空間光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展探討

張新 付強(qiáng)

（中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，長(zhǎng)春 130033）

1 引言

空間光學(xué)是大氣外層空間利用光學(xué)設(shè)備對(duì)空間和地球進(jìn)行觀測(cè)和研究的一個(gè)應(yīng)用學(xué)科分支，對(duì)空間觀測(cè)和研究，主要是利用不同波段和不同類型的光學(xué)設(shè)備。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)際上一些發(fā)達(dá)國(guó)家和有關(guān)部門都已制定了空間發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，如美國(guó)航空航天局（NASA）、歐洲空間局（ESA）和俄羅斯政府相關(guān)部門等都提出空間發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，這些規(guī)劃提出了今后一段時(shí)間內(nèi)空間科學(xué)要解決的問題和發(fā)展的方向，而解決這些問題并推進(jìn)空間技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于先進(jìn)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡及儀器設(shè)備[1]。本文總覽了國(guó)際上典型的空間望遠(yuǎn)鏡，包括“哈勃”望遠(yuǎn)鏡、“詹姆斯·韋伯”望遠(yuǎn)鏡、先進(jìn)技術(shù)大孔徑太空望遠(yuǎn)鏡、“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡和暗能量專用太空望遠(yuǎn)鏡，對(duì)空間望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式的發(fā)展進(jìn)行了歸納和總結(jié)，同時(shí)通過認(rèn)真調(diào)研，從光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和新的成像方法上指出了幾個(gè)方向可能對(duì)未來空間光學(xué)系統(tǒng)帶來重大改變。最后給出本文的結(jié)論。

2 從幾代空間望遠(yuǎn)鏡看空間光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡（Hubble Space Telescope，HST）是目前天文史上成就最大的觀測(cè)儀器，于1990年發(fā)射，由于它的軌道位置在地球的大氣層之上，因此獲得了地基望遠(yuǎn)鏡所沒有的好處——影像不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，沒有大氣散射造成的背景光，特別是可以觀測(cè)會(huì)被臭氧層吸收的紫外線。HST的主要參數(shù)見表1。

HST光學(xué)系統(tǒng)采用卡塞格林型的等暈系統(tǒng)，即Ritchey-Chretien（R-C）光學(xué)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)含有兩面反射鏡，主鏡和次鏡均為雙曲面，能夠使球差和彗差同時(shí)得到校正，這種系統(tǒng)具有尺寸小、焦距長(zhǎng)、無色差的優(yōu)點(diǎn)，但由于像散未消除，使得系統(tǒng)的視場(chǎng)不能很大，同時(shí)系統(tǒng)存在中心遮攔，限制了系統(tǒng)的成像品質(zhì)[2]。這就是HST視場(chǎng)僅為28′的原因。

“詹姆斯·韋伯”太空望遠(yuǎn)鏡（The James Webb Space Telescope，JWST）是計(jì)劃中的紅外線觀測(cè)用太空望遠(yuǎn)鏡，作為HST的繼任者，計(jì)劃于2013年發(fā)射升空，它將被放置在距地球15×105km的拉格朗日點(diǎn)L2點(diǎn)上，在30～55K的溫度下工作。主鏡口徑為6.5m，聚光面積25m2，主鏡總質(zhì)量705kg，系統(tǒng)面密度28.2kg/m2。

HST采用兩鏡系統(tǒng)，兩鏡系統(tǒng)的自由變量有4個(gè)，像差校正能力有限，如果再增加1個(gè)反射鏡，則自由變量便是7個(gè)，從而大大增加了消像差的可能性[3]。JWST的光學(xué)系統(tǒng)形式采用同軸三反消像散（The Three-Mirror Anastigmat,TMA）結(jié)構(gòu)，在所有的全反射式光學(xué)系統(tǒng)中，由3塊反射鏡組成的三鏡消像散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，可以在不需要使用折射元件的條件下同時(shí)消除4種初級(jí)像差（球差、彗差、像散和場(chǎng)曲），同時(shí)采用全反射式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)也不存在色差，且像質(zhì)比較理想，但同軸反射系統(tǒng)視場(chǎng)小，中心遮攔的存在嚴(yán)重影響了成像的像質(zhì)。

