胡兴 1,3,4杨尚斌 1,3,4,*季凯帆 2,4林佳本 1,3,4[ ... ]王全 1,3,4
1 中国科学院国家天文台,北京 100101
2 中国科学院云南天文台,云南 昆明 650217
3 中国科学院太阳活动重点实验室,北京 100101
4 中国科学院大学,北京 100049
滤光器型磁像仪在固定波长点观测时,受到温度变化、机械误差等因素影响,观测波长点发生偏移。传统的波长点定标方法通过拟合谱线轮廓来对观测点进行定标,耗时多且无法实时校正观测波长点。为此提出一种基于神经网络的观测波长点的高效定标方法。该方法首先通过分析不同波长点处的图像特征差异,设计一套有效的数据预处理方案;然后通过机器学习下的神经网络建立起实时观测图像与对应观测波长点的非线性关系。方法验证和实际测试的结果表明该方法比现有的方法快100多倍,同时可监测仪器运行状态。最后,针对磁像仪系统频繁维修后需重新训练网络的问题,给出克服系统变化的方案。该方法可实现滤光器位置实时定标,有效减少定标过程中电机频繁旋转带来的滤光器工作寿命缩短现象,提高地面和空间太阳磁场观测的效率和稳定性。
测量 滤光器型磁像仪 波长点定标 预处理 机器学习 中国激光
2023, 50(13): 1304005
1 中国科学院国家天文台,北京 100101
2 中国科学院太阳活动重点实验室,北京 100101
3 中国科学院大学,北京 100049
4 中国工程物理研究院流体物理研究所,四川 绵阳 621999
向列相液晶可变相位延迟器(LCVR)已逐渐成为空间偏振调制仪器的研究热点,然而,国内没有液晶器件在空间使用的经验,液晶器件在各种空间环境下的适应性如何尚未可知。因此,本团队设计了一套星载向列相液晶相位延迟测试系统,该系统不仅可以在地面的空间力、热模拟环境中测试LCVR的关键性能,还可以搭载在卫星上对LCVR的相位延迟稳定性进行在轨验证。本文首先阐述了LCVR相位延迟的测量方法并实现了光机电系统的优化设计,在此基础上,研究了LCVR在空间力、热模拟环境中的电光性能。研究结果表明:力学试验前后,LCVR的电光性能未发生明显变化;在热试验中,LCVR的相位延迟-电压曲线的稳定性在0.185°以内。本次试验发现LCVR的相位延迟-电压曲线随环境温度呈线性变化,该结果为未来星上数据校准提供了数据支持。最后,在长达9个月的不间断运行测试中,LCVR的相位延迟-电压曲线长周期变化小于1°,标准偏差为0.27°。这表明该液晶试验仪长周期工作性能良好,可以满足在轨测试需求。
测量 向列相液晶 偏振调制 相位延迟 液晶电驱动 中国激光
2022, 49(17): 1704005
黄威 1,2,3林佳本 1,2,3,*侯俊峰 1,2,3张洋 1,2,3[ ... ]王东光 1,2
1 中国科学院 国家天文台,北京 100101
2 中国科学院 中国科学院太阳活动重点实验室,北京 100101
3 中国科学院大学,北京 100049
液晶可变相位延迟器(LCVR)由于其调制速度快、重量轻、无运动部件等特点成为空间光学仪器中新的研究热点。然而,LCVR中的液晶属于高分子材料,其空间适应性有待考核验证。由于地面环境模拟试验无法同时还原太空中的所有参数,因此亟需研制一台符合卫星搭载要求的LCVR空间特性试验仪,来研究液晶器件在真实星载环境下的电光性能(相位延迟-电压曲线稳定性)。本文分析了LCVR延迟测试系统的稳定性,并给出LCVR相位延迟-电压曲线的电子学测量方案。首先使用“零点”标定法设计了高稳定度的LCVR驱动;然后使用变频误差控制法,实现了LCVR的高精度恒温控制。其中LCVR驱动稳定度达到99.3%,LCVR恒温精度最高达到(35±0.1)℃。在此基础上,对整机进行了力、热和电磁兼容试验,结果表明待测LCVR和电子学系统功能稳定,成功完成了LCVR这一首飞器件的空间光电测试系统在我国的首次研制,对液晶的空间化应用有着重要意义。
液晶器件 液晶可变相位延迟器 偏振调制 恒温控制 liquid crystal device LCVR polarization modulation constant temperature control
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院 中国科学院太阳活动重点实验室, 北京 100101
相位延迟-电压曲线的精确标定是向列型液晶可变相位延迟器能否实现高精度偏振测量的关键。为了提高液晶相位延迟的测量精度, 建立了一套精确高效的自动测量系统。首先, 提出了一种新的测量方法, 该方法综合了光强法、索累补偿器法以及等偏离测量技术, 可以解决现有方法测量精度低或效率低的问题。在此基础上建立了测量系统, 并利用Labview技术实现了系统的自动化测量, 进一步缩短了测量时间。最后, 对系统的测量误差、重复精度以及工作效率进行了实验验证。实验结果表明, 系统延迟测量误差小于0.057 5%λ, 重复精度小于0.019 7%λ, 可在30 min内完成100个延迟采样点的自动化测量。该系统适用于可见光范围内液晶可变延迟器相位延迟-电压曲线的精确标定。
液晶相位可变延迟器 相位延迟-电压曲线 精确自动化标定 索累补偿器法 等偏离技术 liquid crystal phase variable retarder phase delay-voltage curve precise automated calibration compensator method equivalent deviation technology
介绍了基于质心算法并用大面阵CCD实现的全日面磁场望远镜的自动跟踪与导行技术。该方法利用具有高实时处理能力的嵌入式终端设备计算和处理太阳质心数据,构成高精度的位置环导行系统;同时对CCD图像采用"二值化"处理,提高了导行精度和对不良天气的抗干扰能力。利用该方法可大大降低原有导行技术的成本和复杂度,适用于空间太阳望远镜的导行。实测分析表明,在连续工作1 h的情况下,该系统导行精度优于1″,达到系统设计需求。
太阳望远镜 自动跟踪 CCD导行 solar telescope auto-tracking CCD guiding