当Tianwen-1探针在2021年拍摄了220万公里火星的第一批“肖像”时，很少有人知道记录了这一历史时刻的“眼”是光系统的真实姓名，这是轴心外的三种反射。 “ tianwen-1”获得的火星的第一张图像来源：中国国家航天局 以前，这种中央技术长期以来一直处于欧洲和美国国家的“出口禁令”清单上，并存在严格的技术障碍。如今，我国的科学家打破了许多障碍，使其成为我国太空探索任务必不可少的“标准配置”。那么，这项技术从层中阻止了什么独特的吸引力和出色的性能？ “火眼”无限制 传统的天文望远镜通常由目标镜片组成（折射望远镜是镜头，反射望远镜是主要的凹形抛物线镜）和眼（凸透镜）。图像原理在此设计中，ES是遥远的物体的弱光首先相遇并通过一个很好的开口目标收敛，然后在折射望远镜中，镜头折射光以在焦平面中形成真实图像。反射望远镜使用主凹面镜来反射收敛的光。最后，焦平面后面的眼睛就像放大镜一样，它再次放大了这一真实图像，形成了一个虚拟图像，可以观察到人眼，实现了其提高视角和亮度的目标。但是，这种同轴系统存在先天性缺陷。次级镜子和支撑框架的一部分是事件之光的一部分，就像您用黑点的眼镜看着世界一样。 因此，同轴系统存在不一致之处。次级镜子太小的para反映了后灯路径上的主要镜子收到的所有光。次级镜子太大，光线太大。效果是月球亮度被阻止，您看不到完整的“月光”（即光学信息）。另外，被次级镜面阻塞的光束是传感器中心前方的光束，该区域的梁是纤维横梁，图像质量良好。我们希望尽可能保留在这梁上。 为了解决这个问题，中国科学家可以在轴外创建一个三个反射的光系统，使三个轴向镜子对齐，破坏了向前和向后放置的传统光学元件的传统设计，并将几个镜子放置在光轴外部，完全消除了中央块并到达每个光束。除了玻璃上的干净黑点外，使用轴外三光系统的检测器与同轴系统相比，图像的对比度增加了30％以上，即使在火星表面上的沟渠质地上也明确呈现。 Tianwen-1来源拍摄的高分辨率火星图片：中国国家航天局 “鱼和熊的脚”具有同样多的“高分辨率和巨大的视野” 空间遥感领域存在一个经典的问题。如果您想实现高分辨率（例如，从太空中查看透明的磨板），则必须增加镜头的焦距。如果您想实现更大的视野（例如为整个城市的宇宙拍照），则外轴和光轴之间的角度增加，从而导致设计值的扩展，从而减少分辨率。 Axis 3反射性，该系统就像“魔术师”，同时以高分辨率获得了一个很棒的视野。 3反射的光系统的光通道的图表在轴外面，m表示反射器源的图像：参考[1] “鱼和熊腿”的奥秘隐藏在斧头外三个反射光系统的不对称结构中是。轴外部的三个反射光系统分解了传统同轴系统中旋转对称性的几何限制，倾斜主镜并补偿了次级镜像，并补偿了轴外的三个代表，以形成不对称的光学途径。这种几何布置不仅完全消除了次级镜面的中央封锁，而且还带来了100％的入射光，改善了光学系统的分辨率，而且还提供了由于光学设计而提供的更多调整尺寸。 但是，轴外部的系统可以解决阻塞问题，但在视野范围内引入散光和昏迷。从轴外部的轴线上的astigmatism，它指的是您使轻型事件在子午线和矢状表面上具有不同焦点位置的现象。昏迷的异常是，当倾斜的入射光束穿过光学系统的不同环形区域时m，焦点的高度与轴不同，当轴外产生光源时，就可以实现方向性。它指的是类似于风筝的弥漫性扩散点的图像（尾巴的明亮点或远离眼中的引导偏差）。两者都对视野边缘的图像质量有严重影响，并且必须尽可能消除或减少。 Zhang Xuejun光学机械学术系统的Changchun Institute团队通过数学表达订单术语的数学表达方式，动态调整了自由表面（例如XY多项式表面）的镜像的曲率。 具体而言，该设备使用计算全息检测技术（CGH）精确控制三个镜子轴外的体积，而不是从这微米来控制，从而最终实现了视野的最终实现，以达到惊人的30°x 25°。同时，土壤分辨率增加到2米。这相当于一辆汽车，可让您清楚地看到长春的北京街道。 拥有广泛乐队的“世界各地的球员” 轴外部的出色三重反性能也反映在其出色的光谱适应性中。由于材料的折射率随光的波长而变化，因此必须通过复杂的透镜组合校正颜色异常，这使得很难覆盖各种紫外线的紫外线。纯反射的轴Intert可以在中间红外区（例如100nm-5μm）的紫外线（尽管它消除了球形和单色异常，消除了昏迷，昏迷等）。 