 科研实验楼修缮项目顺利通过中国科学院南京分院 组织的验收。由南京分院副院长谷孝鸿研究员任验 收组组长并主持会议，南京天光所副所长、纪委书 记李国平研究员对验收组专家来所检查指导表示欢 迎和感谢，相关部门人员参加了会议。 验收专家组听取了南京天光所 2013 年修缮项目 实施情况的汇报后分建安、使用管理、财务、档案 四个专业组对项目进行了提问、实地查看，并审阅 了项目档案资料。经过各专业验收组评议，认为南 京天光所严格执行财政部和中科院关于修缮专项的 相关规定，2013 年度修缮项目实施内容符合批复要 求，功能运行正常，达到了修缮改造的既定目标， 一致同意通过验收。 南京天光所通过办公科研实验楼修缮项目的全 面实施和维修改造，进一步完善了研究所的科研基 础条件，大大改善了园区的主体科研环境，有力地 保障了科研工作的正常进行。 南 南京 京天 天光 光所 所召 召开 开党 党委 委扩 扩大 大会 会动 动员 员 部 “ 部署 署学 学习 习贯 贯彻 彻《 《 “率 率先 先行 行动 动” ”计 计划 划》 》 2014 年 8 月 25 日，南京天光所召开党委扩大会 对学习传达贯彻《中国科学院“率先行动”计划暨 全面深化改革纲要》 （简称《 “率先行动”计划》 ）工 作进行动员和部署。会议由所长、党委书记朱永田 主持，全体党委委员、党支部书记参加了会议。 这是南京天光所继 8 月 18 日中层以上干部及部 分科研骨干参加全院领导干部和科研骨干视频会议 学习院 2014 年夏季党组扩大会精神之后，专门召开 会议进一步对深入学习贯彻《 “率先行动”计划》工 作进行动员和部署。 会上，朱永田带领与会人员重温了《 “率先行动” 职 职工 工电 电子 子书 书屋 屋上 上线 线运 运行 行 “ “关 关爱 爱生 生命 命， ，呵 呵护 护健 健康 康” ” — —— —南 南京 京天 天光 光所 所举 举办 办健 健康 康知 知识 识系 系列 列讲 讲座 座 为进一步增强研究所广大职工的健康意识和 自我保健能力，2014 年 8 月 19 日至 9 月 2 日，南 京天光所工会和人事教育处联合举办了“关爱生 命，呵护健康”健康知识系列讲座。讲座分为“中 国居民膳食指南推荐”、 “慢性病的危害和生活方式 指导”和“心理卫生与心理健康” 三讲，每周一 讲。150 多名职工参加了系列活动。 本次系列讲座内容是研究所根据本所职工实 际情况精心制定的，贴近生活，实用性强，主讲专 家在讲座过程中还不时穿插能让听众参与其中的 互动环节，增强了互动性和趣味性，该系列活动对 增强研究所广大职工的健康意识和自我保健能力 起到了积极作用。