陈波[1]2003年在《空间极紫外太阳望远镜光学性能研究》文中研究指明随着空间技术和短波光学技术的发展，空间软X射线——极紫外波段观测研究逐渐成为空间天文学研究的重要组成部分，尤其是在这一波段的空间对日观测已成为天文学研究的重点。本文根据空间平台上高分辨率对日观测的需要，设计出一种可以在四个极紫外波段对日同时成像多光谱太阳望远镜(EUT)；研究了极紫外(EUV)波段太阳望远镜光学传输特性；提出了真空紫外波段在轨指向的标定方法，解决了高精度指向标定问题；研制出一台17.1nm望远镜的地面样机，验证EUT设计的可行性，攻克了部分关键的技术难关；为进一步的研究工作奠定了基础。 本文工作中采用EUV波段正入射成像技术，设计出可在13.0nm、17.1nm、30.4nm和19.5nm波段同时成像的望远镜。其中前叁个波段望远镜的视场为8.5′×8.5′，角分辨率0.5″；19.5nm波段望远镜为85′×85′全日面观测望远镜，角分辨率5″。 EUT由前端滤光片组、多层膜正入射光学系统、消杂光滤光片组、探测器和真空保护舱五个部分组成。由于EUV波段光学元件特有的光谱特性，每个光学元件的性能指标对EUT的传输效率及成像质量都有重要的影响。本文研究了不同材料在EUV波段吸收特性，设计出适合空间应用的滤光片组，在13.0nm波段采用Si-Zr-Si的夹层型滤光片，透过率为70％；在其它叁个波段采用铝膜滤光片，透过率在45％—65％之间。研究了多层膜的带宽匹配问题及不同入射角度对反射率的影响，计算出EUT在不同波段的传输效率和传输系数。 为了解决EUT在轨指向偏差的标定问题。在EUT的前端和消杂光滤光片组中，安装一个氢Hα线(121.6nm)滤光片，使太阳121.6nm强辐射进入EUT中，实现EUT的四个望远镜在同一波段对日成像。研究由不同波段望远镜获得的太阳图像处理的方法，建立相应的数学模型，编制计算程序，进行模拟图像处理，实现不同望远镜间的指向偏差标定。建立地面演示实验装置，验证此在轨标定方法的可行性。 为验证关键技术，设计出一台焦距3750mm，视场8.5′×8.5′，角分辨率0.5″的望远镜。望远镜主镜为球面，次镜为平面，所用反射镜为在熔石英基底上镀制Mo／Si多层膜的EUV波段反射镜，在17.1nm的反射率25％，反射率的均匀性±2.5％。在关键技术攻关的基础上，集成出一台17.1nm望远镜。
陈波, 尼启良, 曹继红, 巩岩, 曹健林[2]2003年在《空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究》文中认为介绍国际上空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究进展情况。着重介绍了长春光机所设计的四波段同时成像空间极紫外太阳望远镜。该望远镜由四个不同波长的多层膜正入射望远镜组成,工作波长分别为12.9nm、17.1nm、19.5nm和30.4nm,视场角为8.5′×8.5′,设计角分辨率为0.5″。为了验证设计方案可行性及关键技术水平,集成出一套17.1nm极紫外望远镜演示样机。
巩岩[3]2006年在《极紫外太阳望远镜成像质量检测系统设计》文中认为为了在实验室模拟空间环境,检测极紫外太阳望远镜成像质量,提出了由激光等离子光源、Newton型准直光管系统、背照射CCD相机、真空系统等组成的工作波段为17~30 nm的极紫外准直光管检测系统,给出了详细的物理分析、光学设计和真空系统设计方法和结果。真空实验测试结果表明,系统在80 min内,真空度即可达到5×10-4Pa的设计指标,满足极紫外波段检测太阳望远镜的要求。
杨林[4]2011年在《极紫外太阳望远镜的检测方法研究》文中研究指明随着空间技术的发展,极紫外-软X射线波段的太阳观测研究逐渐成为空间天文学的重要组成部分。空间太阳望远镜作为进行太阳观测的重要仪器之一,为研究太阳活动和空间天气提供了新方法和重要的物理依据。本文重点针对我国首台EUV波段成像仪器——极紫外太阳望远镜的地面检测进行了系统的研究,为望远镜工程研制和在轨应用打下坚实的基础。首先研究了EUV望远镜的光学设计,通过对光学元件失调量的计算确定了望远镜的像差影响,给出了望远镜的装调方案。讨论了计算机辅助装调技术(Computer Aided Alignment,CAA)在EUV望远镜实际装调中的应用,利用CAA技术完成了望远镜的实际装调工作。并利用测量得到的次镜失调量分析了30.4nm波段下望远镜的角分辨率为0.28″。在地面检测和实际应用中,EUV望远镜都存在杂散光问题。