光電技術(shù)加持,這款望遠(yuǎn)鏡可以看見外太空

巫盼 8年前 (2017-08-04)

超薄光電偵查型望遠(yuǎn)鏡,可輕松接入無人機(jī),也能幫助更多人看見太空。

近日,加利福尼亞州的Lockheed Martin公司宣布開發(fā)了一款超薄型光電偵查望遠(yuǎn)鏡SPIDER,該望遠(yuǎn)鏡可裝載到軍用飛機(jī)、無人機(jī)、汽車等多種裝備上。

據(jù)悉,SPIDER源于美國國防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局的一個項(xiàng)目,它最初由Lockheed在加州大學(xué)戴維斯分校的研究合作伙伴Davis研制,后交由Lockheed先進(jìn)技術(shù)中心(ATC)獨(dú)立開發(fā)。

光電技術(shù)加持,這款望遠(yuǎn)鏡可以看見外太空

光電偵查,就是通過光電設(shè)備,利用目標(biāo)與背景的外形、顏色等差異來識別出所需要的特定目標(biāo)。在軍事領(lǐng)域,尤其是空中作戰(zhàn),首要做的就是防偵查,而光電偵查就是偵查手段中的重頭戲。

光電技術(shù)加持,這款望遠(yuǎn)鏡可以看見外太空

傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡,就是一種利用透鏡或反射鏡以及其他光學(xué)器件觀測遙遠(yuǎn)物體的光學(xué)儀器,它的功用就是幫助肉眼看見遠(yuǎn)處的物體或景象。

與由透鏡或鏡子制成的傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡不同,SPIDER用一組昆蟲般大小的透鏡陣列代替主鏡頭,其中每一個透鏡都將光波傳送到硅芯片光子集成電路(PIC)上,因此望遠(yuǎn)鏡本質(zhì)上就類似一組照相機(jī)。也正因這樣的構(gòu)造,該技術(shù)支持接入光子傳感器陣列,從而可以裝載到任何電子設(shè)備上。

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如圖所示,這些照片是Lockheed Martin公布的一款SPIDER合成圖像的過程。

首先,依據(jù)干涉測量原理,來自陣列的光波在光子電路上發(fā)生相互干擾形成圖案,隨后PIC中的處理器分析干涉圖案的幅度和相位,從而合成更高分辨率的最終圖像。

Lockheed公布的這組圖像,是由一組30個鏡頭的陣列構(gòu)造的SPIDER提供的。其中每個鏡頭都小于一毫米。研究人員將該陣列放置在4英尺(1.2米)鏡頭組件的光學(xué)系統(tǒng)中,以識別280英里(450公里)距離之外的目標(biāo)物體。

Lockheed提出,當(dāng)技術(shù)成熟時,可以將SPIDER的分辨率提升到太空望遠(yuǎn)鏡級別,且與現(xiàn)有的天文望遠(yuǎn)鏡相比,重量將大大降低。

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據(jù)了解,SPIDER的大小只有同等分辨率下傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡大小的10%,其中用于光電偵查的超薄分段平面成像檢測器具有其十倍大小檢測器的分辨率,且因該款望遠(yuǎn)鏡配備了平面光學(xué)傳感器,可用于接入無人機(jī)或其他應(yīng)用設(shè)備。其中具體實(shí)現(xiàn)方式就是將傳感器安裝在機(jī)翼下方或散熱器格柵中。

Lockheed表示,下一個發(fā)展階段將集中在組裝更高分辨率和更廣泛視野的儀器上。

對此,ATC副總裁斯科特·福斯(Scott Fouse)表示道:“我們的目標(biāo)是制造大約一英寸厚的太空望遠(yuǎn)鏡,這是從來沒有過的。我們也正在努力讓空間成像成為一種低成本的功能,這樣我們的客戶可以看到更多、探索更多、學(xué)習(xí)更多。”

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