崔向群

崔向群,女,天文光学望远镜专家。1951年12月出生于重庆市万州。小学时期爱看《十万个为什么》,对科学产生兴趣。1972年入华东工程学院(现南京理工大学)光学仪器专业学习。1975年毕业后为了学有所用,自愿要求分配到上饶地区德兴县大茅山附近的军用光学仪器厂。在该厂光学车间期间,主动开展高速抛光新工艺。1978年考上中国科学院南京天文仪器厂研究生,进入天文学的天文技术与方法专业。分别于1981年和1995年获得中国科学院紫金山天文台天文仪器与方法专业硕士学位和博士学位。1981年毕业后留在中科院南京天文仪器厂,参加我国1. 26米红外望远镜设计。1985年由中科院公派到英国Jodrell Bank射电天文台访问,参加38米 X 25米口径射电望远镜MKII和76米口径射电望远镜Lovell的升级工作。1986年由英国皇家天文学家、爵士、Jodrell Bank天文台台长Francis Graham Smith教授推荐,到德国慕尼黑的多国联合的欧洲南方天文台(ESO)总部,参加上世纪末世界上最大的天文光学望远镜Very Large Telescope(VLT)的工作。应国内天文学发展的需要,受王绶琯院士和苏定强院士邀请,1994年回国参加国家大科学工程项目——大天区面积多目标光纤光谱望远镜(英文简称LAMOST,建成后冠名为“郭守敬望远镜”)的建议、立项和建造。2009年当选为中国科学院院士。2010年当选为发展中国家科学院院士。现为中国科学院国家天文台/南京天文光学技术研究所研究员,所学术委员会主任,中国天文学会第十二届理事会(2010~2014)理事长,中国南极天文中心副主任,郭守敬(LAMOST)望远镜运行和发展中心总工程师。

VLT是世界上第一架采用大口径薄镜面主动光学的8米级光学望远镜,突破了整块大镜面的望远镜口径难以超过5米级的瓶颈。崔向群在VLT项目中的主要贡献是承担口径8. 2米、厚175毫米的薄弯月形主镜的主动支撑系统的方案优化,及主动光学校正各种误差的计算模拟分析。期间,与两位同事一起在国际上首先提出并应用镜面本身的自由谐振动模式作为主动光学的波前拟合和校正的像差模式,从而提高了主动光学的效率。90年代末,VLT开始观测后,在大气视宁度最好的观测夜,仅用主动光学实时校正的像质可达0.1角秒(FWHM),其工作得到很好的验证。

作为LAMOST项目技术负责人,崔向群负责研制这架包括多项世界前沿新技术的我国自主方案创新的大型光学望远镜。LAMOST在观测中用主动光学实现常规的方法不能实现的大口径兼备大视场的光学系统,即实时产生变化曲面的非球面,实现一系列不同的反射施密特光学系统,突破了世界上大视场望远镜无法兼备大口径的瓶颈。LAMOST首次在世界上在一块大镜面上同时应用薄变形镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术;首次在世界上实现应用六角形的主动可变形镜面;首次在世界上在一个光学系统中同时采用两块大口径的拼接镜面;首次在世界上应用4000根光纤的精确定位技术(国际同类最多660根光纤)。于2008年10月将这一世界上口径最大的大视场望远镜(最大等效通光孔径4.9米,最大视场5度),世界上光谱获取率最高的望远镜研制成功。为中国在宇宙大尺度结构、暗能量探索和银河系形成演化研究走到国际前沿创建了平台。LAMOST的研制成功不仅将我国大型光学望远镜研制水平推进到国际前沿,也为我国自主研制30米级极大口径光学望远镜创造了条件。

在上世纪70-80年代,欧洲的3.5米NTT和8.2米VLT望远镜首先发展了薄变形镜面主动光学技术,打破了整块镜面的望远镜口径很难超过5-6米的瓶颈。美国的10米Keck望远镜首先发展了拼接镜面主动光学技术,为建造更大口径望远镜开辟了新路。在LAMOST项目中,崔向群在国际上首先发展并实现了薄变形镜面和拼接镜面相结合的主动光学方法,即一块大拼接镜面中,几十块子镜中的每一块都是独立的主动薄变形镜面,将主动光学推进到新的前沿。这种主动光学方法不仅解决了LAMOST的难题,也可用于研制下一代几十米甚至100米极大口径光学/红外望远镜。

为解决LAMOST主动光学关键技术中的薄变形镜面与拼接镜面主动光学在一块镜面上的主动控制和支撑系统,以及一个望远镜中应用两块大拼接镜面的难题,崔向群带领项目组科研人员,研制了LAMOST的1:1子单元光学系统。这是一个可模拟大镜面上不同位置子镜、可实时跟踪观测天体的主动光学实验望远镜装置。通过实验研究掌握了这种新的主动光学中的许多方法,并解决了一系列技术难题。这项工作不仅为国家重大科学工程LAMOST项目的成功铺平了道路,还可应用于地面和空间的其他大型光学和射电望远镜。实验装置获得江苏省科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。

为了使中国大口径高精度天文光学非球面镜面技术从传统走向现代,实现跨越式的发展,崔向群刚回国就开始发展主动压力抛光盘磨制大口径深度非球面的技术和主动磨制大口径超薄光学镜面的技术。在国家自然科学基金的支持下,这项工作在本世纪初获得成功,使中国在天文光学非球面技术上走进国际先进水平的行列,成为在国际上2-3个掌握这些技术的国家之一。该项工作获得江苏省科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。

从1999年起崔向群与苏定强院士带领研究团组,几乎与世界同步开展具有中国特色的30米口径光学/红外望远镜方案设计研究,其设计方案获得了强烈的国际反响。在关键技术研究中,崔向群极力推行和发展环抛机磨制大口径非圆形镜面技术,以及预应力环抛磨制极大口径望远镜的大批量非圆形离轴非球面子镜的技术。在2006年实现了用环抛机磨制面形精度高于衍射极限要求的LAMOST的30块大口径六角形高精度平面反射镜。该项成果获江苏省科技进步二等奖。

南极冰穹A被认为是地面最好的天文观测台址。2005年崔向群和王力帆共同发起在南极内陆高原冰穹A(Dome A)开展天文观测。在她的带领下,南京天光所成功研制了南极冰穹A首台中国自主研制的天文设备——中国南极天文望远镜阵CSTAR,和南极冰穹A首台可远程控制、指向跟踪与自动调焦、自动巡天的南极巡天望远镜AST3,并推进建议大视场高分辨的2.5米昆仑暗宇宙巡天望远镜KDUST。这些开创性的工作引起了国内外的广泛关注。

崔向群至今共发表论文79篇,授权发明专利4项。截止到2013年,已培养硕士研究生10名,博士研究生10名。获国家科技进步二等奖(也是江苏省科技进步一等奖)两项,江苏省科技进步二等奖一项。

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