Способ измерения дифференциальной лучевой скорости

 

Изобретение относится к области астрофизических измерений и может быть использовано для исследования движения вещества на поверхности протяженных самосветящихся объектов, например Солнца. Цель изобретения - уменьщение влияния помех, создаваемых атмосферными неоднородностями вне спектрографа на измерения дифференциальной лучевой скорости. При реализации способа измерения дифференциальной лучевой скорости используют телескоп и дифференциальный спектрограф. Световой пучок в фокальной плоскости телескопа делят на два пучка. Эти пучки поляризуют по кругу во взаимно противоположных направлениях. Совмещают на входной щели спектрографа исследуемые детали изображения. Одновременно формируют два изображения входной щели в нулевом порядке спектрографа. Модулируют пространственное положение спектральных компонент . На частоте модуляции регистрируют колебания интенсивности недиспергированного светового потока в зоне переналожения изображений и диспергированного светового потока в двух крыльях фраунгоферовой линии. По разности сигналов, зарегистрированных в нулевом порядке спектрографа и в фраунгоферовой линии, осуществляют коррекцию измерений дифференциальной лучевой скорости, которую определяют по изменению интенсивности света в двух крыльях фраунгоферовой линии. 1 ил. iS СП со ND СО оо а сд KJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 б О1 1 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 957009 (21) 4044005/31-25 (22) 27.03.86 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (71) Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн

СО АН СССР (72) Н. И. Кобанов (53) 535.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 754217, кл. G 01 J 3/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 957009, кл. G 01 F 3/06, 1982. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЛУЧЕВОЙ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к области астрофизических измерений и может быть использовано для исследования движения вещества на поверхности протяженных самосветящихся объектов, например Солнца.

Цель изобретения — уменьшение влияния помех, создаваемых атмосферными неоднородностями вне спектрографа на измерения дифференциальной лучевой скорости. При

ÄÄSUÄÄ 1323865 А 2 реализации способа измерения дифференциальной лучевой скорости используют телескоп и дифференциальный спектрограф. Световой пучок в фокальной плоскости телескопа делят на два пучка. Эти пучки поляризуют по кругу во взаимно противоположных направлениях. Совмещают на входной щели спектрографа исследуемые детали изображения. Одновременно формируют два изображения входной щели в нулевом порядке спектрографа. Модулируют пространственное положение спектральных компонент. На частоте модуляции регистрируют колебания интенсивности недиспергированного светового потока в зоне переналожения изображений и диспергированного светового потока в двух крыльях фраунгоферовой линии. По разности сигналов, зарегистрированных в нулевом порядке спектрографа и в фраунгоферовой линии, осуществляют коррекцию измерений дифференциальной лучевой скорости, которую определяют по изменению интенсивности света в двух крыльях фраунгоферовой линии. 1 ил.

1323865

Форл ула изобретения

Изоб)< г. пп о ся к астрофизическпм измс;. пя .;,ожет быть использоnÿ по для .. „ i: я параметров движения зсщсст:; ою jixности самосветящихся

I ротя>Kåninû об>ьеh iов, например Солнца.

Целью изобретения является уменьшение влияния помех, создаваемых атмосферными неоднородпск -ями вне спектрографа.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

В состав устройства входят поляризационная призма 1, Х/4-пластина 2, входная щель спектрографа 3, электрооптический модулятор 4 пространственного положения лучей, коллиматор 5, дифракционная решетка 6, плоское зеркало 7, камерное зеркало 8, оптический фильтр 9, щелевые диафрагмы фотометров 10 и 11, фотоприемники 12 и 13, селективные усилители 14 и 15, фазовые детекторы 16 и 17, дифференциальный усилитель 18, генератор 19 модулирующего и

onopHblx сигналов.

