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怀柔自行车库阳光棚培修******代光纤阵列太阳光学    

时间:2022-09-02 10:02:57  编辑:147小编  浏览:44次

装置在中国迷信院云南天文台丽江高美古审核站的******代光纤阵列太阳光学望远镜(FASOT-1, 见图1) 乐成取患上二维空间积分视场内各个空间点组成于太阳大气区别高度的多条磁敏谱线斯托克斯光谱数据,迎来其******缕迷信曙光。

近多少十年来,太阳物理学钻研***前沿以及热门课题是揭示太阳猛烈行动的爆发机制以及对于这些行动预报。要解开行动爆发的谜团以及对于这些行动妨碍坚贞的预报,需要追踪太阳大气中可供监禁的从容磁能从大气底层的光球经其上的色球以及过渡区直到日冕的汇聚以及输运历程。

FASOT被动于同时取患上太阳大气二维审核区域积分(陆续)视场内所有空间点产生的在未必波段畛域内斯托克斯(辐射强度及其包罗的偏振辐射强度,个别用I,Q,U,V呈现)光谱。在这一波段畛域内需要有多条组成于区别太阳大气条理的磁敏(对于磁场敏感,其朗德因子g较大)谱线,它们成为探测磁场的载体,而且FASOT-1可能经由转折光栅以及替换前置滤光片来对于用户感兴趣的审核波段妨碍抉择。经由对于这些斯托克斯光谱妨碍坚贞的事实合成能使钻研者同时取患上二维视场内太阳大气区别高度条理的磁场、热力学以及能源学准确信息。当初国内上尚未一台老例审核太阳光学望远镜具备了这样的功能。

FASOT仪器结构的***大特色为一对于积分视场单元(IFU,图1中标注处为一对于IFU头以及缩短出的光纤束),相似于人造界蜻蜓等昆虫的一对于复眼。可是,这对于IFU不像昆虫复眼那样用于导航,而是用来实现高锐敏度偏振丈量,从而达到高锐敏度丈量太阳大气中磁场的指标。除远望远镜迷信仪器结构的别致性(成对于的IFU)以及以上所述功能的配合性,基于J.F. Donati等人首先提出的偏振光学开关(POS),屈中权等人发现的能更实用普及偏振丈量锐敏度以及光阴分说率的约化偏振光学开关(RPOS)技术曾经乐成运用于FASOT-1双光束(由双IFU传输)偏振解调中(在此以前,FASOT道理样机运用这样的技术对于2013年11月非洲加蓬日全食审核迷信资料合成曾经取患了迷信成果)。国内驰名太阳物理学家J.O.Stenflo传授曾经判断,FASOT可能会关上新的一类太阳迷信审核仪器的大门,而中国迷信院云南天文台FASOT团组如今正飞快而难题地将此判断酿成事实。

FASOT-1的一对于扇形IFU产生1240多条光纤光谱,具备620多个空间采样点,25条直线串联多个光纤的相接的狭缝。这一对于IFU由哈尔滨工程大学以及中国迷信院云南天文台散漫研制(******人造迷信基金委以及中国迷信院天文散漫重点基金名目)。图2展现了网络到的全副原始光纤光谱。在左右每一条谱带中,竖直扩散***黑(在太阳大气中罗致***强)的三条谱线为中性镁Mg I三线:b1: 518.4nm; b2: 517.3nm; b4: 516.7nm)。

图3展现出2022年4月22日FASOT-1对于太阳外表一个编号为NOAA 12994行动区的全副审核,在数据解决后解调出的斯托克斯光谱全副样本(图中只呈现了IFU前端25个相接狭缝中的5个相邻狭缝)。横向为色散(波长)偏差,竖直偏差为对于IFU二维前端重新编织部署的空间点扩散偏差。其中辐射强度I光谱图像(上图)为视场内空间点的辐射经由色散后在各个波长采样点强度扩散,而V/I光谱图(下图)则给出了对于应的归一化圆偏振信号。可能看出,纵然在色球中高层大气中组成的一次电离钛线(Ti II 515.4nm)处也探测到圆偏振信号。由此表明,FASOT-1具备了从光球层、色球中低层到中高层同时探测磁场等物理量的硬件根基。

