多孔径闪耀传感器MASS

光波在湍流大气中传输时，光波参数（强度、相位以及传播方向等）因湍流扰动而起伏，这种起伏导致了光束的飘移和扩展、图像的模糊。大气湍流的存在使大口径地基望远镜很难真正实现高分辨率，所以选择优秀天文台址，长期监测其光学台址参数至关重要。天文选址对大气湍流的测量主要集中在大气相干长度（视宁度）、等晕角、相干时间、波前外尺度、湍流强度廓线等参数的测量。

具有独特地理和气候条件的南极内陆比中纬度天文台址具有更优越的观测条件，中国南极天文中心领导的南极Dome A选址工作表明Dome A作为天文台址的优越性。已积极展开应用于南极的多孔径闪耀传感器MASS(Multi-Aperture Scintillation Sensor)的研制，能够测量大气视宁度、等晕角、大气相干时间和湍流强度廓线等重要天文光学台址参数。

由CTIO设计研制的MASS利用高速光子计数单元A、B、C和D同步探测通过4个同心圆环孔径的单星象强度，计算闪耀率，通过建立湍流分层模型恢复出近似湍流强度廓线，还可以获得自由大气层视宁度、等晕角和相干时间等参数，原理如图1左图所示。我国尚无成功应用MASS进行测量，也缺乏对其关键技术的研究，所以展开望远镜入瞳上单星象的多孔径闪耀的研究，计划将其应用于南极Dome A，开展Dome A 视宁度、湍流廓线等台址参数测量。为大口径南极望远镜设备和终端设备的研制提供可靠的设计依据。主要研究成果为：

（1）提出了拟采用的MASS的设计方案，采用小望远镜阵，各小望远镜的入瞳如图1右图所示。此方案解决了小尺寸同心圆环瞳孔分割镜难加工和极端环境下的装调困难的问题。

 

（2）将GPS天线、GPS电路模块、串口测试模块集成到MASS光子计数单元中。与CTIO研制的MASS相比，可获得精确的基准时间和长期稳定的时钟源，便于实现多台MASS同步同时计数光子数字脉冲，相互校整和联调。