建立了望远镜的杂光点源透过率(Point Source Transmittance,PST)的测量实验装置。由EUT结构和PST测量结构分析望远镜的杂光主要来源,设计阻挡该一级杂光的遮光罩,使EUT的杂光系数下降到1.31%,为望远镜在地面的成像检测奠定了基础,保证了分辨率成像检测的准确性。讨论了望远镜的多层膜反射镜和滤光片的检测方法,计算了望远镜的传输效率。重点研究了EUV望远镜的成像质量检测方法,完成了望远镜的非工作波段分辨率检测。结果表明:在404.7nm波段EUV望远镜的角分辨率达到0.96",十分接近衍射极限(0.9"),实现了望远镜亚角秒的成像要求。最后针对短波段散射问题,给出了一种基于反射镜表面粗糙度的望远镜工作波段分辨率计算方法。分析两镜系统中散射光线的传播路径,推导了望远镜的散射系数。根据实测的反射镜表面粗糙度数据,建立了包含散射面的EUV望远镜散射计算模型,通过模型计算得出望远镜在30.4nm波长的散射对望远镜的角分辨率影响小于0.08"。通过间接的方法得到望远镜在工作波段下的光学分辨率为0.37",使用13μm/pixel的CCD的望远镜系统在工作波段下的角分辨率为0.85"。
陈波[5]2008年在《《空间软X射线-极紫外波段光学仪器检测方法》专题导读》文中研究表明通常的软X射线-极紫外波段是指1~50 nm这段光谱,该波段因其光子能量较高,但又无足够的能量穿过大气,在地面无法进行有效的观测研究。因此,在卫星技术不成熟的年代,人类无法对来自太阳、地球以及宇宙空间其它星体的软X射线-极紫外波段辐射进行观测。近20年来
刘壮[6]2014年在《太阳极紫外成像光谱仪光学系统研究》文中进行了进一步梳理近年来，随着空间技术的发展，人们对太阳活动和空间环境的变化越来越关注。在极紫外波段对太阳进行超光谱成像观测是研究太阳大气物理特性的重要手段。太阳极紫外成像光谱仪用以观测极紫外波段的具有空间分辨率的光谱辐射线，这些辐射线信息是研究日冕变热、太阳风加速等太阳活动机理的必要条件。因此，开展太阳极紫外成像光谱仪光学系统研究具有重要意义。本文的工作主要围绕太阳极紫外成像光谱仪光学系统研制过程中所需的光学系统设计、超环面基底加工与检测、极紫外全息光栅设计与制备以及超环面面形检测等几项关键技术展开。总结了极紫外探测的特点，对极紫外成像光谱仪的重要结构进行了分析和比较，选择了望远系统与凹面光栅结合形式的色散型成像光谱仪，介绍了色散型成像光谱仪的工作原理，凹面光栅的成像与色散原理，给出了超环面等间距光栅与超环面变间距光栅的像差校正理论。根据观测太阳活动的应用需求，结合国内外极紫外成像光谱仪发展现状，制定了太阳极紫外成像光谱仪的性能指标。讨论了可用于极紫外成像光谱仪的光学元件，对具体元件做了选择。针对两种常用光学结构，设计了两种太阳极紫外成像光谱仪光学系统，分别给出了设计过程、设计结果、公差分析结果与光学传输效率计算结果。给出了超光滑超环面基底加工过程，对超环面半径检测的几种方法作了研究，利用球形样板法检测了超环面的半径。分析了超光滑基底表面粗糙度检测方法，分别利用原子力显微镜与光学轮廓仪检测了基底表面的粗糙度，检测结果表明加工工艺达到了超光滑的水平。根据光栅标量衍射理论设计了两种极紫外光栅槽型。给出了全息光栅加工过程，加工了极紫外光栅。设计了两种宽带极紫外多层膜系，依照其中一种设计结果为光栅沉积了多层膜，说明了极紫外多层膜沉积过程。针对干涉仪无法直接检测超环面面形的问题，提出利用柱面镜以及正交平板玻璃零位补偿检测超环面面形的两种方法。分别给出了这两种方法的补偿原理，总结出补偿的误差源与误差估计值，针对每种方法设计了典型表面的检测光路，计算了总误差。检测光路与总误差的计算结果说明了这两种方法的可行性。
苏宙平[7]2004年在《空间极紫外望远镜在轨校准技术研究》文中认为空间极紫外望远镜(EUT)是由四个单通道望远镜捆绑在一起而构成，可以在四个极紫外波段13.0nm、17.1nm、30.4nm、和19.5nm同时对日成像。由于在地面装调以及发射过程中的影响无法保证四个通道轴向严格平行，进而带来观测上的误差。这些误差必然会影响图像配准、合成等。为了合成高分辨率的图像，需要测出各通道轴向夹角，对其在轨校准，从而减小观测上的误差。根据观测精度的要求这一夹角的测量精度必须控制在0.1角秒内，夹角测量可转化为探测器上图像平移量测量。 本文提出了两种测量图像平移量的方法：局部边缘探测方法和相位相关方法。通过图像上的特征点位置变化量来确定图像平移量，由于受CCD的分辨率限制，平移量的检测精度只能达到像素级水平，无法满足要求。为此必须对CCD进行细分，采用了牛顿插值法和二次曲面拟合方法，从而使平移量测量精度达到亚像素级。通过设计平移量的测量实验，编制相应的图像处理软件，对上述两种测量方法进行了实验验证，结果表明其测量精度分别可达0.08像素和0.25像素。 四个通道都是在特定谱线对日进行观测，因此必须选一条公共的谱线经望远系统对日成像，以便完成望远镜在轨校准。经过一系列的分析计算，太阳的CⅢ(97.7nm)谱线对EUT灵敏度满足在轨校准使用，因此本文采用了CⅢ(97.7nm)作为在轨校准谱线。