图4给出了在区别空间点抽掏进去的三条组成于区别大气高度谱线斯托克斯光谱详情。从图中可能看出,咱们关注的组成于太阳光球的中性铁线Fe I 519.1nm等多条谱线的归一化圆偏振V/I光谱的信噪***强,组成于太阳色球中低层的中性镁三线 (以Mg I 517.3nm为例) 信噪比次之,而组成于更高层的Ti II 515.4nm归一化圆偏振信号较弱。这是因为在磁场存在的区域,在太阳大气中由热压力以及磁压力组成的压力失调浸染下,磁场向高层大气散漫导致的磁场强度变弱(称为伞盖效应),从而其产生的偏振信号也随着变弱的服从。在图4中的第二排以及第三排还展现了电离钛线Ti II 515.4nm,中性镁Mg I 517.3nm, 以及中性铁线 Fe I 519.1nm的归一化线偏振光谱(Q/I以及U/I)的详情。读者可能留意到了在中性镁线Mg I 517.3nm的红蓝线翼各有一条此外磁敏谱线。因为当初偏振丈量锐敏度还未达到预约指标,线偏振光谱只是在二维积分视场少数空间采样点能耐探测到。

综上所述,FASOT-1曾经实现为了从光球、中低层色球到中高层色球探测磁场以及其余物理学量的开始审核指标。FASOT团组将在南方雨季时期对于FASOT-1妨碍须要的降级刷新以及系统美满,进一步普及其偏振丈量锐敏度,从当初的10-3降职到10-4量级。

FASOT-1患上到******人造迷信基金严正科研仪器研制名目(从容恳求)、******人造迷信基金委员会以及中国迷信院天文散漫基金重点名目以及中国迷信院院级科研仪器配置装备部署名目(青年)反对于。

图1 装置在中国迷信院云南天文台丽江高美谷审核站的FASOT-1。概况如下:左图:审核圆顶;中图:位于审核圆顶内一楼的FASOT-1向导光学及全副迷信合成仪器。积分视场光谱仪经由光纤束(共四个子束在IFU后端组成四个子狭缝)与这全副妨碍光学链接;右图:位于审核圆顶内底层可容纳多条狭缝同时色散的积分视场光谱仪(外部家养光源照亮后拍摄,中国迷信院院级科研仪器配置装备部署研制名目)

图2 FASOT-1网络处于一个偏振调制态的原始光谱图像(全副)。左右两片光谱带由两条狭缝在一台积分视场光谱仪同时色散产生。横向每一条短亮带为一条光纤产生的光谱。左右谱带中玄色***粗斜线为中性镁Mg I b三线,家养画出的红线标注了当初运用的波段(513nm -520nm)。在黑子(光谱带中横向较黑)区域,磁场对于磁敏谱线的加宽效应清晰可见

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图3 同时取患上的二维积分视场中对于应太阳审核外表时相接的5条狭缝解调后的斯托克斯光谱。上:辐射强度I光谱。下:归一化圆偏振V/I光谱。简略看出,FASOT-1既探测到了组成于光球层的FeI519.1nm (g=2.0) 强圆偏振信号以及低色球层的Mg I b三线(g=1.25~2.0)中等强度的圆偏振信号,也取患了组成于色球中高层的电离钛线Ti II 515.4nm(g=1.50)较弱的圆偏振信号

图4 从区别空间点抽取的归一化斯托克斯I/Ic, Q/I, U/I以及V/I光谱详情。在每一个纵列图组中,分说展现了Ti II 515.4nm, MgI 517.3nm, 以及FeI 519.1nm谱线响应斯托克斯详情

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