[发明专利]一种激光扫描式高灵敏度日冕仪杂光检测装置

说明书

一种激光扫描式高灵敏度日冕仪杂光检测装置涉及天文目标观测和检测领域，该装置包括：单束激光扫描装置、多维调整台、带通滤光片和单光子计数探测器；单束激光扫描装置、待测日冕仪、带通滤光片和单光子计数探测器依次排列并同光轴设置，单光子计数探测器设置在待测日冕仪的焦面上；单束激光扫描装置安装在多维调整台上。本发明具有更高的检测灵敏度和更低的噪声，检测灵敏度和暗噪声可达0.5counts.s^‑1.cm^‑2。具有更好的工作稳定性和光束准直度，通过更换激光器实现不同波段的杂光检测。通过同一束激光分别扫描测量日冕仪杂光辐射和太阳日面辐射，积分获取待测日冕仪的杂光抑制能力，避免使用造价昂贵的高亮度32′视场太阳模拟器进行杂光检测的难题。

技术领域

本发明涉及天文目标观测和检测领域，具体涉及一种激光扫描式高灵敏度日冕仪杂光检测装置。

背景技术

光学技术领域，杂光抑制水平是衡量光学仪器的重要指标之一，尤其是测量日冕的仪器，对杂光抑制能力要求很高。这类仪器是在很强的太阳日面辐射的边缘获取微弱的日冕图像，日冕亮度相对于太阳日面而言极其微弱，在可见光波段靠近日面边缘的内日冕亮度只有10^-5B_⊙(B_⊙：日面中心亮度)，距离日面中心2.5R_⊙(R_⊙：太阳半径)的外日冕亮度更是低至10^-7B_⊙，距离日面中心越远，日冕亮度越微弱。通常采用模拟的高亮度光源，照射太阳日冕成像仪，实际是检测日冕成像仪的杂光抑制能力。这类测试仪器所采用的太阳模拟器需要实现32′范围内具有接近一个太阳常数的紫外和可见波段辐射，实现困难，而且造价昂贵。

在国内日冕仪杂光抑制水平检测方面，中科院长春光机所联合山东大学开展了与日冕观测相关的科研计划，针对地基日冕仪光学系统的杂散光抑制水平开展了相关的检测工作，由于采用透射式平行光管作为太阳光模拟装置，光源发出的强光照射平行光管的透镜后，会在透镜内部产生多次反射杂光，进入日冕仪内部产生影响检测精度的杂光和鬼像。此外，光源的稳定性也会影响杂光测试的准确性，而且由于成像器件采用制冷CCD相机，在大气环境下容易结霜，同时存在较大的暗噪声，会对杂光信号的提取产生难以避免的干扰，影响杂光计算的准确性。在国际日冕仪杂光抑制水平检测方面，意大利联合欧洲多家科研机构针对将于2019年底发射的Solar Orbiter Metis日冕仪，采用了基于标准太阳亮度光源的太阳模拟器和光电二极管微光探测的杂光检测方法，需要搭配具有一个太阳常数的标准亮度太阳光源，在杂光检测前必须对光源的亮度进行精确定标。此外，由于采用光电二极管在日冕仪的焦面进行光信号的检测，二极管同样需要精确定标，造价昂贵。而且由于二极管实际显示的是电流值，无法显示采集图像，检测结果不直观。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种激光扫描式高灵敏度日冕仪杂光检测装置，利用单束激光扫描光源和单光子计数探测器对日冕仪进行全视场扫描计数，测量日冕仪不同视场范围的杂光分布，利用测量到的不同扫描视场的日冕区域杂光分布做积分，计算得到日冕仪的杂光抑制能力。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种激光扫描式高灵敏度日冕仪杂光检测装置，该装置包括：单束激光扫描装置、多维调整台、带通滤光片和单光子计数探测器；所述单束激光扫描装置、待测日冕仪、带通滤光片和单光子计数探测器依次排列并同光轴设置，所述单光子计数探测器设置在待测日冕仪的焦面上；所述单束激光扫描装置安装在多维调整台上，使单束激光扫描装置发出的光束中心与待测日冕仪入瞳中心一致，控制扫描视场；所述带通滤光片抑制从待测日冕仪出射光的带外辐射，所述单光子计数探测器接收出射光并测量待测日冕仪的杂光亮度和太阳日面亮度。

优选的，所述单束激光扫描装置包括：作为扫描光源的固体激光器、控制激光束的发散角和光斑直径的准直透镜组，与保证光斑为圆形的挡光板；所述固体激光器、准直透镜组和挡光板依次排列并与待测日冕仪同光轴设置。