先進(jìn)技術(shù)大孔徑太空望遠(yuǎn)鏡（The Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope，ATLAST）是在研的下一代空間天文望遠(yuǎn)鏡，主鏡口徑計(jì)劃在8m到16m，將由“大力神5號(hào)”火箭攜帶發(fā)射升空，預(yù)計(jì)2020年～2025年發(fā)射。ATLAST將把HST和JWST的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，光譜覆蓋范圍與HST類似，軌道與JWST相同，均圍繞“第二拉格朗日”的引力平衡點(diǎn)L2盤旋。由于ATLAST口徑巨大，望遠(yuǎn)鏡敏感度將得到極大的提升，ATLAST望遠(yuǎn)鏡的敏感度是HST的近2 000倍，成像分辨率是HST或JWST的7倍左右。目前有3種設(shè)計(jì)方案，一種是8m主鏡的方案，見圖1。這個(gè)方案外形上看是一個(gè)擴(kuò)大版的HST，采用的是整體結(jié)構(gòu)的主鏡，主鏡采用ULE材料，主鏡均方根誤差＜8nm。望遠(yuǎn)鏡前端放置開普勒式60°傾角切口隨動(dòng)遮光罩。望遠(yuǎn)鏡后端留有Φ4m×4.5m空間放置儀器設(shè)備。一種是9.2m主鏡的方案，見圖2，這個(gè)方案從外形上看是擴(kuò)大版的JWST，主鏡將由36塊ULE玻璃材料制作的六邊形鏡片拼接而成，每塊鏡片寬約為1.315m；一種是16.8m主鏡方案，見圖 3，主鏡將由36塊SiC材料的六邊形鏡片拼接而成，每塊鏡片寬約為2.4m。

圖1 ATLAST的8m主鏡設(shè)計(jì)方案

表 1 “哈勃”望遠(yuǎn)鏡的主要參數(shù)

圖2 ATLAST的9.2m主鏡設(shè)計(jì)方案

圖3 ATLAST的16.8m主鏡設(shè)計(jì)方案

為了探測(cè)太陽系外類地行星，美國(guó)于2009年3月發(fā)射了 “開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡 （Kepler Space Telescope），在為期至少三年半的任務(wù)內(nèi)，“開普勒”望遠(yuǎn)鏡將對(duì)天鵝座和天琴座中大約十萬個(gè)恒星系統(tǒng)展開觀測(cè)，以尋找類地行星和生命存在的跡象。

“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡探測(cè)的波段為430～890nm，光學(xué)系統(tǒng)形式采用施密特結(jié)構(gòu)，主鏡直徑達(dá)到1.4m，CCD探測(cè)器像素?cái)?shù)為9 500萬，由42個(gè)2 200×1 024像素的CCD拼接而成；視場(chǎng)對(duì)角線達(dá)到12°；動(dòng)態(tài)探測(cè)范圍為9～16個(gè)星等；飛行組件和裝配儀器的質(zhì)量為1 017kg；飛行組件和裝配儀器的功率為771W，軌道周期為372.5天[4-6]。圖 4為“開普勒”空間望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)布局圖。

圖 4 “開普勒”空間望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)布局圖

“開普勒”空間望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)采用施密特結(jié)構(gòu)，施密特結(jié)構(gòu)是在球面反射鏡的球心處垂直光軸放置施密特校正板。校正板的第一個(gè)面是平面，第二個(gè)面為非球面，這個(gè)非球面在理論上可以使球面反射鏡的球差完全校正，因而相對(duì)孔徑很大，可達(dá)1∶0.75。由于光闌處于球面反射鏡的球心，軸外光束對(duì)于主光線完全對(duì)稱，因此沒有彗差和像散。校正板同時(shí)也是沒有軸向色差和垂軸色差，只有少量色球差。但是像面是彎曲的，與反射鏡的球面是同心圓。假如接受面是彎曲的，并與像面的彎曲相吻合，視場(chǎng)角可以很大，但如果接受面是平面，則視場(chǎng)角很小。開普勒空間望遠(yuǎn)鏡的像面就是采用由42個(gè)2 200×1 024像素的CCD拼接而成的彎曲的焦平面，這樣才使得系統(tǒng)的對(duì)角線視場(chǎng)達(dá)到12°。這種光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的缺點(diǎn)是長(zhǎng)度比較大，約等于主反射鏡焦距的兩倍。

過去的十年中，天文學(xué)最重要的一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)即是確知宇宙的膨脹速度正在加快。根據(jù)引力場(chǎng)方程，這正是宇宙中存在負(fù)壓強(qiáng)能量的證明。該發(fā)現(xiàn)與宇宙物質(zhì)總密度約2/3的短缺都被認(rèn)為是暗能量的作用。2004年，威爾金森微波背景各向異性探測(cè)器給出的數(shù)據(jù)表明，宇宙中只有約4.6%是原子的世界，暗物質(zhì)占了23%，而暗能量占宇宙總質(zhì)能的72%。美國(guó)宇航局和能源部把希望寄予合作項(xiàng)目 “聯(lián)合暗能量任務(wù)”（Joint Dark Energy Mission），意圖利用暗能量專用太空望遠(yuǎn)鏡查明相關(guān)性質(zhì)。

