Оптическая схема коронометра Советский патент 1979 года по МПК G02B23/00 

Изобретение относится к астрономической технике и может быть использова но для измерения яркости линейчатого и непрерывного спектра солнечной короны вне затмения. Известны оптические схемы корономе ра для внезатменного измерения излучения солнечной коровы (в пределах ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов) при наблюдениях в земных условиях, содержащие помещенный в фокальной плоскости оптической системы непрозрачного экрана узел последующего устранения вызванных экранированием солнечного дкска фоновых помех i Известны также схемы аналогичного назначения, в которых изображение солнечного, диска выводится за пределы оптической системы через отверстие в зер кале, при этом отверстие несколько пр вышает изображение солнечного диска. Такое зеркало для разделения изображения короны и солнечного диска помешает ся в фокальной плоскости объектива прибора. Для приборов этого клас(Г& (К-коронометров), служащих для измерения непрерывного спектра короны, требуется, устранить также и ореол, возникающий в земной атмосфере. Частично он устраняется тем, что измеряется не непосредственно излучение короны, а только его поляризованная часть, что достигается путем значительного усложнения оптической схемы 2. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является оптическая схема коронографа, включающая систему формирования изображения Солнца и короны, систему отделения изображения Солнца от изображения короны, а также набор фильтров и систему устранения инструментального ореола и засветки от основного изображения Солнца З. В качесг.ве системы формирования изображения Солнца и короны в этой схеме использован линзовый объектив, в качестве систеМЫ отделения изображения Со/гаца от изображения короны использован зеркаль ный коллектив с огверстием в центре, расположенный в фокальной плоскости обьекгива; в качестве системы устранения инструментального ореола приманены диафрагмы различного типа; в набор фильтров входят интерференционно-пол$физационные фильтры, выделяющие излучение короны в измеряемой линии. Коронограф З позволяет решить задачу измерения яркости короны в свете отдельных спектральных линий, однако об ладает рядом недостатков. Главный из них - наличие инструментального ореола, возникающего вследствие дифракции на объективе, в результате которой появляет ся яркий ореол вокруг изображения Солнца, который ввиду ограниченности отверстия в зеркальном коллективе не проходит в отверстие и, отражаясь от зеркального коллектива, создает дополнительную засветку. Далее, устранение остальных раз новидностей инструментального ореола производится достаточно сложным путем (применение зеркального коллектива и нескольких различного вида диафрагм). Наконец, в связи с фиксированностью диа метра отверстия в зеркальном коллективе и с наличием дифракшюнного ореола, не .всегда возможно провести измерения в ,непосредственной близости от солнечного диска, так как угловой размер диска меняется в течение года на 64 Целью изобретения является устранение инструментального ореола содновре- менным упрощением оптической схемы. Это достигается тем, что в предлагае мой оптической схеме входной зрачок обьектква выполнен из чередующихся отр жакядих и поглощающих участков, выполненных, в ..частности в виде системы концентрических колец, средние диаметры промежутков между которыми удовлетворяют уравнению 5 21l.. . где m 1,2,3,Л п - номер промежутка, Т) - диаметр йходного зрачка. Конценгрические кольца могут иметь переменное пропускание, при этом если амплитудное пропускание входного зрачка описывается функцией Гаусса, то при этом исчезают боковые лепестки дифракционной природы. На чертеже представлена принципиальная конструкция описываемой оптической суемы корономегра, где 1-обьектив с аподизирогганным входным зрачком, 2 - набор фильтров. Измерение яркости короны в линиях вне затмения при помощи данной оптической схемы производится следующим образом. Излучение Солнца и короны падает на объектив 1 с аподизированным входным зрачком (в качестве объектива использовано, например, внеосевое параболическое зеркало). Объектив формирует в фокальной плоскости геометрически разделенные изображения Солнца и короны, причем благодаря аподизации изображение короны в измеряемой зоне будет свободно от инструментального ореола дифракционной природы. Измеряемый участок изображения короны сообщается снабором фильтров 2, выделяющим излучение в данной спектральной линии, например, при помощи волоконного световода (на чертеже не показан), торец которого имеет возможность сканирования изображения. При измерении ни одна из деталей устройства не пересекает пучка лучей, формирующих изображение солнечного диска, которое выводится в поглотитель излучения, расположенный на главной фокальной плоскостью (на чертеже не показан). При измерениях .в открытом космосе необходимость в поглотителе излучения отпадает. Измерение 5фкости короны в непрерывном спектре в наземных условиях производится аналогично, причем для отстройки от атмосферного ореола набор филы ров 2 выделяет участок спектра в районе Л 3 т 4нм, где находится абсолютный минимум спектральной яркости дневного неба. Таким образом, данная оптическая схема позволяет производить измерения короны вне затмения как в свете отдельных спектральных линий (режим коронографа), так и в непрерывном спектре (режим К-коронометра), при этом устраняерся инструментальной ореол и отпадает надобность в системе отделения изображения Солнца от изображения короны (искусственная Луна или зеркальный коллектив с отверстием в центре), дополнительных линзовых коллективах для перенесения изображений (линза Фабри в системе Лио), дополнительных систем устранения засветок (диафрагм) и остальных оптических деталях, т.е. упрощается конструкция прибора. 56 Т ормула изобретения 1. Оптическая схема коронометра, со держащая объектив и набор фильтров, отличающаяся тем, что, с целью устранения инструментального ореола с одновременным упрощением конструкции, входной зрачок обьектива выполнен из чередующихся отражающих и поплощаюишх участков. 2. Схема поп, 1, отличающая с я тем, что поглощающие участки входного зрачка выполнены в йиде системы концентрических колец, средние диаметры D промежутков между которыми удовлетворяют уравнению В„ 5 тде m 1,2,3... п - номер промежутка, В - диаметр входного зрачка. 3. Схема по пп. 1, 2, о г л и ч а Щ а я с я тем, что концентрические кольца ш шолнены с переменной плотностью, увеличивающейся вдоль диаметра входного зрачка в соответств1ш с функцией Гаусса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шкловский И. С. Физика Солнечной короны М., Физматгиз, 1962, с. 71. 2.Шкловский И. С. Фнзяка Солнечной короны. М., Физматгиз, 1962, с. 114.1.16. 3.Авторское свидетельство СССР 195158, кл. G 02 В 23/00, 1965.