三轴光系统“ tianwen-1”火星流动站用紫外线覆盖视觉光带，不仅可以通过紫外线分析紫外线（例如臭氧和灰尘颗粒），还可以通过紫外线射线使用可见光，还可以使用可见光e视觉灯可实现高 +的高分辨率分辨率。同样，我所在国家的“ Chang'e”系列的月球探针配备了三重轴向逆变器摄像机，它们与UV-Niara Frado频段（300nm-1000nm）一起使用，用于月球和表面形态的月球土壤的光谱。 “ Chang'e 5”拍摄了地球和月球的团体照片，上面是“地球太阳的L1点L1”。资料来源：中国国家航天局 在能量下降过程中使用摄像头拍摄的“ Chang'e 5”探针图像。图像来源：中国国家航天局 来自中国的“轻型公路工匠”： 打破封锁并独立 轴外部第三位反射系统的自由表面镜制造曾经被称为“不可能的任务”。这三个镜子不仅具有不同的形式，而且需要18度的安装和调整期间的控制自由度。难度对应于双眼的三个构造块特别在桥上形成。欧洲和美国在1990年代破坏技术后迅速阻止了技术。此外，中国团队只能从头开始。 从0到1的爆发充满了故事。当Changchun学术Zhang Xuejun的光学和机械工程团队于2002年首次成立时，有人坚持认为：“ Axis 3。行为是投资的，这100人的团队是“设计和制造的完整链”的“设计和制造：检测和调整”的完整链条，并支持了我们国家的40％以上的Z siel Jult of Soul Jun，我们是我们的Soul Jun。竞争力，不受他人的控制。” 十多年后，该团队最终开发了具有独立知识产权的大型CNC加工设备，有效地打破了对外国设备的禁运和技术封锁。 SIC处理和DEVELOpment 从安装和协调的角度来看，Zhang Xuejun学术团队为三个反射的Light SystemsOutsoutsoutside the Axis提出了世界上的第一个安装和常见的参考技术。技术将有关主镜检测的信息和同一计算机全息表（CGH）上的三个镜像集成在一起，这是一种由计算机和Micronum处理设计和制造的人工衍射光学元素。它的中心原理使用计算机来说明目标和参考光波之间的干扰过程。模拟并计算相应的边缘干扰模式，即全息图。然后，通过精确的雕刻或光刻技术，数字条纹的结构变成了基板表面折射指数的微孔或调制结构。当它与特定波长的一致光辐射时，微结构可以精确3D屏幕函数。安装调整和精确效率。其中，基于计算机全息技术的第二代联合参考安装和调整技术可以大大扩展应用程序的CGH领域，实现光学路线的自动对齐，提高安装和调整效率，并提高300％，并达到国际阅读水平。 主镜和三个镜子的校准检测原理的示意图。照片来源：作者绘画 一种计算全息方法用于实现主要和三个镜子的常见参考安装和协调方案。图像来源：中国激光杂志 下一次旅行：火星深空 轴外三个反射的光系统与其名称一样独特：在轴外，这是一种罕见的创新勇气。 3反射率是光学设计，精确制造和系统安装和调整的进度效果的智慧。 今天，轴外三个反射的光系统的技术旅行改变了靠近深空探索的检测。新一代的外部自由表面轴系统在光学机械实验室的长春研究所默默孵化。在“天文1”任务之后，局部和机械工程研究所将科学研究的视角转化为一个更大的空间光学项目：轨道内组件的空间望远镜。长春光学学院已经建立了创新的技术道路。模块化镜头的组件被发送到批次内的空间，以完成剪接和高精度组件在轨道环境中，并在此事件中提供光学元件，它会破坏对群体的限制。 想象一下，通过在微重力环境中耦合纳米级的精度，数十个或数百个光学模块的耦合最终将形成空间观察直径100米的系统系统。可以预期，这种中国“眼”在天空中具有搜索超裂缝空间的能力，并且能够多次打开现有的望远镜，打开了对太空中暗物质分布的前卫 - garde探索，exoplanets大气成分的组成和早期的银河进化。 在轨道上组装的太空望远镜的示意图：来源：传输新闻 参考 [1] Huang Huai lin Feng。三fractractive光学系统[J]在视野外的大规模对称田地设计。应用光学、2023、44 （05）：952-958。 计划和生产 由中国流行科学制作 プロデューサー丨中国科学博覧会 编集长丨イヌオ Xu lai，Zhang Linlin评论