神經(jīng)母細(xì)胞瘤為兒童最常見的顱外交感神經(jīng)節(jié)惡性腫瘤，占兒童惡性腫瘤的8% ～10%，由未分化的交感神經(jīng)細(xì)胞組成，為發(fā)育中的脊髓外層遷移過來的神經(jīng)母細(xì)胞或原始神經(jīng)嵴細(xì)胞衍化而成［7－8］。神經(jīng)母細(xì)胞瘤生長(zhǎng)迅速，轉(zhuǎn)移較早，惡性程度高，發(fā)病率為1/10萬，臨床特點(diǎn)多樣性，大部分患者治療后容易復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移，預(yù)后不良，腫瘤外科的根治性手術(shù)不能清除所有的癌細(xì)胞［9－10］。因此如何應(yīng)用化學(xué)和生物學(xué)的方法誘導(dǎo)神經(jīng)母細(xì)胞瘤分化、逆轉(zhuǎn)、消退已成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題［11］。

暗能量專用太空望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)有兩種設(shè)計(jì)備選方案，其中優(yōu)勢(shì)明顯的是采用離軸三反消像散系統(tǒng)形式，主鏡口徑在1.1m以上[7]。擬采用視場(chǎng)離軸類似于經(jīng)典的Cooke三片型結(jié)構(gòu)形式，見圖5。庫克三片式采用正負(fù)正光焦度分配方式，可以同時(shí)消除4種初級(jí)像差（球差、彗差、像散和場(chǎng)曲），同時(shí)采用全反射式機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)也不存在色差，且像質(zhì)比較理想，與同軸三反消像散系統(tǒng)相比，離軸三反消像散系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)焦距與大視場(chǎng)，且沒有中心遮攔，調(diào)制傳遞函數(shù)高[8]。

圖5 離軸三反消像散Cooke系統(tǒng)

從以上空間天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)形式發(fā)展過程中可以看出，空間天文望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)形式主流上采用全反射式光學(xué)系統(tǒng)，為了追求高像質(zhì)和大視場(chǎng)，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式由傳統(tǒng)的同軸兩鏡系統(tǒng)發(fā)展到同軸TMA系統(tǒng)，再發(fā)展到離軸TMA系統(tǒng)，為了滿足更高的需求，光學(xué)系統(tǒng)主鏡的孔徑一直在增大，但單鏡主鏡的成像品質(zhì)始終優(yōu)于拼接式主鏡，即使當(dāng)主鏡口徑達(dá)到8m情況下，研究者們也沒有放棄單鏡主鏡的方案。

3 前沿新技術(shù)生長(zhǎng)點(diǎn)

進(jìn)入21世紀(jì)，技術(shù)的發(fā)展日新月異，很多新奇新穎的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)方法的出現(xiàn)，給空間光學(xué)技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。下面分別從光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、波前傳感技術(shù)和新的成像方法上指出了幾個(gè)方向可能對(duì)未來空間光學(xué)系統(tǒng)帶來重大改變。

3.1 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法——自由曲面

自由曲面是一類非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱、形狀不規(guī)則的曲面結(jié)構(gòu)，它不僅能簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低成本、實(shí)現(xiàn)功能集成化，還能提高和改善系統(tǒng)性能。光學(xué)自由曲面是一類特殊的自由曲面，由于其全新的設(shè)計(jì)理念，能最大限度地改善光學(xué)系統(tǒng)的性能，如校正像差、改善像質(zhì)、擴(kuò)大視場(chǎng)等，是新一代光學(xué)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵元件。

“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡最初傳回來的圖片有嚴(yán)重的問題，獲得的最佳圖像品質(zhì)遠(yuǎn)低于期望：點(diǎn)源的影像被擴(kuò)散成超過一弧秒半徑的圓。問題來源于主鏡的形狀被磨錯(cuò)了 /20，鏡面與需要的位置只差了2μm，但這個(gè)差別造成了災(zāi)難性的球面像差。1993年進(jìn)行對(duì)“哈勃”空間望遠(yuǎn)鏡的第一次維修，研究人員設(shè)計(jì)一個(gè)有符號(hào)相反等值的球面像差光學(xué)系統(tǒng)，相當(dāng)于配上一副能改正球面像差的眼鏡。用來改正球面像差的儀器稱為空間望遠(yuǎn)鏡光軸補(bǔ)償校正光學(xué)（The Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement，COSTAR），其光路布局見圖 6。2005年，Joseph M.Howard在OSA年會(huì)的特邀報(bào)告中提到在COSTAR中使用了兩片自由曲面。

