光電所在光柵光譜儀像差探測和校正研究中取得進展

  前不久，中國科學(xué)院光電所研究團隊從理論上分析了波前像差對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)的太陽光柵光譜測量方法?！　?/span>

  圖1 像差對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、溫度、壓強、元素豐度等。作為太陽望遠鏡后端的重要儀器之一，它是進行太陽活動科學(xué)觀測和空間天氣預(yù)報與預(yù)測等科學(xué)研究和應(yīng)用研究的有效手段?！　?/span>

  圖2 Kolmogorov 湍流相位屏對光柵光譜儀光譜輪廓的影響實驗研究　　　　然而，基于地基太陽望遠鏡的光柵光譜儀光譜成像性能受大氣湍流引起的動態(tài)波前像差和光學(xué)系統(tǒng)中靜態(tài)像差的嚴重制約，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)集成在望遠鏡系統(tǒng)之中，只能校正進入光柵光譜儀之前的光束動態(tài)波前像差，無法實現(xiàn)全系統(tǒng)像差探測和校正?！　　　』谀壳暗鼗柾h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，光電所研究團隊從理論上分析了波前像差對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)的太陽光柵光譜測量方法：通過在光譜儀焦平面上的共軛位置引入一個哈特曼波前傳感器，雙波前傳感器對波前像差進行分級測量，并將兩個波前探器探測到的數(shù)據(jù)進行融合產(chǎn)生相應(yīng)的校正控制信號，從而實現(xiàn)對整個光學(xué)系統(tǒng)中動態(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。仿真和實驗結(jié)果驗證了所提出光譜儀的可行性和有效性?！　　　【庉孅c評　　　　如圖1所示當系統(tǒng)中存在像差時，光譜儀光譜輪廓變寬，光譜功率密度下降。圖2展示了針對滿足Kolmogorov分布規(guī)律的隨機像差進行仿真和實驗驗證部分結(jié)果。