光電所在光柵光譜儀像差探測(cè)和校正研究中取得進(jìn)展

  前不久，中國科學(xué)院光電所研究團(tuán)隊(duì)從理論上分析了波前像差對(duì)光柵光譜儀光譜展寬和能量利用率的影響，提出了一種基于雙波前傳感器自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的太陽光柵光譜測(cè)量方法?！　?/span>

  圖1 像差對(duì)光柵光譜儀光譜分辨力的影響分析　　　　光柵光譜儀是研究太陽大氣爆發(fā)基本物理反應(yīng)過程的重要工具，可用于確定物理反應(yīng)過程中的熱力學(xué)參數(shù)，如磁場(chǎng)、溫度、壓強(qiáng)、元素豐度等。作為太陽望遠(yuǎn)鏡后端的重要儀器之一，它是進(jìn)行太陽活動(dòng)科學(xué)觀測(cè)和空間天氣預(yù)報(bào)與預(yù)測(cè)等科學(xué)研究和應(yīng)用研究的有效手段。　　

  圖2 Kolmogorov 湍流相位屏對(duì)光柵光譜儀光譜輪廓的影響實(shí)驗(yàn)研究　　　　然而，基于地基太陽望遠(yuǎn)鏡的光柵光譜儀光譜成像性能受大氣湍流引起的動(dòng)態(tài)波前像差和光學(xué)系統(tǒng)中靜態(tài)像差的嚴(yán)重制約，其光譜分辨力、能量利用率受到限制，無法充分發(fā)揮大口徑地基太陽望遠(yuǎn)鏡本應(yīng)擁有的高空間分辨力、高光譜分辨力和高集光能力。而傳統(tǒng)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)集成在望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)之中，只能校正進(jìn)入光柵光譜儀之前的光束動(dòng)態(tài)波前像差，無法實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)像差探測(cè)和校正?！　　　』谀壳暗鼗柾h(yuǎn)鏡光柵光譜儀的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合光電所自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，光電所研究團(tuán)隊(duì)從理論上分析了波前像差對(duì)光柵光譜儀光譜展寬和能量利用率的影響，提出了一種基于雙波前傳感器自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的太陽光柵光譜測(cè)量方法：通過在光譜儀焦平面上的共軛位置引入一個(gè)哈特曼波前傳感器，雙波前傳感器對(duì)波前像差進(jìn)行分級(jí)測(cè)量，并將兩個(gè)波前探器探測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合產(chǎn)生相應(yīng)的校正控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)波前像差和系統(tǒng)靜態(tài)像差校正，提高光柵光譜儀的光譜成像性能。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出光譜儀的可行性和有效性?！　　　【庉孅c(diǎn)評(píng)　　　　如圖1所示當(dāng)系統(tǒng)中存在像差時(shí)，光譜儀光譜輪廓變寬，光譜功率密度下降。圖2展示了針對(duì)滿足Kolmogorov分布規(guī)律的隨機(jī)像差進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證部分結(jié)果?！?/span>