СОЛНЕЧНЫЙ ПАТРУЛЬНЫЙ ФОТОСФЕРНО-ХРОМОСФЕРНЫЙ ТЕЛЕСКОП

Предполагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а именно к астрономическим приборам, и может быть использована в телескопах для одновременного наблюдения фотосферы и хромосферы полного диска Солнца с получением калиброванных изображений.
Известен хромосферный телескоп (Патент РФ №2179329, G02B 23/00, опубл. 10.02.2002 г.), содержащий входной зеркальный объектив, линзу поля, интерференционно-поляризационный фильтр, установленный в телецентрическом ходе лучей под углом к оптической оси телескопа так, что его оптическая ось совпадает с центральным отраженным лучом, зеркальный проекционный объектив повернут относительно оптической оси телескопа, и фотоприемник.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, является входной зеркальный объектив.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является невозможность получения изображений фотосферы и калиброванных изображений хромосферы полного диска Солнца с высоким временным разрешением.
Известен телескоп (Патент РФ №2152064, G02B 23/00, опубл. 27.06.2000 г.), содержащий трубу, зеркальный объектив, линзу поля, интерференционно-поляризационный фильтр, установленный в телецентрическом пучке лучей, при этом зеркальный объектив строит первичное изображение Солнца внутри интерференционно-поляризационного фильтра и проекционную регистрирующую систему, труба телескопа установлена неподвижно параллельно оси мира, плоское зеркало с отверстием в центре, представляющее собой полярный сидеростат, которое размещают в середине трубы так, что оно отражает световой пучок на зеркальный объектив, а линза поля, интерференционно-поляризационный фильтр и проекционная регистрирующая система установлена за плоским зеркалом.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются труба, установленная параллельно полярной оси мира, зеркальный объектив и плоское зеркало, представляющее собой полярный сидеростат.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является невозможность получения изображений фотосферы и калиброванных изображений хромосферы полного диска Солнца с высоким временным разрешением.
8
В качестве прототипа принят солнечный патрульный оптический телескоп (Патент РФ №115082, МПКG02В 23/00, опубл. 20.04.2012 г.) содержащий герметичную трубу, вращающуюся вокруг полярной оси мира, полярный сидеростат в виде сплошного плоского зеркала, прикрепленного к верхнему концу трубы, два вспомогательных плоских зеркала, зеркальный спектрограф, состоящий из плоской зеркальной дифракционной решетки, камерного зеркала, коллиматорного зеркала и щели, CDD-матрицу и сканирующую систему, сопряженную с зеркальным объективом.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются герметичная труба, вращающаяся вокруг полярной оси мира, полярный сидеростат в виде сплошного плоского зеркала, прикрепленного к верхнему концу трубы, зеркальный объектив, два вспомогательных плоских зеркала, зеркальный спектрограф, состоящий из плоской зеркальной дифракционной решетки, камерного зеркала, коллиматорного зеркала и щели, CDD-матрица.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является невозможность получения изображений фотосферы одновременно с изображением хромосферы, а также невозможность получения функции потемнения к краю для произвольного положения диска Солнца на щели без последующего полного восстановления изображения.
Задача полезной модели - получение калиброванных изображений хромосферы в видимой области спектра с одновременным получением изображений фотосферы полного диска Солнца с высоким временным разрешением, а также возможность получения функции потемнения к краю для произвольного положения диска Солнца на щели.
Для достижения технического результата в солнечный патрульный фотосферно-хромосферный оптический телескоп, содержащий трубу, установленную параллельно полярной оси мира, полярный сидеростат в виде сплошного плоского зеркала, прикрепленного к верхнему концу трубы, зеркальный объектив, два вспомогательных плоских зеркала, зеркальный спектрограф, состоящий из плоской зеркальной дифракционной решетки, камерного зеркала, коллиматорного зеркала и щели, CDD-матрицу введены непросветленный оптический клин и просветленный оптический клин-корректор, расположенные в сходящемся пучке после двух вспомогательных плоских зеркал, вращатель поля, расположенный в сходящемся пучке перед щелью, дополнительная CCD-матрица.