刘壮, 巩岩[8]2012年在《太阳极紫外成像光谱仪光学系统设计》文中提出在极紫外波段对太阳进行超光谱成像观测是研究太阳上层大气,日冕中等离子物理特性的重要手段。依据太阳极紫外成像光谱仪的应用,结合国内外极紫外成像光谱仪发展现状,制定了太阳极紫外成像光谱仪的性能指标。通过比较各种光学结构的优缺点,选择望远镜与光谱仪组合的结构。讨论并选择了可用的基本元器件,望远系统采用离轴抛物面反射镜,分光器件为高密度超环面等间距光栅。设计出符合指标的光学系统。最后给出了太阳极紫外成像光谱仪的设计过程、详细参数与结果。光学系统的工作波段为17.0～21.0nm,视场是1 228″×1 024″,空间分辨率达到0.8arcsec.pixel-1,光谱分辨率约为0.001 98nm.pixel-1,系统总长度约为2.8m。
陈波, 苏宙平, 尼启良[9]2005年在《一种空间超紫外望远镜在轨指向标定方法》文中进行了进一步梳理介绍了一种不同波段的超紫外望远镜在轨指向的标定方法。此方法利用四个波段(13.0,17.1,19.5,30.4nm)的超紫外望远镜均有较高的光谱响应和能够对较强的太阳辐射光谱成像的特点,根据由不同的望远镜所获得的太阳的四个图像的变化,计算出了四个望远镜间的指向偏差。根据四个不同波段的超紫外望远镜的光学性能和太阳紫外辐射谱线的亮度优化出了具体的太阳辐射谱线,并对所选用的标定谱线的可行性进行了分析。该方法的在轨标定精度为0.1″。
李保权, 朱光武, 王世金, 林华安, 彭吉龙[10]2005年在《太阳X-EUV成像望远镜》文中认为太阳X_EUV成像望远镜用来监测和预报影响空间天气变化的太阳活动,专门服务于空间天气预报研究.望远镜工作在4～10 0 的X射线波段和195 极紫外谱段,视场角4 5′,角度分辨5″,提供全日面、高分辨的成像观测.文中分析了太阳X、EUV波段的成像观测应用,介绍了X_EUV望远镜的基本设计,分析了望远镜对不同温度日冕等离子体的敏感性、对不同太阳活动现象的响应及反演日冕等离子体参数过滤片的组合利用.太阳X_EUV成像望远镜集成了掠入射望远镜和正入射望远镜两套系统,扩展了单一X射线望远镜的成像功能,能够观测更多的太阳爆发先兆现象或者伴生现象,是目前国际上同类仪器中最新的太阳成像监测仪器.
参考文献：
[1]. 空间极紫外太阳望远镜光学性能研究[D]. 陈波. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2003
[2]. 空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究[J]. 陈波, 尼启良, 曹继红, 巩岩, 曹健林. 光学精密工程. 2003
[3]. 极紫外太阳望远镜成像质量检测系统设计[J]. 巩岩. 光学精密工程. 2006
[4]. 极紫外太阳望远镜的检测方法研究[D]. 杨林. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2011
[5]. 《空间软X射线-极紫外波段光学仪器检测方法》专题导读[J]. 陈波. 光学精密工程. 2008
[6]. 太阳极紫外成像光谱仪光学系统研究[D]. 刘壮. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所). 2014
[7]. 空间极紫外望远镜在轨校准技术研究[D]. 苏宙平. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）. 2004
[8]. 太阳极紫外成像光谱仪光学系统设计[J]. 刘壮, 巩岩. 光谱学与光谱分析. 2012
[9]. 一种空间超紫外望远镜在轨指向标定方法[J]. 陈波, 苏宙平, 尼启良. 光学技术. 2005
[10]. 太阳X-EUV成像望远镜[J]. 李保权, 朱光武, 王世金, 林华安, 彭吉龙. 地球物理学报. 2005
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