Спектрогелиограф Советский патент 1992 года по МПК G01J3/12 

Изобретение относится к астрономической оптике, а именно к устройствам для фотографирования поверхности Солнца в монохроматических лучах.

Известны спектрогелиографы (СГГ) различных конструкций. Общим для всех них является наличие спектрографа с входной и выходной щелями (монохроматора) и устройства, создающего синхронное перемещение изображения Солнца и фотоприемника относительно спектрографа. При этом требования к равномерности и синхронности перемещения очень высоки.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее спектрограф с входной и выходной щелями и механизм перемещения изображения и фотоприемникл относительно спектрографа. При этом изображение Солнца на входной щели перемещается с помощью призмы Дове, механически связанной с кассетой и мотором.

Недостатком такого СГГ является его узкая специализация (спектрограф, как правило, только для СГГ) и довольно сложное устройство механизма перемещения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей спектрогелиографа и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что СГГ содержит зеркало с двусторонним отражением, выполненное с возможностью поворота вокруг оси, параллельной выходной щели и поворотное зеркало перед входной щелью, шарнирно связанное с первым, причем оси зеркал параллельны, спектрограф перед выходной щелью содержит призму Дове, а после выходной щели фокусирующую оптику. Кроме того, для уменьшения нагрева зеркало перед входной щелью имеет отражающую полоску, параллельную входной щели, шириной

а 2. bsin -р-,

где а - ширина отражающей полоски; b - расстояние ее до щели;

СО

ю со

ел

00

D/F - светосила питающего телескопа (а следовательно, и спектрографа).

На чертеже показана схема СГГ.

Зеркало 1 установлено после выходной щели так, что его ось вращения параллельна щели и находится на оптической оси спектрографа. Отражение зеркала 1 двустороннее с целью устранения двоения изображения. Зеркало 2 с отражающим слоем в виде полоски, параллельной осям вращения зеркал 1 и 2, установлено перед входной щелью 3. Отражающая полоска имеет минимальную ширину для уменьшения нагрева входной щели и большая часть излучения проходит сквозь второе зеркало. Зеркало 4 - коллиматор, 5 - диффракцион- ная решетка, зеркало 6 - камера. Для выпол- нения правила соответствия Петтита вводится призма Дове 7 перед выходной щелью 8 внутри спектрографа. Фокусирующая оптика 9 расположена между зеркалом 1 и фотоприемником 10. Фотоприемником может быть не только фотоэмульсия, но и твердотельные матрицы и линейки. Для сохранения направления луча при сканировании после отражения от зеркала 2 оно шарнирно связано с зеркалом 1 с помощью жестких тяг 11. Сканирование изображения поворотом зеркал 1 и 2 производится мотором 12. При установке линии на выходную щель и фокусировке изображения используются откидное зеркало 13 и окуляр 14.

Устройство работает следующим образом.

На входной щели 3 получают сфокусированное изображение Солнца после отражения лучей от зеркал 1 и 2. На выходную щель 8, например, вращением диффракци- онной решетки 5 с использованием откидного зеркала 13 и окуляра 14, устанавливают линию, в свете которой необходимо получить монохроматическое изображение. Перемещением изображения Солнца на входной щели 3 устанавливают границу участка фотографирования, включают мотор 12 для поворота зеркал 1, 2 и открывают затвор фотоаппарата или кассету 10. Предварительно необходимо сфокусировать изображение выходной щели 8 на фотоприемник 10 с помощью объектива 9, используя согласованность фокусов окуляра 14 и фотоприемника 10. Равномерность вращения обеспечить легче, чем прямолинейное движение.

Пример. Исполнение СГГ на башенном телескопе АТБ-1. Размер изображения Солнца на щели спектрографа 140 мм, дисперсия в первом порядке 1.5А/мм, светосила телескопа и спектрографа 1:50, высота

входной щели 50 мм. Устройство состоит из двух съемных блоков. Первый крепится перед входной щелью и содержит мотор с редуктором, на оси которого находится

зеркало с отражающей полоской шириной 10 мм. Редуктор обеспечивает необходимый набор экспозиций. Второй блок крепится вместо стандартной кассеты на выходе спектрографа и содержит призму Дове, расположенную внутри спектрографа, выходную щель, зеркало с двусторонним отражением размером 80x100 мм, объектив в виде склейки Штейнгеля, установленный на двойном фокусном расстоянии от щели и

фотоприемника в виде фотоаппарата с 35 мм пленкой. В качестве фотоприемника возможно также использование ПЗС - линеек и матриц. Перед началом наблюдений зеркала 1 и 2 соединяются жесткими тягами.

Расстояние между первым зеркалом и входной щелью 350 мм, поворот зеркала в пре- делах ±3° обеспечивает сканирование участка Солнца 50x36 мм. Для изменения в небольших пределах длины волны наблюдения, например перехода от центра к крылу линии, внутри спектрографа между призмой Дове и выходной щелью установлена с возможностью поворота плоскопараллельная пластинка (лайншифтер) толщиной 5 мм и

размером 40x60 мм. Для уменьшения рассеянного света перед зеркалом 1 устанавливается фильтр, выделяющий рабочую спектральную область.

Устройство не создает прямой экономии, однако по сути представляет собой универсальный фильтр и может заменять при некоторых наблюдениях весьма дорогие интерференционно-поляризационные

фильтры, как правило предназначенные для наблюдений только в одной спектральной линии. С переделкой креплений и тяг СГГ можно использовать на любом солнечном телескопе со спектрографом, что существенно расширяет его функциональные возможности.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

1. Спектрогелиограф, содержащий спектрограф с входной и выходной щелями, кассету для фотоприемника и механизм перемещения изображения солнца и кассеты, отличающийся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей спектрогелиографа и упрощения конструкции, он содержит зеркало с двусторонним отражением, установленное на выходе спектрографа с возможностью поворота вокруг оси, параллельной щелям

Составитель И. Никулин Редактор М. Недолуженко Техред М.МоргенталКорректор Т. Малец

Заказ 1059ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Применение: астрономическая оптика, фотографирование Солнца в монохроматических лучах. Сущность: синхронное перемещение изображения Солнца и фотоприемника относительно спектрографа обеспечивается поворотом двустороннего зеркала перед выходной щелью и шарнирно связанного с ним зеркала перед входной щелью, причем для уменьшения нагрева входной щели второе зеркало имеет минимальную отражающую площадь. Для повышения качества изображения внутри спектрографа перед выходной щелью установлена призма Дове. 1 ил.