[发明专利]DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析方法

说明书

本发明涉及一种DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析方法。通过DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析模型，可系统分析仪器各项关键参数对干涉条纹对比度的影响，从而有助于确定各项参数的最佳取值范围。本发明采用的步骤为：1、根据光程差d和光栅分辨率gr，确定中间参数g1和中间参数g2；2、建立DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析模型；3、利用干涉条纹对比度分析模型，获取当前参数值组合下对应多普勒干涉条纹对比度；4、利用干涉条纹对比度分析模型，获取该任意一个参数在其取值范围内对应的多普勒干涉条纹对比度一维分布；5、利用干涉条纹对比度分析模型，可获取该任意两个参数在其取值范围内对应的多普勒干涉条纹对比度二维分布。

技术领域：

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析方法，即基于DFDI仪器的工作原理，分析多普勒干涉条纹对比度的方法。

背景技术：

色散固定光程差干涉仪(Dispersed Fixed-Delay Interferometer，以下简称为DFDI)是一种新型的视向速度法实现技术，主要用于系外行星的探测。当行星绕其主恒星旋转时，由于行星对恒星的牵引而导致恒星相对于地面观测者的视向速度产生周期性的变化。

DFDI仪器主要由固定延迟干涉仪和中低分辨率后色散器件组成，因此当恒星视向速度产生周期性变化时，恒星吸收谱线经过仪器获取的多普勒干涉条纹会出现周期性的相位变化。因而通过测量DFDI仪器多普勒干涉条纹的周期性相位变化，来探测恒星视向速度的变化，进而探测恒星周围是否存在行星。

DFDI仪器通过有效结合干涉仪和光谱仪的优点，使用中低分辨率色散器件来实现与高精度阶梯光栅等同的探测精度，有效提高仪器透过率、大幅减小仪器体积的同时，降低了仪器对环境影响的敏感度，且具有优良的性价比，是传统阶梯光栅光谱仪的有力补充。

测量多普勒干涉条纹的相位变化，首先应准确提取吸收线对应的干涉条纹，其次应准确解析某一时刻的相位。这就需要获取条纹清晰的二维干涉条纹，也就是说要求所采集的多普勒干涉条纹对比度比较高，否则很难准确定位吸收线位置、且解析的相位精度往往比较低、进而探测的视向速度准确度也比较低。

干涉条纹对比度是DFDI仪器的关键因素。而干涉条纹的对比度与DFDI系统各项关键参数紧密相关，如光栅分辨率、固定光程差、吸收线特性。即在不同光栅分辨率，或在不同的固定光程差，或吸收线特性不同，均会导致干涉条纹的对比度不同。而通过实验逐步调节系统参数来获取对比度较高的干涉条纹，往往需要投入大量的时间和精力，且即使调整出较清晰的干涉条纹，也很难确定当前参数是最佳取值范围，有可能是局部最佳，因而仪器性能无法充分发挥。

发明内容：

本发明提供一种DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析方法，为了使DFDI仪器生成对比度较高的干涉条纹，通过DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析模型，可系统分析仪器各项关键参数对干涉条纹对比度的影响，从而有助于确定各项参数的最佳取值范围。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：DFDI仪器多普勒干涉条纹对比度分析方法，其特征在于：所述的步骤为：

步骤1)：根据光程差d和光栅分辨率gr确定中间参数g1，其中Δk₀由gr决定，即在吸收线中心波长λ_a处Δk₀＝1/(λ_a·gr)；

步骤2)：根据光程差d，光栅分辨率gr，在吸收线中心波长λ_a处Δk₀＝1/(λ_a·gr)，以及恒星吸收线长半高宽Δλ_a确定中间参数g2；