Анализатор поляризации оптического излучения для космического спектромагнитографа «Тахомаг-МКС»

Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Силин Д.Е., Стукачев С.Е., Куликова Е.Х.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Силин Д.Е., Стукачев С.Е., Куликова Е.Х. Анализатор поляризации для космического спектромагнитографа «Тахомаг-МКС» // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 6. С. 38–49. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-06-38-49

Kozhevatov I.E., Rudenchik E.A., Silin D.E., Stukachev S.E., Kulikova E.Kh.Optical radiation polarization analyzer for Takhomag-International Space Station space-based spectromagnetograph [In Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 6. P. 38–49. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-06-38-49

Ссылка на англоязычную версию:

Ilya Kozhevatov, Evgeniy Rudenchik, Dmitry Silin, Sergey Stukachev, and Elena Kulikova, "Optical radiation polarization analyzer for the Takhomag-International Space Station space-based spectromagnetograph," Journal of Optical Technology. 90(6), 310-316 (2023)

Аннотация:

Предмет исследования. В работе описывается анализатор поляризации оптического излучения, разработанный для солнечного спектромагнитографа космического базирования «ТахомагМКС». Статья является третьей из серии статей, посвящённых разработке солнечного магнитографа, планируемого к размещению на российском сегменте международной космической станции. В первых двух статьях серии, опубликованных ранее в этом же журнале, представлены описание солнечного телескопа и оптического дифракционного спектрографа, также являющихся составными частями спектромагнитографа «ТахомагМКС». Цель работы заключалась в разработке анализатора поляризации параллельного типа для спектромагнитографа «ТахомагМКС», который бы при измерении всех компонент вектора Стокса в выбранных спектральных линиях обладал необходимым разрешением и точностью, а также быстродействием для исследования динамики быстро протекающих процессов в фотосфере Солнца. Метод. В работе впервые представлен анализатор поляризации для космического солнечного магнитографа, работающий по принципу одновременного получения данных во всех поляризациях. Характерным отличием прибора является не только отсутствие в составе традиционных модуляторов поляризации, но и достаточно малые габаритновесовые характеристики, что важно именно для космических приборов. Основные результаты. Показано, что даже в космическом исполнении анализатор поляризации параллельного типа обеспечивает построение изображений спектра в различных поляризациях с требуемыми угловым разрешением 0,35І по критерию Рэлея на поле зрения 5ў и спектральным разрешением 30 мÅ в диапазоне 2,52 Å, что соответствует характеристикам солнечного оптического телескопа и спектрографа спектромагнитографа «ТахомагМКС». Практическая значимость. Разработка спектромагнитографа «ТахомагМКС» поможет в решении актуальных задач физики Солнца и физики плазмы и создаст задел для подготовки к более сложным миссиям, связанным с исследованиями Солнца с близких расстояний.

Благодарность: работа выполнена в рамках Федеральной космической программы за счёт финансовых средств государственного контракта «МКС (Эксплуатация) — Эксплуатация3» и была поддержана Министерством науки и высшего образования РФ (проект № 003020210015).

Ключевые слова:

солнечный магнитограф, анализатор поляризации параллельного типа, параметры Стокса, калибровка, компенсация аберраций

Коды OCIS: 120.5410, 350.1260, 350.6090, 220.4830, 220.1000

Список источников:

1. Гибсон Э. Спокойное солнце. М.: Мир, 1977. 407 с.
2. Зирин Г. Солнечная атмосфера. М.: Мир, 1969. 504 с.
3. Tsuneta S., Ichimoto K., Katsukawa Y. et al. The Solar optical telescope for the hinode mission: An overview // Solar Physics. 2008. V. 249. P. 167–196. https://doi.org/10.1007/s11207-008-9174-z
4. Scherrer P.H., Schou J., Bush R.I. et al. The helioseismic and magnetic imager (HMI) investigation for the solar dynamics observatory (SDO) // Solar Physics. 2012. V. 275. P. 207–227. https://doi.org/10.1007/s11207-011-9834-2
5. Cao W., Gorceix N., Coulter R., Ahn K., Rimmele T.R., Goode P.R. Scientific instrumentation for the 1.6 m New Solar Telescope in Big Bear // Astron. Nachr. 2010. V. 331. № 6. P. 636–639. https://doi.org/10.1002/asna.201011390
6. Montilla I., Béchet C., Le Louarn M., Tallon M., Sánchez-Capuchino J., Collados Vera M. Multi-conjugate AO for the European Solar Telescope // Proceedings of the SPIE. Adaptive Optics Systems III. 2012. V. 8447. 84475H. https://doi.org/10.1117/12.925744
7. Müller D., St. Cyr O.C., Zouganelis I. et al. The Solar Orbiter mission. Science overview // Astronomy & Astrophysics. 2020. V. 642. A1. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038467
8. Oraevsky V.N., Galeev A.A., Kuznetsov V.D., Zelenyi L.M. Russian payload for “interhelioprobe” (“interhelios”) mission // Advances in Space Research. 2002. V. 29. P. 2041–2050. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(02)00149-7
9. Kuznetsov V.D., Zelenyi L.M., Zimovets I.V. et al. The Sun and Heliosphere explorer — the interhelioprobe mission // Geomagnetism and Aeronomy. 2016. V. 56. P. 781–841. https://doi.org/10.1134/S0016793216070124
10. Кожеватов И.Е., Силин Д.Е., Стукачев С.Е. Солнечный оптический телескоп для спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС» // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 9. C. 52–62. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-09-52-62
11. Кожеватов И.Е., Руденчик Е.А., Силин Д.Е., Стукачев С.Е., Куликова Е.Х. Оптический спектрограф для спектромагнитографа космического базирования «Тахомаг-МКС» // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 7. С. 59–71. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-07-59-71
12. Кожеватов И.Е., Иошпа Б.А., Обридко В.Н., Руденчик Е.А., Куликова Е.Х. Вторая версия солнечного спектромагнитографа ИЗМИРАН. Ч. 1. Конструкция прибора // Приборы и техника эксперимента. 2011. № 4. С. 130–138.
13. Lites B.W., Akin D.L., Card G. et. al. The hinode spectropolarimeter // Solar Physics. 2013. V. 283. P. 579–599. https://doi.org/10.1007/s11207-012-0206-3
14. Hagayard M.J., Kineke J.I. Improved method for calibrating filter vector magnetographs // Solar Physics. 1995. V. 158. P. 11–28. https://doi.org/10.1007/BF00680832
15. Varsik J.R. Calibration of the Big Bear Videomagnetograph // Solar Physics. 1995. V. 161. P. 207–228. https://doi.org/10.1007/BF00732067
16. Skumanich A., Lites B.W, Pillet V.M., Seargraves P. The calibration of the advanced stokes polarimeter // The Astrophysical Journal Supplement Series. 1997. V. 110. P. 357–380. https://doi.org/10.1086/313004

17. Руденчик Е.А., Кожеватов И.Е., Черагин Н.П., Куликова Е.Х., Безрукова Е.Г. Метод абсолютной калибровки эталонных пластин для интерферометрического контроля поверхностей // Оптика и спектроскопия. 2001. Т. 90. № 2. С. 127–135.
18. Руденчик Е.А., Обридко В.Н., Кожеватов И.Е., Безрукова Е.Г. Вторая версия солнечного спектромагнитографа ИЗМИРАН. Ч. 2. Алгоритмы предварительной обработки данных // Приборы и техника эксперимента. 2011. № 4. С. 139–147.