原標(biāo)題：新型光學(xué)鏡片！ 戈達(dá)德太空飛行中心科學(xué)家研制出一種光子篩
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一個(gè)由來(lái)已久的天文學(xué)真理：為了解決遙遠(yuǎn)天體越來(lái)越小的物理細(xì)節(jié)，科學(xué)家需要越來(lái)越大的聚光鏡。由于耗資高昂并且不切實(shí)際，這個(gè)難題至今難以克服。如今，戈達(dá)德太空飛行中心的科學(xué)家與工程師們開(kāi)始測(cè)試一項(xiàng)更可行的替代方案，名為光子篩。這個(gè)新型的望遠(yuǎn)鏡鏡片具有更高的分辨率，能夠使科學(xué)家們看到以當(dāng)今觀測(cè)設(shè)備無(wú)法看到的微小細(xì)節(jié)，甚至能解答困擾科學(xué)家們長(zhǎng)達(dá)50年來(lái)的問(wèn)題——太陽(yáng)具有上百萬(wàn)度高溫日冕的加熱過(guò)程。
即使光子篩可能在全波段可行，科研團(tuán)隊(duì)著重開(kāi)發(fā)光子篩在紫外波段研究太陽(yáng)，這是要解開(kāi)日冕加熱難題所需的波段。在戈達(dá)德研發(fā)項(xiàng)目的幫助下，科研團(tuán)隊(duì)制造了三種光子篩，如今正計(jì)劃測(cè)試它們是否能在太空中使用。望遠(yuǎn)鏡鏡片是菲涅爾片的一種變體，與大多數(shù)望遠(yuǎn)鏡通過(guò)折射或反射來(lái)達(dá)到聚光效果不同，菲涅爾片能造成光衍射，即光通過(guò)薄開(kāi)口后發(fā)生的散射現(xiàn)象。它會(huì)造成另一面的光線以精準(zhǔn)的模式互相增強(qiáng)或互相抵消。
菲涅爾片由透明和不透明圓環(huán)交替組成，光線從 排列的不透明區(qū)域穿過(guò)，這樣衍射光就能在某個(gè)特地點(diǎn)集中重疊，制造出能被固態(tài)傳感器記錄下來(lái)的圖片。光子篩的運(yùn)作原理與其相似，不過(guò)，光子篩是由百萬(wàn)個(gè)以圓形排列的點(diǎn)構(gòu)成。科研團(tuán)隊(duì)希望能建造出直徑至少為1米的光子篩，科學(xué)家們認(rèn)為這個(gè)尺寸能達(dá)到NASA的高分辨率太空望遠(yuǎn)鏡太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)觀測(cè)衛(wèi)星在紫外波段100倍的角分辨率。
短短幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)造除了三個(gè)寬3英寸的設(shè)備，這比四年前最初由研發(fā)項(xiàng)目資助的17毫米的鏡片大5倍。每個(gè)裝置都有1600萬(wàn)個(gè)洞，洞的尺寸與位置均由成員Adrian Daw設(shè)計(jì)，并由另一名成員Kevin Denis以光刻工藝蝕刻在硅片上。Anne-Marie Novo-Gradac和John O'Neill已經(jīng)利用這些光子篩取得了光學(xué)圖像，Tom Widmyer和Greg Woytko將對(duì)它們進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，確保它們能在發(fā)射過(guò)程中抵抗嚴(yán)峻的重力作用。
研發(fā)項(xiàng)目主管Doug Rabin表示，該測(cè)試將驗(yàn)證光子篩是否能同理論預(yù)測(cè)一樣順利運(yùn)作。盡管團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了大部分預(yù)定目標(biāo)，Rabin相信在本財(cái)政年度結(jié)束前能使鏡片增大二分之一。但工作并沒(méi)有結(jié)束，以近期目標(biāo)來(lái)說(shuō)，Rabin相信研發(fā)團(tuán)隊(duì)能繼續(xù)改善該技術(shù)，并用于探空火箭上，以遠(yuǎn)期目標(biāo)來(lái)說(shuō)，他與成員Joe Davila設(shè)想鏡片能搭載在專門為研究太陽(yáng)日冕而設(shè)計(jì)的以立方體衛(wèi)星編隊(duì)飛行的兩個(gè)探測(cè)器上。
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