[发明专利]一种基于变形次镜的太阳大视场高分辨力成像望远镜

说明书

本发明提供一种基于变形次镜的太阳大视场高分辨力成像望远镜，包括主镜、主镜温控系统、热视场光阑、变形次镜、六轴并联机构、中继反射镜组、大视场波前探测器、大视场成像探测器等，使用变形次镜和六轴并联机构组合实时校正地表层大气湍流波前畸变。典型太阳活动区大小为1角分到2角分，传统自适应光学望远镜受到等晕区的限制，高分辨力成像视场只有10角秒左右，无法满足太阳活动区的大视场高分辨力观测要求；为了实现更大视场的高分辨力成像，本发明提出使用望远镜主光学系统中的变形次镜和六轴并联机构对地表层大气湍流进行校正，可以在大口径(2m～8m)太阳望远镜上实现2角分以上视场的高分辨力成像，满足对太阳活动区的整体实时高分辨力成像。

技术领域

本发明涉及一种太阳自适应光学望远镜，特别涉及一种基于变形次镜的太阳大视场高分辨力成像望远镜。

背景技术

太阳的高分辨力成像对于太阳物理研究、空间环境监测和空间天气预报等都具有重要的意义。典型的太阳活动区视场的跨度达1角分～2角分(Thomas R.Rimmele,SolarAdaptive Optics,Living Rev.Solar Phys.8:2,p68,2011)，研究其演变过程需要大视场的高分辨力监测，以获得太阳活动区高度动态化的精细结构，发现太阳耀斑和日冕物质抛射等太阳爆发活动的动力学起源。然而，传统太阳自适应光学望远镜的高分辨力成像视场受到大气等晕区的限制，只有10角秒左右(McKechnie T.S.Atmospheric IsoplanaticAngle,General Theory of Light Propagation and Imaging Through the Atmosphere,Springer Series in Optical Sciences,196,Springer,Cham，2016)。地表层自适应光学技术由于只校正能量最集中、强度最大的地表层附近的湍流，校正效果虽不能达到衍射极限，但可以实现大视场范围内的高分辨力成像。现有地表层自适应光学望远镜受限于望远镜与自适应光学系统相对独立的结构，其典型高分辨力成像视场也大约只有40角秒至1角分(Deqing Ren,et al.Solar Ground-Layer Adaptive Optics,PUBLICATIONS OF THEASTRONOMICAL SOCIETY OF THE PACIFIC,127:469–478,2015；Ling Kong,etal.Prototype of solar ground layer adaptive optics at the 1m New Vacuum SolarTelescope,CHINESE OPTICS LETTERS,14(10),100102,2016)，无法满足对较大太阳活动区的非扫描连续大视场高分辨力观测。究其原因为现有地表层自适应光学望远镜将变形镜放置在望远镜后端光学系统构造的瞳面共轭位置附近，在瞳面共轭位置的构造过程中面临如下局限：光束在传输过程中不损失信息，则整个光学系统需要满足一定的空间带宽积，对于大口径太阳望远镜，如果构造小尺寸的瞳面共轭位置，则边缘视场在瞳面处的入射角将会很大，考虑像差控制，镀膜等因素，中继光学系统的设计难度很大；如果构造足够大尺寸的瞳面共轭位置以减小入射视场角，则中继光学系统又将异常庞大和复杂。因此，现有地表层自适应光学望远镜无法满足对太阳活动区的整体实时高分辨力成像观测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种利用望远镜主光学系统进行大视场波前校正的太阳大视场高分辨力成像望远镜，实现更大视场的高分辨力成像能力，为太阳物理的研究、空间环境监视和空间天气预报提供大视场高分辨力图像。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于变形次镜的太阳大视场高分辨力成像望远镜，该望远镜包括主镜、主镜温控系统、热视场光阑、变形次镜、六轴并联机构、中继反射镜组、分光镜、大视场波前探测器、大视场成像探测器、工控计算机、高压放大器；其中，

来自望远镜观测视场范围外的太阳光线，经过主镜反射后，被位于望远镜主镜焦点位置附近的热视场光阑反射出望远镜系统；