面向下一代高精度亞毫米波望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡技術(shù)實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(yuǎn)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(tuán)隊(duì)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(dá)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(shí)現(xiàn)了優(yōu)于20微米的實(shí)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(shí)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(jì)劃從0到1原始創(chuàng)新項(xiàng)目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會人才項(xiàng)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(shí)現(xiàn)了優(yōu)于20微米實(shí)時測量精度。