[發(fā)明專(zhuān)利]用于日冕觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的高效太陽(yáng)模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210575012.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103018909A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫明哲;張紅鑫;盧振武;卜和陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G02B27/09
• 分類(lèi)號(hào): G02B27/09;G02B27/30;G02B27/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專(zhuān)利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 南小平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于日冕觀測(cè)領(lǐng)域，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中對(duì)日冕觀測(cè)的日冕儀實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，具體涉及用于日冕觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的高效太陽(yáng)模擬裝置。

背景技術(shù)

目前，在對(duì)日冕觀測(cè)的成像儀器研制領(lǐng)域中，儀器在應(yīng)用到實(shí)際觀測(cè)之前需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的模擬仿真實(shí)驗(yàn)，太陽(yáng)模擬裝置成為極其重要的先決條件。它不僅要體現(xiàn)出太陽(yáng)的強(qiáng)光性，還要體現(xiàn)出光球?qū)雍腿彰釋拥妮椛淠懿罹嗉蔼?dú)立發(fā)光的特性。現(xiàn)有技術(shù)中雖有性能優(yōu)良的太陽(yáng)模擬儀器，但是有造價(jià)昂貴，體積大，所需實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地大等諸多的缺點(diǎn)。所以如何完全滿足以上對(duì)模擬太陽(yáng)的要求，又兼具高效的太陽(yáng)模擬裝置就成了當(dāng)前制約實(shí)驗(yàn)的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)模擬儀器造價(jià)昂貴、體積大、所需實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地大等諸多的缺點(diǎn)，制約了日冕觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種仿真度高、便攜性好、成本低廉且便于搭建的太陽(yáng)模擬裝置。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

用于日冕觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的高效太陽(yáng)模擬裝置，包括光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)、光球?qū)映上裣到y(tǒng)、日冕照明系統(tǒng)、準(zhǔn)直系統(tǒng)和遮光系統(tǒng)，光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)、光球?qū)映上裣到y(tǒng)和日冕照明系統(tǒng)置于遮光系統(tǒng)的內(nèi)部，準(zhǔn)直系統(tǒng)的入射端置于遮光系統(tǒng)的內(nèi)部，且與日冕照明系統(tǒng)對(duì)接；

光球?qū)映上裣到y(tǒng)從左至右包括毛玻璃、第一金屬板、第一透鏡、第二透鏡、衰減片、第二金屬板，且同軸放置；?

光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)發(fā)出的光經(jīng)毛玻璃被勻化，勻化光經(jīng)過(guò)第一金屬板的開(kāi)口部分入射到第一透鏡，勻化光透過(guò)第一透鏡后出射平行光，平行光入射到第二透鏡后被會(huì)聚到衰減片上，光透過(guò)衰減片及第二金屬板的開(kāi)口后進(jìn)入準(zhǔn)直系統(tǒng)，從準(zhǔn)直系統(tǒng)輸出模擬太陽(yáng)光。

毛玻璃設(shè)置在第一金屬板的開(kāi)口處，第一金屬板置于第一透鏡物方焦面上；衰減片設(shè)置在第二金屬板的開(kāi)口處，第二金屬板置于第二透鏡的像方焦面上，且第二金屬板置于準(zhǔn)直系統(tǒng)的物方焦面上；

遮光系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置第一遮光板和第二遮光板，第一遮光板和第二遮光板的中心開(kāi)口分別和第一透鏡和第二透鏡配合；

光經(jīng)過(guò)第二塊金屬板后以小于180°的范圍出射。

日冕照明系統(tǒng)由四片LED組成的環(huán)形發(fā)光組，四片LED均勻安裝在環(huán)形散熱板上；

準(zhǔn)直系統(tǒng)為平行光管或封裝單片消色差透鏡的鏡筒，且單片消色差透鏡的焦面在鏡筒外。

準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦距和第二金屬板的開(kāi)口尺寸有如下關(guān)系：

D=f×tan(ω)×2，

其中D為第二金屬板的開(kāi)口直徑，f為準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦距，ω為真實(shí)太陽(yáng)光球?qū)舆吘墝?duì)地的半視角。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過(guò)光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)提供光球?qū)诱彰鞴庠矗?jīng)毛玻璃勻化后對(duì)第一金屬板開(kāi)口照明，此時(shí)第一金屬板右側(cè)輻射角度為180°。第一金屬板經(jīng)同樣規(guī)格的消色差第一透鏡和消色差第二透鏡等比例成像，像面放置第二金屬板，使得第二金屬板的開(kāi)口和第一金屬板開(kāi)口的像重合，這樣第二金屬板出射的光輻射角度小于180°，不會(huì)對(duì)第二金屬板右側(cè)太陽(yáng)模擬面開(kāi)口外的模擬日冕目標(biāo)形成照射，可實(shí)現(xiàn)模擬太陽(yáng)光球?qū)雍腿彰釋拥莫?dú)立發(fā)光效果。

日冕照明系統(tǒng)對(duì)模擬太陽(yáng)，主要是對(duì)第二金屬板右側(cè)的日冕目標(biāo)進(jìn)行照明以提高日冕目標(biāo)亮度。在第二金屬板靠近光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)一側(cè)緊密放置衰減片，可以通過(guò)衰減片的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬太陽(yáng)光球?qū)雍腿彰崮繕?biāo)能量比的調(diào)整。第二金屬板的出射光經(jīng)準(zhǔn)直系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化為平行光出射，模擬來(lái)自近乎無(wú)窮遠(yuǎn)的太陽(yáng)平行光。該裝置具仿真度高，便攜性好，易組裝，造價(jià)低廉，且實(shí)驗(yàn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1：用于日冕觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的高效太陽(yáng)模擬裝置示意圖。

圖2：日冕照明系統(tǒng)的正視圖。

圖中：1、光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)，2、光球?qū)映上裣到y(tǒng)，3、日冕照明系統(tǒng)，4、準(zhǔn)直系統(tǒng)，5、遮光系統(tǒng)，2-1、毛玻璃，2-2、第一金屬板，2-3、第一透鏡，2-4、第二透鏡，2-5、衰減片，2-6、第二金屬板，3-1、LED照明燈，3-2、LED散熱板，5-1、第一遮光板，5-2、第二遮光板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，用于日冕觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的高效太陽(yáng)模擬裝置，包括光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)1，光球?qū)映上裣到y(tǒng)2，日冕照明系統(tǒng)3，準(zhǔn)直系統(tǒng)4，遮光系統(tǒng)5。光球?qū)诱彰飨到y(tǒng)1、光球?qū)映上裣到y(tǒng)2和日冕照明系統(tǒng)3置于遮光系統(tǒng)5的內(nèi)部，準(zhǔn)直系統(tǒng)4的入射端置于遮光系統(tǒng)5的內(nèi)部，且與日冕照明系統(tǒng)3對(duì)接。