圖6 COSTAR光路布局圖

自由曲面是在軸對(duì)稱非球面的基礎(chǔ)上全面放開面形自由度，使其完全非對(duì)稱化，像差平衡能力大大提升，尤其對(duì)軸外像差平衡能力明顯，從而提升光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)適應(yīng)能力。其特點(diǎn)與我國(guó)新一代航天遙感光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展需求相契合，為解決現(xiàn)有技術(shù)的瓶頸帶來了曙光，具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 波前傳感技術(shù)

位相恢復(fù)技術(shù)是從相機(jī)獲得的圖像（光強(qiáng)分布）信息中推算出光學(xué)系統(tǒng)的波面像差的一種波前傳感技術(shù)。這種方法直接用相機(jī)獲得的圖像信息作為評(píng)價(jià)像質(zhì)的依據(jù)，是一種最直接和真實(shí)的評(píng)價(jià)。這里沒有任何其他傳感器，所以系統(tǒng)簡(jiǎn)單，也沒有傳感器和圖像之間的任何換算誤差[8]。

光學(xué)系統(tǒng)的波像差是代表光學(xué)系統(tǒng)成像品質(zhì)的最根本的物理量。有了波像差的數(shù)據(jù)，就可以計(jì)算出點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和光學(xué)傳遞函數(shù)，知道圖像變模糊的原因，從模糊圖像中恢復(fù)原來的圖像。

位相恢復(fù)問題歸結(jié)為已知點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和光瞳函數(shù)的振幅分布，求出光瞳函數(shù)的位相部分，即波像差。從數(shù)學(xué)關(guān)系上說，這時(shí)的解不是唯一的解，但可以利用迭代法和參數(shù)選擇方法求得滿意的結(jié)果。

計(jì)算機(jī)的發(fā)展和軟件優(yōu)化水平的不斷提高，這種位相參差的位相恢復(fù)技術(shù)有了很大的進(jìn)展，在實(shí)驗(yàn)室位相恢復(fù)精度已經(jīng)達(dá)到了衍射極限水平，自適應(yīng)控制的閉環(huán)周期達(dá)到了100Hz。目前，該技術(shù)已經(jīng)開始實(shí)際應(yīng)用，且應(yīng)用前景頗好，前述的“詹姆斯·韋伯”天文望遠(yuǎn)鏡在軌調(diào)整方案就是采用了該項(xiàng)技術(shù)。

3.3 成像方法——計(jì)算成像

由于衛(wèi)星發(fā)射時(shí)沖擊、振動(dòng)及空間環(huán)境的影響，使得光學(xué)系統(tǒng)組成元件之間的間隔、鏡片面形發(fā)生變化，系統(tǒng)的成像像質(zhì)難免不受到影響。如何提高光學(xué)系統(tǒng)的容限同時(shí)提高空間光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的環(huán)境適應(yīng)性，很多研究者對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，很多實(shí)用的新的理論和方法被提出。其中就包括利用目前圖像處理技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)來彌補(bǔ)光學(xué)系統(tǒng)的某些缺點(diǎn)，即光數(shù)混合成像技術(shù)的研究，也就是下面提到的計(jì)算成像技術(shù)。

計(jì)算成像技術(shù)是通過聯(lián)合光學(xué)和數(shù)字圖像處理（或計(jì)算）的方法來產(chǎn)生傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)極難獲得或無法獲得的圖像。發(fā)展計(jì)算成像技術(shù)的動(dòng)機(jī)在于兩方面，一方面它可以提供更優(yōu)越的成像特性，包括視場(chǎng)范圍、光譜分辨率、動(dòng)態(tài)范圍、時(shí)間分辨率等，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性（可以操縱成像光學(xué)系統(tǒng)的焦距、景深、分辨率、照度等）。另一方面，提高成像系統(tǒng)的性能與復(fù)雜程度的比率，高性能通常帶來高的系統(tǒng)復(fù)雜程度，而計(jì)算成像技術(shù)可以通過引入數(shù)字圖像處理換來系統(tǒng)復(fù)雜程度的簡(jiǎn)化。在計(jì)算成像技術(shù)中，研究人員對(duì)波前編碼技術(shù)和編碼孔徑成像技術(shù)的研究投入了大量的精力。

