分光仪PSP0的偏振器设计与实验

本文介绍人光仪ＰＳＰ０ 的偏振器设计和实验结果。偏振器设计为旋转半滤片加固定偏振片的系统,但在选用偏振器件方面提出了两种方案。对于低价设计的实验结果表明,偏振器可在４３０７８０ｎｍ 波长范围内工作,能够实现ＰＳＰ０ 在其最佳工作波长的偏振测量。     

分光仪PSP0的偏振器设计与实现

本文介绍了光仪ＰＳＰ０的偏振器设计和实验结果。偏振器设计为旋转半滤片加固定偏振片的系统,但在选用偏振器件方面提出了两种方案。对于低价设计的实验结果表明,偏振器可在４３０－７８０ｎｍ滤长范围内工作,能够实现ＰＳＰ０在其最佳工作波长的偏振测量。     

基于KD* P偏振调制和同程异构的图像同步采集时序控制

为了满足1 m新真空太阳望远镜高分辨率磁像仪对图像采集的需求,研制了基于KD*P偏振调制和同程异构的图像同步采集时序控制系统。通过对KD*P的偏振调制特性和图像采集相机的Rolling曝光及外触发工作特性进行详细分析,设计了同步控制时序,并给出了系统的工作流程。在深入研究工作时序各参数之间的相互制约关系,并对各时间参数随机波动量进行了大量的实测和统计分析之后,得到了系统运行的时序条件。最后在几种工作状态下对时序系统进行了实测,从而证明了所设计的时序控制系统满足磁像仪对KD*P偏振调制和同程异构的序列斑点图同步采集的要求。     

光纤阵列太阳光学望远镜偏振分析器设计

给出了满足光纤阵列太阳光学望远镜(FASOT,Fibre Arrayed Solar Optical Telescope)观测目标的偏振分析器的理论设计.它具有以下特点:(1)具备偏振光学开关功能,使得高偏振测量成为可能;(2)在750nm宽度范围内,对各Stokes偏振参量都具有50%以上的理论偏振测量效率,且总的偏振测量效率高于86.6%.使得观测者在如此宽波长范围内可对多条磁敏谱线同时进行偏振测量;(3)根据所选光球和色球线侧重于对线偏振或圆偏振的测量;(4)对偏振元件的制作工艺以及安装误差等具有相当好的容忍度.以上特性使该偏振分析器成为高性能的偏振测量设备.     

天文镜面保护铝膜偏振特性测量方法

望远镜的仪器偏振效应主要由金属镜面的反射偏振引起,是当前高精度天文偏振测量面临的主要技术问题.为了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全面的测量研究显得至关重要.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缪勒(Mueller)矩阵关键元素进行直接测...     

弱偏振器件Mueller矩阵测量的校准及应用

1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)的高分辨磁像仪采用了同步重建技术,其中用到了分束镜。分束镜从设计上一般会进行偏振优化,尽量减小偏振效应,但还是不可避免地对太阳磁场的偏振测量造成影响,因此,对分束镜偏振特性的测量是1 m太阳望远镜进行太阳磁场偏振测量的必需步骤。运用空气Mueller矩阵校准法对Mueller矩阵测量结果进行了校准,测量了两块用于磁场偏振测量的分束镜样品,比较了不同分束镜方案的Mueller矩阵及其对偏振测量的影响,并测量了平板玻璃的Mueller矩阵随入射角变化的结果,比较测量结果与理论值之间的偏差,利用空气Mueller矩阵进行校准后测量系统达到5×10~(-3)的Mueller矩阵测量精度。     

8m中国巨型太阳望远镜偏振光学设计

望远镜的仪器偏振是影响太阳磁场测量的重要因素,为了获得精确的太阳磁场信息,对大型太阳望远镜光学系统进行偏振优化设计非常必要.针对8 m中国巨型太阳望远镜(Chinese Giant Solar Telescope, CGST)的偏振设计需求,提出了基于四镜偏振补偿结构的望远镜折轴光学系统设计方案.基于偏振光线追迹方法,分析了该方案仪器偏振在望远镜光瞳和视场上的分布特性以及视场分布特性随望远镜运动和波长的变化.结果表明,在HeI 1.083μm和FeI 1.565μm磁敏谱线所在的近红外波段, CGST仪器偏振满足2×10^-4测量精度要求的“无偏振视场”为0.91′,而在可见光波段该“无偏振视场”为0.5′.     

