[发明专利]一种日球成像仪

说明书

本申请涉及一种日球成像仪，其中日球成像仪包括：自左及右依次设置的多个前挡板、上挡板、入射口径光阑、内置于一镜筒的成像镜组及探测器，其中，所述前挡板用于抑制太阳直射光及衍射光，所述上挡板设置有入射孔径，所述入射孔径、入射口径光阑、成像镜组及探测器构成日球层信号光的入射光路。本申请日球成像仪实现保证杂散光抑制效果的基础上尽可能增加口径，优化渐晕效果，从而提高日球成像仪的时间分辨率。

技术领域

本申请属于空间光学观测技术领域，尤其涉及一种新型日球成像仪。

背景技术

日球成像仪是一种对日球层进行光学成像的大视场望远镜装置。日球层通常为太阳系中距离太阳中心十几个太阳半径以外的区域均可以称为日球层。对日球层进行光学观测得到的数据是进行空间天气预测、监测及预警的最主要的依据之一。日球成像仪起源于2003年的SMEI计划(Solar Mass Ejection Imager)，但首次取得巨大成功为2006年的STEREO计划(Solar Terrestrial Relations Observatory)中的Heliospheric Imager。STEREO计划中的日球成像仪首次观测获得太阳风从太阳到地球传播的全过程的光学图像。之后Parker’s Solar Probe和Solar Obiter两颗对日观测卫星上也均搭载了日球成像仪。我国计划中的L5点卫星也计划搭载日球成像仪。

具体的，日球成像仪主要观测太阳风、日冕物质抛射事件(CMEs)、行星际日冕物质抛射事件(ICMEs)等，但由于日球成像仪的视场通常远离太阳，导致太阳风、CMEs和ICMEs的信号均非常弱，仅为太阳光盘平均亮度的10^-10～10^-15量级范围。故若要观测到这些信号结构，一方面需要抑制杂散光，另一方面需要大口径或长时间积分。

目前STEREO上的两个日球成像仪各自获得一幅有效图的时间分别为40分钟和2小时，时间分辨率远远达不到科学预期。特别是目前各国提出的对日球层进行偏振观测，会进一步降低时间分辨率到3～4倍，进而至少达到2小时和6小时，远远低于科学研究及空间天气监测所需要的时间分辨率。而日球成像仪口径无法做大的原因主要为受到杂散光抑制的限制，在光轴确定的情况下，口径越大，则越接近前挡板的上边缘，则会使得更强的衍射光进入后续光学系统，使得微弱的日球层信号湮没在杂散光信号内。目前STEREO的Heliospheric Imager 1(缩写为HI1)的口径为16毫米。

因此，目前相关技术中日球成像仪还无法实现较大的观测所需口径及较好的杂散光抑制的效果。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本申请提供了一种采用优弧弓形口径的日球成像仪，以实现保证杂散光抑制效果的基础上尽可能增加口径，优化渐晕效果，从而提高日球成像仪的时间分辨率。

本申请提供一种日球成像仪，包括：自左及右依次设置的多个前挡板、上挡板、入射口径光阑、内置于一镜筒的成像镜组及探测器，其中，所述前挡板用于抑制太阳直射光及衍射光，所述上挡板设置有入射孔径，所述入射孔径、入射口径光阑、成像镜组及探测器构成日球层信号光的入射光路。

在其中一些实施例中，所述入射口径光阑的口径设置为≤43毫米。

在其中一些实施例中，所述入射口径光阑设置为优弧弓形口径。

在其中一些实施例中，所述优弧弓形口径的上边缘设置为低于衍射光强10^-9的位置。

在其中一些实施例中，所述日球成像仪设置为壳体结构。

在其中一些实施例中，所述壳体包括底板及四个侧板，四个所述侧板分别安装于所述底板的边沿，所述底板和侧板合围形成一前置腔及一设备容置腔，所述设备容置腔顶部设置有上盖板。

在其中一些实施例中，多个所述前挡板依次间隔固定设置于所述前置腔一端。