Интерференционно-поляризационные фильтры (ИПФ) для наблюдений Солнца и способы достижения их оптимальных характеристик

• Автор: Кушталь, Галина Ивановна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1 Монохроматические фильтры для исследования Солнца
1.1 Основные типы монохроматических фильтров
1.1.1 Магнитооптические фильтры
1.1.2 Акустооптические фильтры
1.1.3 Голографические фильтры
1.1.4 Фильтры Фабри-Перо
1.2 Фильтровые системы для солнечных наблюдений
1.3 ИПФ: типы, ступени, этапы развития
Глава 2 Достижение оптимальных характеристик интерференционнополяризационных фильтров
2.1 Повышение пропускания и увеличение светосилы ИПФ
2.1.1 Повышение прозрачности поляризаторов
2.1.2 Уменьшение числа поляризаторов
2.1.3 Увеличение углового поля
2.1.3.1 Способы увеличения углового поля фильтров Лио
2.1.3.2 Увеличение углового поля фильтров Шольца
2.1.3.3 Влияние точности изготовления кристаллических элементов на угловое поле
2.2 Повышение контраста ИПФ
2.2.1 Повышение контраста в фильтрах Лио
2.2.2 Аподизация для повышения контраста фильтров Шольца
2.2.3 Повышение точности ориентирования кристаллических элементов ИПФ
2.2.3.1 Ориентирование с помощью коноскопа
2.2.3.2 Прецизионное ориентирование пластин фильтра Шольца модуляционным методом
Глава 3 Разработка специализированных ИПФ с оптимальными характеристиками
3.1 Двухполосный ИПФ на линии Неї 10830А, На
3.1.1 Оптическая схема и конструкция ИПФ Неї 10830А, На
3.1.2 Изготовление кристаллических пластин фильтра
3.1.3 Фазовые пластинки
3.1.4 Поляризаторы
3.1.5 Оптико-физические характеристики фильтра
3.2 Фильтр Магнит
3.2.1 Модули фильтра Магнит
3.2.2 ИПФ-модулятор: стабилизация положения полосы
3.2.3 Фильтр Шольца
3.2.3.1 Преимущества схемы Шольца для измерения солнечных магнитных полей
3.2.3.2 Увеличение углового поля фильтра Шольца
Заключение
Список литературы
Введение
Важной задачей физики Солнца является исследование тонкой структуры, магнитных полей и полей скоростей на разных уровнях солнечной атмосферы. Для решения этих задач необходимы монохроматические изображения Солнца в свете спектральных линий, образующихся на разных высотах в атмосфере Солнца, что позволяет проследить изменение физических параметров с высотой. Необходимы также серии изображений в разных участках контура одной и той же линии для получения карт магнитных полей и скоростей.
Монохроматические фильтры дают двумерное изображение структуры, что исключает необходимость пространственного сканирования или рассечения изображения. Интерференционно-поляризационные фильтры имеют ряд важных преимуществ по сравнению с другими фильтрами и играют роль не только приборов для изучения морфологии, магнитных полей и динамики явлений, но и роль спектрального прибора, если полуширина их полосы пропускания порядка 0.1 А. В этом случае можно применять такой информативный метод, как сканируемые по спектру фильтрограммы. Изучаемая область регистрируется почти одновременно в ряде длин волн в пределах выбранной фраунгоферовой линии, так что для любой точки объекта может быть построен профиль линии.
До настоящего времени ИПФ остается одним из самых распространенных типов монохроматических фильтров. Практически все солнечные обсерватории оснащены ИПФ, которые применяются как для текущих синоптических наблюдений, так и для решения конкретных наблюдательных задач.
При выполнении текущих наблюдений достижение экстремальных характеристик не всегда является обязательным, но при разработке специализированных ИПФ для решения конкретных задач физики Солнца необходимо удовлетворять требованиям высокого разрешения, что требует соответствующих характеристик фильтров.

поляроид
Рис. .2.2. Фильтры Шольца с увеличенным угловым полем.
Угловое поле почти круговое, сдвиг полосы для наклонных пучков на порядок меньше по сравнению с неширокоугольным фильтром, но при этом происходит искажение значительное формы полосы (рис. 2.3, взят из работы [54]).
1.00г

стопа фильтра Шольца
поляроид стопа фильтра Шольца
гопяронд

Рис.2 3. Профиль полосы пропускания при угле падения 2°.
Нам неизвестно, чтобы такой фильтр был изготовлен на практике.
Широкоугольная схема с двумя фильтрами свернутого типа, где оптические оси пластинок второго фильтра повернуты на 90° относительно первого, разрабатывалась нами в ИСЗФ [55]. Формально она похожа на схему, но