云南天文台太阳光谱望远镜偏振分析器检验

介绍了利用云南天文台水平式太阳光谱仪对太阳光谱望远镜偏振分析器进行检验的情况。检验得到的太阳黑子Ｉ,Ｑ,Ｕ,Ｖ四个斯托克斯轮廓与理论轮廓的特征相近,表明该偏振分析器达到了设计要求,用它可以获得太阳黑子的所有斯托克斯参量。     

云南天文台太阳光谱望远镜偏振分析器检验

介绍了利用云南天文台水平式太阳光谱仪对太阳光谱望远镜偏振分析器进行检验的情况。检验得到的太阳黑子Ｉ、Ｑ、Ｕ、Ｖ四个斯托克斯轮廓与理论轮廓的特征相近,表明该偏振分析器达到了设计要求,用它可以获得太阳黑子的所有斯托克斯参量。     

恒星干涉测量中光的偏振效应

恒星光学干涉仪中两光路的偏振特性是影响其干涉条纹对比度的主要因素之一。偏振效应包括由于反射产生的位相延迟和光的振动方向的旋转，并可能严重降低干涉条纹对比度，本文分析了偏振效应的产生原因和对干涉仪的影响，给出了三种典型的干涉仪光路布置，这些布置具有最小的条纹对比度损失。     

射电脉冲星的偏振特性与逆康普顿散射（ICS）模型

大量射电脉冲星的偏振观测－包括红偏振和圆偏振，个别脉冲的生直偏振模式，累积脉冲的消偏振现象等－为辐射区的物理状态和辐射提供了非常确切的观测事实，但现有理论对大从观测事实尚无法给出完整的说明，综述了脉冲星的偏振观测特征，并利用逆康谱顿散射模型对这些特性进行了解释。     

近红外偏振观测在恒星形成研究中的应用

近红外偏振是研究恒星形成的有效工具.该文介绍了近红外偏振器的工作原理,然后分几个方面介绍了近红外偏振在恒星形成研究中的应用.红外反射云能很好地示踪年轻星天体及分子外流,通过分析偏振矢量的方法确定红外反射云的偏振对称中心,从而确定它的照亮源;偏振波长相关曲线包含了年轻星天体的星周物质的很多信息;年轻星的分子外流导致了红外反射云的形成,因此红外反射云的照亮源通常与年轻星天体成协,并是分子外流的驱动源;一些年轻星天体埋藏得很深,一般在近红外波段无法直接探测到,人们称之为深埋源,通过分析偏振矢量的方法可以找到深埋源;一般认为比较年轻的年轻星天体都是有尘埃盘的,尘埃盘的存在会导致它的偏振形态出现偏振盘,偏振盘町以用来研究尘埃盘;恒星形成区里成员星的偏振主要是由尘埃的二色性消光产生的,这样偏振方向会平行于致使尘埃排列的磁场的方向,从而能够揭示磁场的结构.最后进行了总结,并论述了中远红外偏振研究的优势和意义.     

一种偏振定标单元方位角误差的约束非线性最小化优化定标方法

偏振定标单元(Polarization Calibration Unit, PCU)对于定标由偏振系统和天文望远镜产生的仪器偏振至关重要, 然而偏振定标单元 中偏振元件光轴的方位角误差是限制定标精度的主要因素之一. 为解决该问题, 提出了一种基于约束非线性最 小化优化的方位角误差定标方法, 该方法具有定标精度高、定标速度快的优点. 首先将偏振定标单元中的线性 偏振片和四分之一波片的光轴方位角误差设置为两个待优化的自由变量, 然后利用产生和测量的Stokes参数 以及偏振定标获得的响应矩阵定义优化目标函数, 最终使用约束非线性最小化优化方法来确定 两个偏振元件的方位角误差. 分别从理论模拟和实际测量两个方面对优化方法进行了验证, 实验结果表明, 该 优化方法能够成功获得上述两个方位角误差, 精度分别优于2.79$''$和2.72$''$. 此外, 从理论上 计算分析了不同方位角误差对各Stokes分量的影响情况. 该优化方法有望应用到我国太阳望远镜中偏振定标 装置的误差定标及研制之中.     

