分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-01-15 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 磁场是太阳爆发活动的根本驱动力,高精度实时偏振测量是实现磁场测量的常用方法。然而常用的波片式测量方法需要进行多次测量,且存在机械旋转结构,易导致仪器抖动,降低测量精度;波片旋转或切入切出也会导致测量时间较长。目前,基于DKDP晶体和波片的太阳大气偏振测量周期较长,实时性不高,无法应用于快速变化的太阳活动磁场探测。基于以上背景,本论文提出了一种基于双DKDP晶体原理的太阳大气实时偏振探测技术,采用两片快轴方向不同的DKDP晶体,通过外加不同电压进行快速相位延迟变化,实现对入射太阳光的偏振调制,获取太阳大气偏振斯托克斯矢量。相较于传统旋转波片与DKDP晶体相结合的方法,本论文提出方法可将单次偏振调制速率从数秒提升到毫秒级,极大地提升了太阳磁场测量实时性。仿真分析结果表明:本文提出方法测量精度达到2×〖10〗^(-3),单波长点测量时间分辨率提升了20倍以上,可以实现对太阳磁场偏振信息的实时精确测量。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 地基太阳望远镜磁像仪在进行偏振测量时会受到大气湍流的影响,导致测量结果不准确。通过同步探测波前像差,对太阳窄带偏振图像退卷积重建的方法可以克服窄带滤光器带来的偏振测量通道光子数水平较低等问题,将高分辨图像重建算法应用到太阳偏振图像的重建中。在重建过程中,波前估计不准确会导致重建的偏振图像受到I的串扰,与真实的偏振信号之间存在一定偏差。为了研究同步重建过程中波前复原精度对偏振图像重建精度的影响, 通过建立仿真模型,对不同视宁度和不同波前复原精度下I 对偏振信号的串扰进行了仿真。 结果表明,偏振图像的重建质量与波前复原精度正相关,在一定的条件下,增加用于图像重建的帧数和降低图像分辨率等方法也可以降低I 对偏振信号的串扰。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-03-13 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 本文给出了在连续式旋转波片调制模式下的傅里叶分析的推导过程和解调公式,并利用理论偏振轮廓对公式的准确性进行了验证。分别采用了傅里叶分析和解调矩阵两种解调方法定量模拟了在连续式调制模式下波片的初始方位角误差、旋转定位误差以及探测器曝光过程中时间差占比三个因素对测量精度的影响。主要结论是:(1)简单的傅里叶分析不再适用于连续式调制的结果解调。文中给出的新傅里叶分析方法与解调矩阵方法在进行误差分析时,可以得到基本一致的结果。(2)考虑初始方位角误差引起的影响,我们发现对于线偏振信号来说,采用傅里叶分析和解调矩阵可得到非常一致的结果,而对于圆偏振来说,基于解调矩阵的方法得到的结果误差相对较小。但是两种解调方法都反映出初始方位角误差对圆偏振和线偏振产生的影响是一致,且相对误差的大小与偏振信号本身的强弱有关。初始方位角的误差要求在十几角秒量级才能满足结果的相对误差在10-3量级以下。(3)考虑旋转定位误差引起的影响时,我们发现采用傅里叶分析和解调矩阵得到的结果非常接近。两者同时都显示出旋转定位误差对线偏振信号造成的影响更为明显,且相对误差的大小也与信号的强弱有关。当波片的重复定位精度在10''左右时,对10-2量级的弱偏振信号来说,测量误差也能在10-3的量级左右。从这一点上,我们发现连续式调制模式对波片旋转的定位精度要求要明显高于步进式调制模式。(4)两种解调方法的结果均显示,在连续式调制模式下,波片的调制周期与探测器曝光时长的时间差(∆)会造成线偏振信号之间的串扰,即时间差占比(∆/T)对线偏振信号造成的影响比对圆偏振信号的影响更为明显。当∆/T小于1%时,线偏振信号相对误差达到10-3量级。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-05-27 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 望远镜的仪器偏振效应主要由金属镜面的反射偏振效应引起,是当前高精度天文偏振测量主要面临的技术问题。为了能够消除仪器偏振对偏振测量精度的影响,在实验室对金属镀膜材料的偏振特性进行精确而全面测量研究就显得至关重要。本文针对保护铝膜提出一种偏振特性测量方法,该方法使用两种光电调制方式对保护铝膜的Mueller矩阵关键元素进行直接测量,并基于双层膜的结构模型,使用多入射角多波长下的测量数据在不依赖色散模型以及参数假设的情况下反演光学参数。本文方法的反演结果与传统方法得到的结果保持一致,同时本文方法能够对偏振特性进行更好的表征。