Optical design & Instrumentation

Ivan Syniavskiy

Зображуючий Стокс-поляриметр

Призначення

Зображуючий поляриметр, в основі якого є секторний поляризаційний елемент призначений для вимірювання лінійної поляризації випромінювання від точкових і протяжних небесних тіл.

Принцип роботи зображуючого Стокс-поляриметра: компонування чотирьох зображень на приймачі випромінювання при орієнтації поляризаційного елемента: 1 - 0°, 2 - 90°, 3 - 45°, 4 - 135°

Характеристики

  • Телескоп, (діаметр, відносний отвір)
    D=360…1000 мм, D/f = 1/12...1/10
  • Поле зору, кутове/ лінійне на приймачі
    18’ x 18’/ 17x21мм (1.6”/px)
  • Ефективна фокусна відстань системи
    1200 мм
  • Відносний отвір F#
    11
  • Діаметр вихідної зіниці телескопа
    24 мм
  • ПЗС-приймач
    SBIG STL 1301E
  • Розмір пікселю матриці
    16x16 µm
  • Розмір матриці
    16,5х20,4 мм
  • Спектральний діапазон
    Оптимізований для 0.42 –0,85 µm
  • Фільтри
    Позиції для 4-х фільтрів
  • Система зміни фільтрів
    Ручна, з можливістю встановлення крокового двигуна
  • Дифракційна гратка
    Позиція для дифракційної гратки (100 п.л./мм), що працює на пропускання
  • Система фокусування
    Головне дзеркало телескопу
  • Довжина приладу
    800 мм
  • Вага приладу без матриці
    6 кг

Короткий опис

Склад:

Коліматор, що виконує кілька функцій: часткова корекція польових аберацій телескопа, побудова зображення головного дзеркала телескопа (зіниці) діаметром 24 мм, і власне колімація випромінювання.

Аналізатор поляризації - поляризаційні плівки, встановлені в вихідному зіниці телескопа, який формується коліматором. Аналізатор складається з чотирьох сегментів з різною орієнтацією 0 °, 90 °, 45 °, 135 ° , що формує 4 канали.

Система просторового рознесення - чотири пари ахроматизованих клинів.

Елемент спектральної селекції - змінні фільтри або дифракційної решітки, що працює на пропускання, з частотою ліній до 100 ліній /мм. Світловий діаметр змінних елементів (фільтрів, решітки) складає 24 мм.

Камерний об'єктив - одночасне формування чотирьох зображень на приймачі випромінювання.

Загальний вигляд і елементний склад оптичної схеми Стокс-поляриметра

Якість зображення

Функція концентрації енергії в плямі розсіювання, що характеризує якість оптичної системи, представлена на рис. 3. Розмір плями в спектральному діапазоні 420-850 нм для кожної точки в полі зору 18 'х 18', в якому концентрується 95% енергії 32 мкм.

Функція концентрації енергії в плямі розсіювання

Механічна конструкція

Механічна конструкція приладу показана на малюнку 4. Конструктивно поляриметр складається з:

  • Тубусу, що маєдостатню жорсткість, в якій розміщений коліматор, а також блок зміни діафрагм і щілин. Діафрагми або щілини вводяться в систему в ручному режимі. При панорамних спостереженнях з використанням максимального поля зору приладу 18 'x 18', в систему водиться діафрагма 32х32 мм;
  • Блок змінних фільтрів, в якому передбачено 6 положень (чотири фільтра, одна дифрешітка), зміна яких може проводитися ручкою перемикання або кроковим двигуном.
  • Блок камерного об'єктива.
Загальний вигляд елементів
Загальний вигляд приладу