一九七五年天鹅座新星的偏振测光

对1975年天鹅座新星进行了偏振测光。没有发现可觉察的圆偏振。黄光波段新星的线偏振约为1.2%,蓝光波段约为1.1％。没有发现偏振的明显变化,偏振可能是属于星际起源的。     

太阳偏振图像高分辨重建误差仿真分析

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。     

太阳光谱望远镜的Stokes光谱测量

中国科学院云南天文台"太阳Stokes光谱观测与理论研究”团组自进入国家天文观测中心以来,经过一年多的努力,对50cm太阳光谱望远镜原偏振测量部分进行了彻底改造,由原来的D.C.调制改为A.C.调制,且增加了偏振测量校正系统.其机械,电控设计和加工于2000年2月完成,3月完成了光学调试,4月上旬完成了偏振解调和图像处理的软件编制.自2000年4月下旬以来,对23周峰年出现的部分活动区进行了较为成功的斯托克斯光谱测量,其偏振测量精度可达2×10-3,已接近国际水平,为该团组开展的课题研究打下了良好的基础.以此望远镜与怀柔观测基地太阳磁场望远镜相配合,将使我国太阳矢量磁场和速度场的研究更上一个台阶.给出了偏振测量的具体方法和部分测量结果.尽管取得了以上的成绩,但在近期内将对该偏振测量方式作进一步改进,用双光束分析代替单光束分析,使偏振测量精度提高到5×10-4,从而使之不仅能在活动区而且也能在宁静区得到矢量磁场的信息,不仅如此,还可对太阳第二光谱进行测量,提高我们依托该望远镜进行研究的广度和深度.     

基于双DKDP晶体原理的太阳大气实时偏振探测技术研究

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。常用的波片式测量方法需要进行多次测量,因存在机械旋转结构,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,基于磷酸二氘钾(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。根据以上背景,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,获取太阳大气偏振的斯托克斯(Stokes)矢量。相较于传统旋转波片与DKDP晶体相结合的方法,本文提出的方法可将单次偏振调制速率从数秒提高到毫秒级,极大地提高了太阳磁场测量的实时性。仿真分析结果表明,本文提出的方法测量精度达到2×10~(-3),单波长点测量时间分辨率提高了20倍以上,可以实现对太阳磁场偏振信息的实时精确测量。     

耀变体的光学偏振研究进展

耀变体是一类喷流与视线方向近似平行的活动星系核,高偏振是其区别于其他活动星系核的一个典型特征。耀变体的偏振一般认为是由喷流中相对论电子的同步辐射产生的。通过对光学偏振的观测,可以充分约束喷流性质,也给其他波段的光变信息提供补充。主要介绍耀变体光学偏振的研究情况:首先介绍耀变体及其偏振的一些背景;随后介绍耀变体偏振产生的原因、耀变体的去偏振效应、耀变体偏振随波长变化的研究,以及高能耀发与光学偏振相关性研究;最后,对耀变体光学偏振研究进行展望。     

新疆天文台26米望远镜L波段接收机线-圆偏振的转换

新疆天文台南山基地26 m射电望远镜L波段接收机使用线偏振馈源接收电磁波信号用于脉冲星观测。分子谱线观测和VLBI国际联测需要圆偏振信号,因此希望接收机能够观测圆偏振信号。论述了将线偏振电磁波转换为圆偏振电磁波的方案,研究了90 °电桥在偏振转换中的作用,介绍了偏振转换的调试方法。在圆偏振模块中使用90 °电桥完成线偏振信号到圆偏振信号的转换,两路圆偏振信号的隔离度达到使用要求,满足圆偏振观测的需求。这种线偏振信号到圆偏振信号的转换方式不影响接收机的系统温度。     

激变射电源中偏振角快速旋转的解释

在许多激变射电源(Blazar天体)中,观测到一种非常特别的现象,即偏振角的快速旋转.在相对论喷流的框架下,这种偏振角的旋转可以用双成分模型来解释.在这个模型中,一个成分是作为背景喷流本身的辐射,是恒定不变的成分;另一个成分被认为是沿喷流传播的相对论性激波,它产生变化的流量和偏振.这两个成分的偏系辐射的叠加可以产生观测到的偏振角旋转。本文讨论了三个激变射电源(BL Lac,AO0235+164,0727-115)中发生的偏振角旋转.结果表明,用相对论喷流-激波双成分模型可以很好地拟合观测到的偏振角旋转、偏振度和流量变化。说明射电激变源中出现的快速偏振和流量变化可能是由于相对论激波沿喷流传播时,激波辐射区中磁场取向和有序性以及强度和电子密度的变化所引起的。