24塊造價(jià)昂貴的六邊形反射鏡，像被“上帝之手”桑控，任意變幻鏡面形狀；每塊對(duì)角徑1.1米、厚25毫米的鏡面，竟也能神奇地凹凸變形。這是世界上最強(qiáng)大光譜巡天望遠(yuǎn)鏡的核心組件，采用的是中國(guó)人開創(chuàng)、全球獨(dú)一無二的鏡面自動(dòng)拼接兼具變形高難度技術(shù)。

總面積20平方米的巨大反射鏡自動(dòng)拼接、變形的目的，是為了精確指向不同高度或位置的天體，配合50米長(zhǎng)的鋼筋混凝土巨型“鏡筒”以及另一端同樣拼接而成的30平方米主鏡，這個(gè)建在距北京城東北170公里一座山上的超級(jí)望遠(yuǎn)鏡即將開始對(duì)浩瀚星空進(jìn)行“戶口普查”。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地的“大天區(qū)面積光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡”日前通過了國(guó)家驗(yàn)收。

這座耗資2.35億元人民幣、貌似導(dǎo)彈發(fā)射架的超級(jí)望遠(yuǎn)鏡，最高處超過15層樓，由口徑3.6米的反射施密特改正鏡、口徑4.9米的球面主鏡和焦面組成光學(xué)系統(tǒng)。成像的焦面上裝著4000根可自動(dòng)定位的光纖，連接16臺(tái)光譜儀實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)。望遠(yuǎn)鏡每次夜間觀測(cè)1.5小時(shí)，最多可獲得4000條天體光譜。

光譜是天文學(xué)家讀懂不同天體化學(xué)組成、密度、大氣、磁場(chǎng)信息的鑰匙。人類成像巡天活動(dòng)記下數(shù)百億天文目標(biāo)，僅萬分之一已測(cè)過光譜。絕大多數(shù)遙遠(yuǎn)天體，依然是“知其然而不知其所以然”。

超級(jí)望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目總工程師崔向群說：“未來3到5年，科學(xué)家將用它獲得2.4萬平方度范圍內(nèi)250萬顆恒星、250萬個(gè)星系、150萬個(gè)亮紅星系、100萬個(gè)類星體的光譜數(shù)據(jù)?！?/p>

中國(guó)的這項(xiàng)天文觀測(cè)計(jì)劃雄心勃勃，旨在深入認(rèn)識(shí)暗物質(zhì)、暗能量、星系形成和演化。崔向群說：“在同一塊大鏡面上采用可變形薄鏡面主動(dòng)光學(xué)技術(shù)和拼接鏡面主動(dòng)光學(xué)技術(shù)，在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中同時(shí)采用兩塊大的拼接鏡面，4000根光纖高精度控制定位，都是世界首創(chuàng)?！?/p>

國(guó)際主動(dòng)光學(xué)技術(shù)權(quán)威雷·威爾遜評(píng)價(jià)：“中國(guó)的新設(shè)備是主動(dòng)光學(xué)技術(shù)最先進(jìn)和雄心勃勃的應(yīng)用?！?/p>

超大容量五維光盤存儲(chǔ)技術(shù)問世

傳統(tǒng)的DVD和CD以二維方式將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其表面，而全息光盤則是以三維方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，研究人員首次宣稱研制出一種五維光學(xué)材料，能在多個(gè)維度存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并對(duì)激光的不同波長(zhǎng)和偏振作出響應(yīng)。該種新型光學(xué)響應(yīng)材料可使現(xiàn)今DVD大小的光盤的存儲(chǔ)容量提高4個(gè)數(shù)量級(jí)，超過2000倍，一張光盤上將能存儲(chǔ)兩三百部高清電影，預(yù)計(jì)將在醫(yī)療、金融、軍事、安全編碼和銀行等需要數(shù)據(jù)加密的領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

該種材料是由澳大利亞斯溫伯恩科技大學(xué)微光電中心主任顧民等人開發(fā)的，由懸浮在玻璃基板上透明塑料板內(nèi)的金納米棒層組成，在材料的同一區(qū)域內(nèi)多種數(shù)據(jù)圖案可在互不干擾的情況下被讀取和刻寫。

新增加的兩維指利用光的波長(zhǎng)的“色維”和利用光的偏振的“偏振維”，增加的這兩維是導(dǎo)致光盤存儲(chǔ)容量大幅增加的關(guān)鍵。利用光的偏振特點(diǎn)可使光盤錄制多層不同角度的信息，而且各層信息之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。澳大利亞研究人員已經(jīng)能夠利用3種波長(zhǎng)和2種偏振光，在同一區(qū)域刻寫6種不同的圖案，通過將數(shù)據(jù)寫入多達(dá)10個(gè)納米棒層的堆棧，研究人員已將每立方厘米的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度提高到1.1萬億字節(jié)，記錄速度高達(dá)每秒1吉字節(jié)。

顧民稱，該技術(shù)允許每個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)以一個(gè)激光脈沖來記錄。寫入激光可熔化并重塑這些不到100納米長(zhǎng)的金納米粒子。這些變化會(huì)影響到納米棒與來自激光成像系統(tǒng)的激光之間的相互作用，允許數(shù)據(jù)被讀取。