报告题目：空间引力波探测“天琴计划”高性能激光发射望远镜光学设计

报告人：范子超 博士（华中科技大学物理学院精密测量中心）

报告时间：2023年11月8日（周三） 下午 4:00

报告地点：光电所二层报告厅

报告摘要：  

“天琴”计划是中国计划建造的天基引力波天文台，由三艘航天器组成，每艘航天器配备两台望远镜用于激光束的发射和接收。天琴利用外差干涉测量来实现测试质量之间的精确距离测量。由于目标的不同，天基引力波天文台的望远镜系统设计与普通望远镜的设计标准略有不同。除了满足衍射限制成像质量的要求外，保持光程稳定性至关重要。望远镜引起的波前像差和视场抖动引起的角度失调会引起光程信号的变化，不可避免地产生抖动光程耦合噪声。相关研究表明，在干涉仪测量系统中，主射线在光瞳平面上的坐标偏移会导致抖动光程耦合噪声超出预期水平。具体来说，光瞳像差在评估望远镜像差、了解光路稳定性要求和抑制抖动光程耦合噪声上提供了更多见解。在传统成像像差理论和瞳孔像差理论的基础上，建立了望远镜的初始结构，并在光学设计软件Zemax中通过宏编程实现了光瞳像差和像面像差的自动校正，为高性能星载望远镜的设计奠定了基础。设计结果表明，该系统瞳孔像差得到了修正，科学视场的波前误差RMS小于λ/200，在±300μrad视场内的TTL噪声最大值为0.0144 nm/µrad，满足天琴计划的要求。设计方法可以为其他空间引力波探测项目和空间望远镜类似光学系统的设计提供有价值的指导。

报告人简介：  

范子超(1994-)，男。2017年华中科技大学光电学院获得光学工程学士学位，2020年华中科技大学光电学院获得软件工程硕士学位。2020年至今进入华中科技大学物理学院引力中心攻读博士学位，负责空间引力波探测“天琴计划”中激光发射望远镜子系统的指标验证与光学系统开发工作。个人主要研究方向为光学设计与光学系统开发，包括几何像差理论，特殊变焦系统的组件运动学及其光学系统设计，空间引力波探测“天琴计划”星载望远镜的光学设计，空间引力波探测抖动光程耦合噪声的光学问题等。目前以第一作者身份发表包括Optics Express，Optics and Laser Technology，Classical and Quantum Gravity等SCI论文5篇，累积参与发表SCI文章16篇。