CN103389578A - 内掩式透射地基日冕仪成像系统 - Google Patents

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马俊林
张红鑫
卢振武
卜和阳
孙明哲
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Abstract

内掩式透射地基日冕仪成像系统属于日地空间领域，目的在于解决现有技术存在的杂散光难以抑制的问题。本发明包括按照太阳光入射镜筒后的先后顺序安装在镜筒内的光轴上的入射口径光阑、物镜、内掩体、场镜、Lyot光阑、Lyot斑和中继镜组；入射口径光阑位于所述物镜第一表面位置，內掩体位于物镜的成像焦面位置，Lyot光阑位于入射孔径光阑经过物镜的成像焦面位置，Lyot斑位于场镜的成像焦面位置；太阳光束经物镜聚焦后经内掩体遮蔽太阳光球层的阳光，得到的光束经场镜和中继镜组成像在像面CCD上。本发明设置有内掩体和Lyot斑，实现对鬼像的有效遮拦，进一步提高透射式日冕仪的杂散光抑制能力，从而用来对太阳日冕进行观测。

Description

内掩式透射地基日冕仪成像系统
技术领域
本发明属于日地空间技术领域，具体涉及一种内掩式透射地基日冕仪成像系统。
背景技术
日冕是太阳的外层大气，不仅有高速外流的太阳风，还有强烈的日冕物质抛射（CME），发射出很强的紫外和X射线辐射，日冕的活动跟日地空间环境及空间通讯有着密切的关系，而且影响太空环境及地球磁场等，所以对日冕的观测，尤其是日冕物质抛射（CME）现象，可以对影响地球及日地空间的灾害性空间天气进行预警；对日冕的监测资料可以深入研究和理解CME的成因以及CME与周围日冕结构、包括日冕活动（例如耀斑，日珥的爆发以及日冕震荡等）的相互作用。对人类全面理解太阳活动等有着重要的科学价值，也对人类的地球环境及不断的空间探测活动有着重要的意义。
为了实现在地面上对太阳日冕的连续观测，地基日冕仪的出现满足了人类的这种需求。现有地基日冕仪成像系统只是在应用中出现杂光时进行模糊的实验性质的遮掩，在结构上并没有特定的结构去抑制杂光，因此对杂光抑制存在很大的缺陷，从而影响对日冕的观测效果，甚至造成数据错误。
发明内容
本发明的目的在于提出一种内掩式透射地基日冕仪成像系统，解决现有技术存在的杂散光难以抑制的问题。
为实现上述目的，本发明的内掩式透射地基日冕仪成像系统包括按照太阳光入射镜筒后的先后顺序安装在镜筒内的光轴上的入射口径光阑、物镜、内掩体、场镜、Lyot光阑（里奥光阑）、Lyot斑（里奥斑）和中继镜组；
所述入射口径光阑位于所述物镜第一表面位置，所述內掩体位于所述物镜的第一像面处，Lyot光阑位于入射孔径光阑经过物镜的成像焦面位置，所述Lyot斑位于场镜的成像焦面位置；
太阳光束经物镜聚焦后经内掩体遮蔽太阳光球层的阳光，得到的光束经场镜和中继镜组成像在像面CCD上。
所述入射口径光阑面与所述Lyot光阑面互为共轭面。
所述的內掩体和Lyot斑在光路光轴上，遮掩太阳直射光进入光学系统和物镜二次反射形成的鬼影。
本发明的有益效果为：本文提出的内掩式透射地基日冕仪抑制杂光的主要思想是对杂光光源的二次成像甚至二次以上的成像后，在二次及多次像面进行杂光的遮拦，如果需要可以进行多级遮拦。这样，该地基日冕仪的研制一方面填补日冕仪抑制杂光领域的空白，也为日后空间日冕仪的研发做了前期的技术准备，为我国光学系统杂散光研究及抑制奠定了基础；与现有技术相比，本发明提出的内掩式透射地基日冕仪成像系统根据透射式日冕仪的基本原理，鬼像的形成机制，系统成像过程中分别设置有内掩体和Lyot斑，实现对鬼像的有效遮拦，进一步提高透射式日冕仪的杂散光抑制能力，从而用来对太阳日冕进行观测。
附图说明
图1为本发明的成像系统机构图；
其中：1、镜筒，2、入射口径光阑，3、物镜，4、内掩体，5、场镜，6、Lyot斑，7、Lyot光阑，8、中继镜组，9、像面CCD。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1，本发明的内掩式透射地基日冕仪成像系统包括按照太阳光入射镜筒1后的先后顺序安装在镜筒1内的光轴上的入射口径光阑2、物镜3、内掩体4、场镜5、Lyot光阑7、Lyot斑6和中继镜组8；
所述入射口径光阑2位于所述物镜3第一表面位置，所述內掩体4位于所述物镜3的第一像面处，Lyot光阑7位于入射孔径光阑2经过物镜3的成像焦面位置，该位置经过实验分析得到，入射口径光阑2边缘的衍射光被物镜3和场镜5成像在场镜5后中继镜组8前的某一位置，在此处设置Lyot光阑7可对入射口径光阑2边缘衍射光进行有效遮拦，这是利用入射口径光阑2面与Lyot光阑7面互为共轭面的关系而采用的结构遮拦措施；所述Lyot斑6位于场镜5的成像焦面位置，即物镜3的透射面二次反射的焦点位置；
太阳光直接照射在物镜3组上，之后聚焦在其后焦面处，焦面处设置内掩体4，内掩体4遮蔽了太阳光球层的阳光，使其不能进入后继系统，未被遮挡的日冕光通过场镜5和中继镜组8二次成像于像面CCD9，形成类似日全食的影像。
所述中继镜组8为一个胶合镜组，和场镜5一起组成二次成像系统，将物镜3所成的日冕像二次成像于像面CCD9上，从而将日冕将整个系统成像在像面。
所述的內掩体和Lyot斑6在光路光轴上，遮掩太阳直射光进入光学系统和物镜3二次反射形成的鬼影。
以上为本发明的具体实施方式，但绝非对本发明的限制。

Claims (3)

1.内掩式透射地基日冕仪成像系统，其特征在于，包括按照太阳光入射镜筒（1）后的先后顺序安装在镜筒（1）内的光轴上的入射口径光阑（2）、物镜（3）、内掩体（4）、场镜（5）、Lyot光阑（7）、Lyot斑（6）和中继镜组（8）；
所述入射口径光阑（2）位于所述物镜（3）第一表面位置，所述內掩体位于所述物镜（3）的成像焦面位置，Lyot光阑（7）位于入射孔径光阑经过物镜（3）的成像焦面位置，所述Lyot斑（6）位于场镜（5）的成像焦面位置；
太阳光束经物镜（3）聚焦后经内掩体（4）遮蔽太阳光球层的阳光，得到的光束经场镜（5）和中继镜组（8）成像在像面CCD（9）上。
2.根据权利要求1所述的内掩式透射地基日冕仪成像系统，其特征在于，所述入射口径光阑（2）面与所述Lyot光阑（7）面互为共轭面。
3.根据权利要求1所述的内掩式透射地基日冕仪成像系统，其特征在于，所述的內掩体和Lyot斑（6）在光路光轴上，遮掩太阳直射光进入光学系统和物镜（3）二次反射形成的鬼影。
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