Технический результат достигается тем, что введены непросветленный оптический клин и просветленный оптический клин-корректор, расположенные в сходящемся пучке после двух вспомогательных плоских зеркал, вращатель поля, расположенный в сходящемся пучке перед щелью, дополнительная CCD-матрица.
На фигуре изображен солнечный патрульный фотосферно-хромосферный оптический телескоп, состоящий из: трубы 1; полярного сидеростата 2, направляющего свет от Солнца на зеркальный объектив 3; 4 и 5 - плоские вспомогательные зеркала для задания направления света от зеркального объектива 3 до щели 6 зеркального спектрографа, состоящего из плоской зеркальной дифракционной решетки 7; коллиматорного зеркала 8 и камерного зеркала 9; 10 - CCD-матрица для регистрации изображения хромосферы; 11 - CCD-матрица для регистрации изображения фотосферы; 12 - непросветленный оптический клин из оптического стекла К8; 13 - просветленный оптический клин-корректор из оптического стекла К8; 14 - вращатель поля.
Солнечный патрульный фотосферно-хромосферный оптический телескоп работает следующим образом. Свет от Солнца попадает на полярный сидеростат 2, который направляет свет внутрь трубы 1 телескопа на зеркальный объектив 3. Крепление полярного сидеростата 2 к верхнему концу трубы 1 и его вращение вместе с трубой 1 обеспечивает неподвижность поля зрения при любом положении трубы 1. После отражения от плоского вспомогательного зеркала 5 сходящийся пучок, формируемый зеркальным объективом 3, попадает на поверхность непросветленного оптического клина из стекла К8 12, установленного под небольшим углом к падающему пучку. Первая непросветленная поверхность оптического клина из стекла оптического К8 12 отражает около 4,5% света в сторону. В фокусе отраженного пучка CCD-матрица 11 регистрирует изображение фотосферы полного диска Солнца. Вторая поверхность непросветленного оптического клина из стекла оптического К8 12 отражает сходящийся пучок под некоторым углом к первому пучку, чтобы избежать двойного изображения фотосферы на CCD-матрице 11. Пройдя непросветленный оптический клин из стекла оптического К8 12, основной пучок проходит через просветленный оптический клин-корректор из оптического стекла К8 13, который исправляет оптические искажения вносимые клином 12 в изображение диска Солнца на щели 6. Поверхности клина-корректора 13 имеют широкополосное просветление. Процент отраженного света от каждой поверхности не превышает 0,7%. После клина-корректора 13 сходящийся пучок попадает на вход вращателя поля 14, который обеспечивает поворот диска Солнца на щели 6, сохраняя при этом
положение центра диска.
Зеркальный объектив 3 при помощи плоских вспомогательных зеркал 4 и 5 строит изображение диска Солнца на щели 6 зеркального спектрографа. Зеркальный спектрограф образуется следующими элементами: щелью 6, плоской зеркальной дифракционной решеткой 7, коллиматорным зеркалом 8 и камерным зеркалом 9. После прохождения щели 6 свет попадает на коллиматорное зеркало 8; расположенное от плоскости щели 6 зеркального спектрографа на расстоянии, равным фокусному расстоянию самого коллиматорного зеркала 8. Отразившись под углом, коллимированный пучок света попадает на зеркальную дифракционную решетку 7, после которой свет с определенной длиной волны попадает на камерное зеркало 9. Изображение спектра строится камерным зеркалом 9 на CCD-матрице 10.
Для получения изображения хромосферы полного диска Солнца, диск Солнца сканируется по щели спектрографа 6 путем поворота его изображения вращателем поля 14 относительно центра щели.
Зарегистрированные путем сканирования диска Солнца изображения спектра содержат в себе информацию об интенсивности в ядре регистрируемой линии, информацию об интенсивности в синем и красном крыле регистрируемой линии, а также информацию о функции потемнения к краю диска. Наличие этой информации, полученной в один момент времени, достаточно для проведения полной калибровки, результатом которой будет являться значение интенсивности близкое к истинному значению.
Телескоп может найти применение для автоматической регистрации изображения фотосферы, хромосферы в видимой области спектра, на действующих солнечных станциях, с целью получения однородного калиброванного ряда изображений с высоким временным разрешением.