面向下一代高精度亞毫米波望遠鏡天線的建設(shè)需求，中國科學(xué)院紫金山天文臺天文望遠鏡技術(shù)實驗室聯(lián)合北京理工大學(xué)，在相位自適應(yīng)穩(wěn)定系統(tǒng)研究中取得重要進展。近日，相關(guān)成果發(fā)表在IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上。

60米級大型亞毫米波望遠鏡研制可能取得突破的方向是亞毫米波自適應(yīng)技術(shù)（MAO）。其中，毫米波/亞毫米波長距離高穩(wěn)定相位和功率線傳輸是尚未解決的難題，導(dǎo)致MAO系統(tǒng)在環(huán)境溫度變化1oC時引起誤差大于300微米，超過面形精度小于20微米的指標(biāo)要求。

針對這一難題，科研團隊提出了基于超高相位穩(wěn)定多路光纖傳輸技術(shù)的新方案，研制出超高相位穩(wěn)定多路光纖傳輸鏈路，即在200米傳輸距離、10分鐘內(nèi)達到11飛秒（fs）的穩(wěn)定性，如圖1（II）所示。以此為基礎(chǔ)，研究將該鏈路應(yīng)用于一套基于天線的相位自適應(yīng)穩(wěn)定系統(tǒng)（PASS），在外場自然溫度變化條件下實現(xiàn)了優(yōu)于20微米的實時測量精度（圖2），突破了毫米波/亞毫米波長距離高穩(wěn)定相位和功率線傳輸?shù)钠款i。相比于國際同類研究，本系統(tǒng)實時測量精度提升了1到2個數(shù)量級。

研究工作得到中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計劃從0到1原始創(chuàng)新項目、中科院青年創(chuàng)新促進會人才項目、國家自然科學(xué)基金等的支持。

圖1.（I）MAO系統(tǒng)原理圖；（II）超高相位穩(wěn)定多路光纖傳輸鏈路。

圖2.（I）外場PASS系統(tǒng)圖；（II）外場溫變條件下PASS系統(tǒng)6單元皆實現(xiàn)了優(yōu)于20微米實時測量精度。