[發明專利]一種同步偏振觀測裝置及觀測方法

在審

• 申請號: 202110568116.5
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113280922A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 辛玉新;倫寶利;業凱;鐘悅
• 申請（專利權）人: 中國科學院云南天文臺
• 主分類號: G01J4/00
• 分類號: G01J4/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本申請公開了一種同步偏振觀測裝置和觀測方法，其中觀測裝置包括雙偏振棱鏡，所述雙偏振棱鏡包括第一沃拉斯頓棱鏡及設置在第一沃拉斯頓棱鏡旁的第二沃拉斯頓棱鏡，所述第一沃拉斯頓棱鏡和所述第二沃拉斯頓棱鏡的晶軸相差45度，所述第一沃拉斯頓棱鏡和所述第二沃拉斯頓棱鏡的前端分別設置有光楔，所述雙偏振棱鏡被配置為一束入射光經過所述雙偏振棱鏡具有光楔的一端進入所述雙偏振棱鏡后能夠被同時調制成四束線偏振光。本申請的一個技術效果在于，通過一次曝光的數據，經過處理就可以得到I，Q，U三個斯托克斯參量，進而計算得到線偏振度和線偏振角，實現了高時間分辨率和高精度的線偏振測量。

技術領域

本申請屬于天文觀測技術領域，具體地說，涉及一種同步偏振觀測裝置及觀測方法。

背景技術

偏振態和強度、方向、波長是光的四個基本屬性。按照偏振態來劃分，自然界的光分為偏振光和自然光(非偏振光)。光波是一種電磁波，是橫波，其電矢量在垂直于傳播方向的平面內振動，當電矢量的角分布是各向同性時叫自然光，反之當電矢量的角分布是各向異性時叫偏振光，偏振光又分為線偏振光和圓偏振光。

1852年，斯托克斯采用四個參數(I，Q，U，V)來表征光的偏振態,其中I表示總光強，Q表示X軸方向直線偏振光分量，U表示45⁰方向直線偏振光分量，V表示右旋圓偏振光分量。上述四個參量作為元素的列矩陣代表一個四維矢量，稱為斯托克斯矢量。

傳統的線偏振測量需要分別旋轉偏振片到0度，90度，45度和135度(對于半波片需要旋轉到0度，22.5度，45度和67.5度)，然后每次到位后再執行曝光，共計四次曝光，才能通過數據處理得到I，Q，U三個斯托克斯參量，進而計算得到線偏振度和線偏振角，耗時較長，且因為四幅圖像不是同時拍攝的，對于一些有快速偏振變化的目標就無法完成高精度的測量。

因此，有必要提供一種同步偏振觀測裝置。

發明內容

本申請的一個目的是提供一種同步偏振觀測裝置的新技術方案。

根據本申請的一個方面，本申請提供了一種同步偏振觀測裝置，包括雙偏振棱鏡，所述雙偏振棱鏡包括第一沃拉斯頓棱鏡及設置在第一沃拉斯頓棱鏡旁的第二沃拉斯頓棱鏡，所述第一沃拉斯頓棱鏡和所述第二沃拉斯頓棱鏡的晶軸相差45度，所述第一沃拉斯頓棱鏡和所述第二沃拉斯頓棱鏡的前端分別設置有光楔，所述雙偏振棱鏡被配置為一束入射光經過所述雙偏振棱鏡具有光楔的一端進入所述雙偏振棱鏡后能夠被同時調制成四束線偏振光。

可選地，所述第一沃拉斯頓棱鏡和所述第二沃拉斯頓棱鏡采用氟化釔鋰晶體材料或氟化鎂晶體材料制成。

可選地，所述光楔采用石英玻璃制成。

可選地，還包括望遠鏡，所述雙偏振棱鏡設置在所述望遠鏡后的準直光路上，所述雙偏振棱鏡設置有光楔的一端正對所述光路。

可選地，所述雙偏振棱鏡與所述望遠鏡的鏡片之間設置有狹縫。

可選地，所述狹縫與所述望遠鏡的鏡片之間設置有濾光片。

可選地，還包括棱柵輪，所述雙偏振棱鏡設置在所述棱柵輪上。

可選地，還包括CCD相機，沿光路，所述CCD相機設置在所述雙偏振棱鏡后，所述CCD相機被配置為能夠接收被所述雙偏振棱鏡調制成四束線偏振光。

根據本申請的另一個方面，本申請還提供了一種同步偏振觀測方法，包括以下步驟：

使用上述的同步偏振觀測裝置；

將所述同步偏振觀測裝置對準天體，調整焦距，使得準直入射光直射所述雙偏振棱鏡具有光楔的一端；

使用CCD相機接收被所述雙偏振棱鏡調制成四束線偏振光并進行曝光；

通過軟件測光處理得到四個光強測量：I0，I90，I45，I135；