По сравнению с прототипом устройство дополнительно содержит плоское зеркало 7, оптический фильтр 9, фотометр 11, 13, 15, 17 нулевого порядка и дифференциальный усилитель 18, входы которого соединены с выходами фазовых детекторов 16, 17. Плоское зеркало 7 установлено с возможностью поворота его в плоскости дисперсии для восстановления хода лучей недиспергирова нного света при повороте дифракционной решетки, что связано со сменой рабочей фраунгоферовой линии. Оптический фильтр 9 является сменным и служит для ограничения интенсивности света в фотометре нулевого порядка, которая на несколько порядков превышает интенсивность в фраунгоферовой линии.

Устройство работает следующим образом.

С помощью поляризационной призмы 1, электрооптического модулятора 4, спектрографа 5, 6, 8 и зеркала 7 на щель фотометра 11 нулевого порядка направляется пучок недиспергированного света, при этом на щели основного фотометра 10 устанавливается рабочая фраунгоферова линия. При работе электрооптического модулятора 4 пространственное расположение двух переналоженных изображений в нулевом порядке меняется, что приводит к модуляции интенсивности света, прошедшего через щелевую диафрагму фотометра 11.

Колебания интенсивности регистрируются фотоприемником 13, выходной сигнал которого через усилитель 15 и фазовый детектор 17 поступает на вход дифференциального усилителя 18. Управляющие входы фазовых детекторов 16, 17 соединены с противофазными выходами генератора 19. Сигнал на выходе дифференциального усилителя 18 освобо>кдается таким образом от влияния вариаций угла прихода разнополяризованных лучей.

При осуществлении способа используют тот факт, что спектральная линия в спектрографе есть монохроматическое изображение входной щели в свете исследуемого источника. Пространственное положение этого изображения на выходе спектрографа зависит не только от длины волны светового излучения для данной фраунгоферовой линии с учетом ее доплеровского смещения и дисперсии, но и от угла между оптической осью спектрографа и направлением световых лучей на входе его. В нулевом порядке спектрографа изображение входной щели представляет яркую узкую полоску недиспергированного света, пространственное положение которой не зависит от физических свойств источника и определяется только углами световых лучей на входе спектографа.

Таким образом, в смещениях спектральной линии содержится информация о лучевых скоростях источника и углах прихода лучей, тогда как подобные смещения в нулевом порядке содержат информацию только об углах прихода. Распределение интенсивности в нулевом порядке при узкой входной щели подобно контуру эмиссионной линии с отсутствующим непрерывным спектром. Поскольку при дифференциальных измерениях разность углов прихода по атмосферным причинам составляет единицы дуговых секунд (об этом можно судить по средней величине дрожания изображения Солнца), то контуры двух изображений щели в нулевом порядке всегда переналажены. С помощью зеркальной оптики недиспергированный свет направляют на шель фотометра таким образом, чтобы центр щели располагался симметрично относительно каждого из контуров. Пространственная модуляция осуществляется также, как в прототипе.

На частоте модуляции регистрируют колебания интенсивности светового потока, проходящего в щель фотометра. Амплитуда и фаза сигнала зависят от величины и знака разности углов прихода разнополяризованных лучей на входе спектрографа. При этом учитывают, что фаза переменного сигнала в нулевом порядке (эмиссионный контур) противоположна фазе аналогичного сигнала в фраунгоферовой линии (контур поглощения)

Об истинной лучевой скорости судят по разности зарегистрированных сигналов, прошедших фазовое детектирование и нормировку на калибровочные множители, учитывающие различие каналов.

Способ измерения дифференциальной лучевой скорости по авт. св, № 957009, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния помех, создаваемых атмосферными

1323865

Составитель В. Рандошкин

Редактор Н. Слободяник Техред И. Верес Корректор A. Ильин

Заказ 2954/44 Тираж 776 Г!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыл ий

1! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул. Г!роектная, 4

3 неоднородностями вне спектрографа, на измерения дифференциальной лучевой скорости, одновременно формируют два изображения входной щели в нулевом порядке спектрографа, на частоте модуляции регистрируют колебания интенсивности недиспергированного светового потока в зоне переналожения изображений и по разности сигналов, зарегистрированных в нулевом порядке спектрографа и в фраунгоферовой линии, осуществляют коррекцию измерений дифференциальной лучевой скорости.