DOI: 10.17586/1023-5086-2019-86-10-39-47

Изображающий решёточный спектрометр Литтрова с дифракционным качеством для нового вакуумного солнечного телескопа (Китай)

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Lianhui Zheng, Yun Xie The diffraction-limited Littrow imaging grating spectrometer for the new vacuum solar telescope (Изображающий решёточный спектрометр Литтрова с дифракционным качеством для нового вакуумного солнечного телескопа) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 10. С. 39–47. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-10-39-47

Lianhui Zheng, Yun Xie The diffraction-limited Littrow imaging grating spectrometer for the new vacuum solar telescope (Изображающий решёточный спектрометр Литтрова с дифракционным качеством для нового вакуумного солнечного телескопа) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 10. P. 39–47. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-10-39-47

Ссылка на англоязычную версию:

Lianhui Zheng and Yun Xie, "Diffraction-limited Littrow imaging grating spectrometer for the New Vacuum Solar Telescope," Journal of Optical Technology. 86(10), 634-641 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000634

Аннотация:

Дифракционно ограниченные изображающие решёточные спектрометры с высоким спектральным разрешением являются важнейшими инструментами в исследованиях тонких солнечных структур и термодинамических свойств солнечной атмосферы с распределением их по высоте. Изображающие характеристики таких спектрометров ограничиваются динамическими атмосферными турбулентностями и статическими аберрациями оптический системы, а также неточностями при изготовлении и юстировке. Для компенсации этих искажений и понижения требований к качеству оптической системы предложена схема адаптивно-оптической компенсации применительно к дифракционно ограниченному изображающему решёточному спектрометру с высоким спектральным разрешением, выполненному по схеме Литтрова. Для компенсации статических аберраций в схеме использована специальная система калибровки. Сконструирован и изготовлен прототип устройства, предназначенный для нового вакуумного солнечного телескопа. Результат тестирования продемонстрировал, как результат применения адаптивно-оптической компенсации, достижение качества изображения, близкого к дифракционному. Фактическое значение спектрального разрешения составило около 6 пм при теоретически рассчитанном значении 5,6 пм.

Ключевые слова:

солнечная атмосфера, аберрации, адаптивная оптика, изображающий решёточный спектрометр, спектральное разрешение

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке Национального фонда естественных наук Китая (№№ 11178004, 11803015), Ответственного исполнителя департамента науки и технологий провинции Фуцзянь (2018J05009), Программы подготовки выдающихся молодых ученых в колледжах и университетах провинции Фуцзянь, фонд исследований докторантов (16YG09), проекта регионального управления здравоохранением (2017-1-92). Авторы выражают особую благодарность профессору Changhui Rao из Института оптики и электроники Китайской академии наук за его поправки. Кроме того, авторы очень благодарны рецензентам за их ценные советы.

Коды OCIS: 010.1290, 220.1000, 220.1080, 300.6320

Список источников:

1. Schrijver C.J., Title A.M., Harvey K.L. et al. Large-scale coronal heating by the small-scale magnetic field of the Sun // Nature. 1998. V. 394(6689). P. 152–154.

2. Fisk L.A., Schwadron N.A. The behavior of the open magnetic field of the Sun // The Astrophysical Journal. 2001. V. 560(1). P. 425–438.
3. Ivanov E.V., Obridko V.N. The role of the solar magnetic field systems in modulating the solar irradiance // Advances in Space Research. 2002. V. 29(12). P. 1951–1956.
4. Abbett W.P. The magnetic connection between the convection zone and corona in the quiet Sun // The Astrophysical Journal. 2007. V. 665(2). P. 1469–1488.
5. Bale S.D., Kasper J.C., Howes G.G. et al. Magnetic fluctuation power near proton temperature anisotropy instability thresholds in the solar wind // Physical review letters. 2009. V. 103(21). P. 211101.
6. Volkmer R., O. von der Lühe, Denker C. et al. GREGOR solar telescope: Design and status // Astronomische Nachrichten. 2010. V. 331(6). P. 624–627.
7. Chae J., Park H.M., Ahn K. et al. Fast imaging solar spectrograph of the 1.6 meter new solar telescope at big bear solar observatory // Solar Physics. 2013. V. 288(1). P. 1–22.
8. Rao C.H., Jiang W.H., Ning L. et al. A tilt-correction adaptive optical system for the Solar Telescope of Nanjing University // Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics. 2003. V. 3(6). P. 576–586.
9. Rao C.H., Zhu L., Gu N.T. et al. 37-element solar adaptive optics for 26-cm solar fine structure telescope at Yunnan Astronomical Observatory // CHINESE OPTICS LETTERS. 2010. V. 8(10). P. 966–968.
10. Rao C.H., Zhu L., Gu N.T. et al. Solar adaptive optics system for 1-m new vacuum solar telescope // Third AO4ELT Conference-Adaptive Optics for Extremely Large Telescopes. 2013. P. 13295.
11. Zheng L.H., Gu N.T., Rao C.H. et al. The study of the aberration correction method of the solar grating spectrometer based on the Adaptive Optics // Acta Optica Sinica. 2015. V. 30(5). P. 1487–1491.
12. Palmer C.A., Loewen E.G. Diffraction grating handbook. Springfield, OH: Newport Corporation, 2005. 35 p.
13. Liu Z., Xu J., Gu B.Z. New vacuum solar telescope and observations with high resolution // Research in Astronomy & Astrophysics. 2014. V. 14(6). P. 705–718.
14. Shafer A.B., Megill L.R., Droppleman L.A. Optimization of the Czerny–Turner spectrometer // Journal of the Optical Society of America. 1964. V. 54(7). P. 879–886.
15. Chen Q.F., Li Y.C., Ma Z. et al. Surface error compensation of off-axis parabolic mirrors by alignment // Acta Photonica Sinica. 2010. V. 39(9). P. 1578–1581.
16. Born M., Wolf E. Principles of optics. Cambridge, UK: Cambridge University Press, October 1999. P. 203–232.