[發明專利]一種日球成像儀

有效

• 申請號: 202210106269.2
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114460757B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 孫明哲;夏利東;劉維新;韓建平;劉大洋;于曉雨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G02B27/42
• 分類號: G02B27/42;G02B23/16;G02B23/00
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 陳宇瑄

本申請涉及一種日球成像儀，其中日球成像儀包括：自左及右依次設置的多個前擋板、上擋板、入射口徑光闌、內置于一鏡筒的成像鏡組及探測器，其中，所述前擋板用于抑制太陽直射光及衍射光，所述上擋板設置有入射孔徑，所述入射孔徑、入射口徑光闌、成像鏡組及探測器構成日球層信號光的入射光路。本申請日球成像儀實現保證雜散光抑制效果的基礎上盡可能增加口徑，優化漸暈效果，從而提高日球成像儀的時間分辨率。

技術領域

本申請屬于空間光學觀測技術領域，尤其涉及一種新型日球成像儀。

背景技術

日球成像儀是一種對日球層進行光學成像的大視場望遠鏡裝置。日球層通常為太陽系中距離太陽中心十幾個太陽半徑以外的區域均可以稱為日球層。對日球層進行光學觀測得到的數據是進行空間天氣預測、監測及預警的最主要的依據之一。日球成像儀起源于2003年的SMEI計劃(Solar Mass Ejection Imager)，但首次取得巨大成功為2006年的STEREO計劃(Solar Terrestrial Relations Observatory)中的Heliospheric Imager。STEREO計劃中的日球成像儀首次觀測獲得太陽風從太陽到地球傳播的全過程的光學圖像。之后Parker’s Solar Probe和Solar Obiter兩顆對日觀測衛星上也均搭載了日球成像儀。我國計劃中的L5點衛星也計劃搭載日球成像儀。

具體的，日球成像儀主要觀測太陽風、日冕物質拋射事件(CMEs)、行星際日冕物質拋射事件(ICMEs)等，但由于日球成像儀的視場通常遠離太陽，導致太陽風、CMEs和ICMEs的信號均非常弱，僅為太陽光盤平均亮度的10^-10～10^-15量級范圍。故若要觀測到這些信號結構，一方面需要抑制雜散光，另一方面需要大口徑或長時間積分。

目前STEREO上的兩個日球成像儀各自獲得一幅有效圖的時間分別為40分鐘和2小時，時間分辨率遠遠達不到科學預期。特別是目前各國提出的對日球層進行偏振觀測，會進一步降低時間分辨率到3～4倍，進而至少達到2小時和6小時，遠遠低于科學研究及空間天氣監測所需要的時間分辨率。而日球成像儀口徑無法做大的原因主要為受到雜散光抑制的限制，在光軸確定的情況下，口徑越大，則越接近前擋板的上邊緣，則會使得更強的衍射光進入后續光學系統，使得微弱的日球層信號湮沒在雜散光信號內。目前STEREO的Heliospheric Imager 1(縮寫為HI1)的口徑為16毫米。

因此，目前相關技術中日球成像儀還無法實現較大的觀測所需口徑及較好的雜散光抑制的效果。

發明內容

針對相關技術中存在的不足之處，本申請提供了一種采用優弧弓形口徑的日球成像儀，以實現保證雜散光抑制效果的基礎上盡可能增加口徑，優化漸暈效果，從而提高日球成像儀的時間分辨率。

本申請提供一種日球成像儀，包括：自左及右依次設置的多個前擋板、上擋板、入射口徑光闌、內置于一鏡筒的成像鏡組及探測器，其中，所述前擋板用于抑制太陽直射光及衍射光，所述上擋板設置有入射孔徑，所述入射孔徑、入射口徑光闌、成像鏡組及探測器構成日球層信號光的入射光路。

在其中一些實施例中，所述入射口徑光闌的口徑設置為≤43毫米。

在其中一些實施例中，所述入射口徑光闌設置為優弧弓形口徑。

在其中一些實施例中，所述優弧弓形口徑的上邊緣設置為低于衍射光強10^-9的位置。

在其中一些實施例中，所述日球成像儀設置為殼體結構。

在其中一些實施例中，所述殼體包括底板及四個側板，四個所述側板分別安裝于所述底板的邊沿，所述底板和側板合圍形成一前置腔及一設備容置腔，所述設備容置腔頂部設置有上蓋板。

在其中一些實施例中，多個所述前擋板依次間隔固定設置于所述前置腔一端。