[發明專利]基于無狹縫光譜分光的大視場多譜段極紫外成像儀

在審

• 申請號: 201611030359.9
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN107543608A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 彭吉龍;田東波;馬子良;于錢;楊繼運;聶翔宇;張凱
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于太陽探測技術領域，具體來說，本發明涉及一種基于無狹縫光譜分光的大視場的多譜段極紫外成像儀。

背景技術

太陽活動包括耀斑、日冕物質拋射(CME)等，對日地環境影響巨大。耀斑爆發過程中釋放出大量的能量，導致極紫外(10–120nm)波段的輻射隨著太陽活動產生幾倍到幾個數量級的增加。這個波段的輻射能被地球大氣迅速吸收，導致上層大氣中光化學、動力學以及能量平衡產生改變，是地球電離層和中高層大氣狀態變化的主要能量來源，對電離層和中高層大氣擾動具有決定性影響。進而影響航天器軌道、通信、導航和定位等。因此開展天基極紫外成像研究，觀測太陽活動，進行空間天氣預報，數據可以供航天、氣象、通信、導航、科研等多部門服務，具有很大的經濟和社會效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于無狹縫光譜分光的大視場多譜段極紫外成像儀，該成像儀克服了傳統太陽成像儀光譜分辨率低和太陽光譜儀空間分辨率低的限制，通過一臺成像儀實現了高光譜分辨率和高空間分辨率的大視場太陽成像。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術解決方案：

本發明的基于無狹縫光譜分光的大視場多譜段極紫外成像儀，包括兩個光電傳感器、柱狀透鏡、多層膜反射鏡、掠入射光柵、準直鏡和入射鏡筒和濾光片，入射太陽光經入射鏡筒和濾光片篩選出極紫外目標成像譜段，再經光路準直單元(例如準直鏡)將極紫外光準直，平行入射的極紫外光經掠入射光柵分光，得到高光譜分辨率的太陽像，在小掠入射角的條件下，二維太陽像將被壓縮形成近似一維的多個光譜段的橢圓形太陽像，一部分分光經多層膜反射鏡將不同譜段能量匯聚到光電傳感器B，形成圖像；另一部分太陽活動在極紫外出現集中電磁輻射的重要譜段的分光通過柱狀透鏡進行一維放大，并入射入光電傳感器A中得到該重要的譜段完整的二維太陽極紫外像。

其中，多層膜反射鏡中不同層的膜對不同波長的極紫外光反射率不同，通過配比，實現多個極紫外波段同時實現高反射率。

其中，重要的譜段為極紫外波段。

其中，極紫外波段為17.1nm、18.7nm波長的波段。

本發明的無狹縫光譜分光的大視場多譜段極紫外成像儀將突破現有太陽觀測載荷不能實現同時實現高空間分辨率和高光譜分辨率的限制，利用一臺望遠鏡的資源，實現對太陽極紫外光多條譜線的高空間分辨率和高光譜分辨率成像，可以及時、準確地預測太陽爆發活動。

附圖說明

圖1為本發明的基于無狹縫光譜分光的大視場多譜段極紫外成像儀的光路示意圖。

具體實施方式

以下介紹的是作為本發明所述內容的具體實施方式，下面通過具體實施方式對本發明的所述內容作進一步的闡明。當然，描述下列具體實施方式只為示例本發明的不同方面的內容，而不應理解為限制本發明范圍。以下結合附圖對本發明的實施方式作進一步地說明。

參見圖1，圖1為本發明的基于無狹縫光譜分光的大視場多譜段極紫外成像儀的光路示意圖。本發明的基于無狹縫光譜分光的大視場多譜段極紫外成像儀，包括兩個光電傳感器、柱狀透鏡、多層膜反射鏡、掠入射光柵、準直鏡和入射鏡筒和濾光片，入射太陽光經入射鏡筒和濾光片篩選出極紫外目標成像譜段，再經準直鏡將極紫外光準直，平行入射的極紫外光經掠入射光柵分光，得到高光譜分辨率的太陽像，在小掠入射角的條件下(掠入射光柵與入射方向的夾角為2°)，二維太陽像將被壓縮，形成近似一維的多個光譜段的橢圓形太陽像，一部分分光經多層膜反射鏡將不同譜段能量匯聚到光電傳感器B，形成圖像；其中，另外一部分分光屬于太陽活動在極紫外某些波長出現集中電磁輻射的波段，如17.1nm、18.7nm波長之處的波段，通過柱狀透鏡進行一維放大，并入射入光電傳感器A中得到該重要的譜段完整的二維太陽極紫外像。

其中，進入光電傳感器中的光首先經過低噪聲放大，再進入CCD或光電倍增管，實現光信號到電信號的轉換，形成圖像。

盡管上文對本發明的具體實施方式進行了詳細描述和說明，但是應該指明的是，本領域的技術人員可以依據本發明的精神對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作用在未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本發明的保護范圍之內。