波前編碼技術(shù)是一種將光學(xué)成像技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)相結(jié)合的新型成像技術(shù)。該技術(shù)的主體思想是：在光學(xué)系統(tǒng)光瞳處加入一個(gè)特殊形式的位相掩模板，經(jīng)過理論計(jì)算光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的模擬分析，構(gòu)造出使光學(xué)系統(tǒng)對(duì)某種光學(xué)參數(shù)（主要是各種像差）不敏感的掩模板模型，然后采用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)所獲得的中間像進(jìn)行處理，去除掩模板對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響，得到一個(gè)全變動(dòng)范圍內(nèi)都比較好的成像品質(zhì)。由于掩模板采用位相形式，所以在光傳輸過程中，不損失光能量，比起現(xiàn)有的二元成像光學(xué)能夠獲得更高的成像效率[9-10]。

編碼孔徑成像系統(tǒng)是混合光數(shù)成像系統(tǒng)，采用多孔徑編碼掩模替代了具有聚焦能力的光學(xué)元件（透鏡、反射鏡），這一掩模對(duì)將傳播到一個(gè)二位探測(cè)器陣列的來自場(chǎng)景的波前進(jìn)行編碼，隨后采用基于編碼的掩模透射的知識(shí)，通過相關(guān)或解卷積對(duì)探測(cè)的二維強(qiáng)度圖像進(jìn)行解碼，恢復(fù)場(chǎng)景的圖像。

與常規(guī)的采用透鏡或反射鏡將來自場(chǎng)景的光線聚焦在探測(cè)器陣列上的成像方法相比，自適應(yīng)編碼成像有以下優(yōu)點(diǎn)[11]：

1）通過消除常規(guī)的光學(xué)元件降低了系統(tǒng)的質(zhì)量；

2）對(duì)給定的角分辨率，可減小系統(tǒng)的質(zhì)量；

3）具有降低成像系統(tǒng)成本的潛力；

4）景深無限大，對(duì)于近距離和中距離場(chǎng)景具有被動(dòng)三維成像的可能；

5）具有柔性故障模式，允許探測(cè)器和掩模陣列上的多點(diǎn)或成線缺陷，這是由場(chǎng)景中的每一點(diǎn)的光的分布特性決定的；

6）可以忽略圖像失真和畸變；

7）由于圖像形成是分布式的，對(duì)給定的探測(cè)器陣列像素?cái)?shù)目和系統(tǒng)視場(chǎng)，可以提高系統(tǒng)的分辨率。

現(xiàn)在美國(guó)Northrop Grumman公司和英國(guó)QinetiQ公司正在美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)技術(shù)預(yù)研局提出的LACOSTE項(xiàng)目的支持下，發(fā)展采用具有多個(gè)視看方向的交織的子孔徑來實(shí)現(xiàn)高分辨率、靈活的變分辨率能力和大視場(chǎng)的概念，幾千米的高度下視觀察及在大范圍內(nèi)連續(xù)成像的傳感器，保證了實(shí)現(xiàn)探測(cè)和跟蹤感興趣的物體所需的分辨率。

4 結(jié)束語

本文總覽了國(guó)際上典型的空間望遠(yuǎn)鏡，從空間天文望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)形式的發(fā)展過程中可以看出，空間天文望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)形式主流上采用全反射式光學(xué)系統(tǒng)，為了追求高像質(zhì)和大視場(chǎng)，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式由傳統(tǒng)的同軸兩鏡系統(tǒng)發(fā)展到同軸TMA系統(tǒng)，在發(fā)展到離軸TMA系統(tǒng)，為了滿足更高的需求，即更大的角分辨率，光學(xué)系統(tǒng)主鏡的孔徑一直在增大，但單鏡主鏡的成像品質(zhì)始終優(yōu)于拼接式主鏡。從發(fā)展速度上看，光學(xué)系統(tǒng)的形式的采用趨于保守，從R-C到TMA，步子邁得不大，但幾代空間望遠(yuǎn)鏡在獲取信息量上有質(zhì)的跨越。本文還提出了幾個(gè)空間光學(xué)技術(shù)發(fā)展的新方向。在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法上，光學(xué)自由曲面的應(yīng)用，將能最大限度地改善光學(xué)系統(tǒng)的性能。在波前傳感技術(shù)方面，基于位相參差的位相恢復(fù)技術(shù)將發(fā)揮重要作用。最后對(duì)新興的計(jì)算成像技術(shù)中的波前編碼技術(shù)和編碼孔徑成像技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。新興的技術(shù)和方法發(fā)展十分迅速，可能會(huì)醞釀空間望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)形式的大的改變。

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