[發明專利]天文光學望遠鏡光電效率計算及實測驗證方法

有效

• 申請號: 202110482419.5
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113281004B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 劉偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院紫金山天文臺
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00;G01M11/02;G06F17/11
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 張明浩

1.天文光學望遠鏡光電效率計算方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟一、統計天文光學望遠鏡各透光元器件在不同波段的透過率數據，根據數據，繪制成各透光元器件透過率-波長曲線；

步驟二、采用matlab進行編程，先加載這些透過率-波長曲線的數據，再對各透過率-波長曲線進行插值提取出各透光元器件在該插值處的透過率的值，將這些值進行相乘，得到插值處的總體效率，最后將總體效率擬合成透光元器件綜合透過率曲線，進而獲得天文光學望遠鏡各波長處的整體光電效率。

2.根據權利要求1所述的天文光學望遠鏡光電效率計算方法，其特征是：步驟一中，天文光學望遠鏡的透光元器件包括望遠鏡主鏡，望遠鏡副鏡，各分色鏡、Ic波段鍍膜以及CCD探測器，相應的，各透光元器件透過率-波長曲線分別包括望遠鏡主鏡和副鏡的透過率-波長曲線、分色鏡的透過率-波長曲線、Ic波段鍍膜的透過率-波長曲線以及CCD量子效率-波長曲線。

3.天文光學望遠鏡光電效率實測驗證方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟a、定義采用權利要求1所述的透光元器件綜合透過率曲線所得到的為望遠鏡整體效率ηA，用于觀測實測驗證的為望遠鏡效率ηB；選定目標星體作為觀測對象；

步驟b、在大氣外條件下，計算望遠鏡接收到目標星體的理想光子數；

步驟c、用望遠鏡在天文臺上進行對目標星體進行實測，選取不同的天頂距進行成像，對圖像進行處理，計算出各個波段上的大氣消光因子K；

步驟d、利用大氣消光因子K，將臺址得到的目標星體的儀器星等歸算到大氣外，獲得大氣外的目標星體的儀器星等；

步驟e、計算出望遠鏡的CCD圖像的Count值，再根據Count值計算CCD探測器所產生出的電子數，

步驟f、通過步驟b計算出的理想光子數以及步驟e得到的電子數，計算得到望遠鏡整體光電效率的值ηB，

步驟g、將望遠鏡的整體光電效率的值ηB與望遠鏡光電效率ηA進行比較，確認二者數值是否接近。

4.根據權利要求3所述的天文光學望遠鏡光電效率實測驗證方法，其特征是：步驟b中，在大氣外條件下，計算望遠鏡接收到目標星體的理想光子數的具體方法為：

其中NP為理想光子數，A為望遠鏡的集光面積，h為普朗克常數(6.626196×10^-27erg·s)， mAB為目標天體的AB星等，星等采用大氣外的查表星等，積分項是一個與波長相關的表達式，R(λ)表示在波長積分范圍內的整體透過率；

為了計算積分項的數值，在matlab中進行編程計算，在Johnson-Cousins波長系統中的Ic波段，設定Ic波段積分的范圍為700nm至900nm，采用sum函數得出R(λ)在700nm～900nm范圍內積分項的值為0.089，代入上式(1)，從而得到望遠鏡在單位時間內接收到的一個固定星等星的光子數公式為：

NP_Ic＝8.426*10⁸*10^-0.4mAB 式：(2)

公式(2)對于Sloan波長系統同樣適用，當望遠鏡的濾光片為Sloan中的u’波段時，設置u’積分波長范圍為300nm～400nm；當望遠鏡的濾光片為Johnson-Cousins中的Rc波段時，設置Rc積分波長范圍為550nm～800nm；當望遠鏡的濾光片為Johnson-Cousins中的Ic波段時，設置Rc積分波長范圍為550nm～800nm，得到這三個波段的理想的光子NP_u'，NP_Rc和NP_Ic如下式：

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