一种新型位相日冕仪位相板制造技术

本发明专利技术涉及一种新型位相日冕仪位相板——宽带六分板。它是圆形的，角向上周期变化，径向上不变。技术领域上属于望远设备，本发明专利技术能很好提高日冕仪的工作带宽，在寻找系外行星方面有很好的应用前景。该六分板的透过率函数为t(θ,λ)，t(θ,λ)=exp[i(λ0/λ)G(θ)]。其中G(θ)为六分板的位相分布，G(θ)角向上需要有两个周期，分别从0到π和从π到2π。周期内变化分为两种情况，其中一种情况是在一个周期内同时包含一个普通函数f(θ)，以及函数f(θ)在角向上平移B后取相反数得到的函数-f(θ-B)，再加上一个常数值函数。另一种情况是一个周期内包含f(θ)，f(θ)关于点(B,0)的中心对称函数-f(-θ+2B)，再加上一个常数值函数，如附图。常数值函数的取值一般为0。这两种结构形状不同，但作用是完全相同的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种新型位相日冕仪位相板——宽带六分板。它是圆形的，角向上周期变化，径向上不变。
上属于望远设备，本专利技术能很好提高日冕仪的工作带宽，在寻找系外行星方面有很好的应用前景。该六分板的透过率函数为t(θ,λ)，t(θ,λ)=exp。其中G(θ)为六分板的位相分布，G(θ)角向上需要有两个周期，分别从0到π和从π到2π。周期内变化分为两种情况，其中一种情况是在一个周期内同时包含一个普通函数f(θ)，以及函数f(θ)在角向上平移B后取相反数得到的函数-f(θ-B)，再加上一个常数值函数。另一种情况是一个周期内包含f(θ)，f(θ)关于点(B,0)的中心对称函数-f(-θ+2B)，再加上一个常数值函数，如附图。常数值函数的取值一般为0。这两种结构形状不同，但作用是完全相同的。【专利说明】一种新型位相日冕仪位相板
本专利技术涉及一种用于直接观察系外行星的望远镜设备，是一种改善位相板日冕仪 成像效果的新型位相日冕仪--宽带六分板，它可能在其它
上也有很大的潜在应 用价值。
技术介绍
日冕仪（Coronagraph)是法国默东天文台的贝尔纳?费迪南·李奥在1930年发 明的一种观测装置，当时日冕仪主要被用来研究太阳的日冕和日珥的形态及光谱变化。在 以往的观测历史上，日冕仪大都是拿来观测太阳。随着科技的进步，日冕仪开始被用于寻找 系外行星的研究上。只要我们能用精良的日冕仪把恒星光遮蔽掉，就可以观测到绕着此颗 恒星转动的黯淡天体，这样我们或许就能发现更多的系外行星。 对于一个类似于地球的行星，在可见光波段，行星反射的光的强度是它所围绕恒 星亮度的十亿分之一。即使在近红外波段，恒星的亮度仍然是周边行星亮度的一万倍。为 了直接观察到清晰的行星图像，恒星光必须被遮挡住。目前已经被广泛应用的日冕仪包括 干涉型日冕仪、振幅板日冕仪和位相板日冕仪。相对于其他类型的日冕仪，位相板日冕仪有 更小的工作角，更宽的工作带宽。同时由于相位的调制，位相板日冕仪观察到的行星信息更 加丰富，适合直接观察系外行星。 2010年美国诺斯罗普·格鲁曼公司的Chun Ching Shih在专利"Phase Mask Continuous Azimuthal Variation For a Coronagraph Imaging System"提出了角向上成 余弦状连续变化的位相板日冕仪，专利号：US7773307 B2。该日冕仪的位相板在角向上连续 变化，角向上没有一个不变的平台区域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种用于探测系外行星成像 的新型位相日晃仪位相板-宽带六分板（six-section phase mask, SSPM)，增大日晃 仪的工作带宽，允许更小的工作角度。为达到上述目的，本专利技术的构思：本专利技术的宽带六 分板是个圆形的角向上周期变化的，让它在角向上分六部分，形成双周期。根据上述的构 思，本专利技术采用下述技术方案：一种新型位相日晃仪位相板-宽带六分板（six-section phase mask, SSPM),其特征在于：位相板是圆形的，角向上周期变化，径向上不变,它的透 过率函数为t(0，λ)，?(θ，AkexptiUVAWP)]。其中G(0)为六分板的位相分 布，G(0)角向上需要有两个周期，分别从〇到π和从π到2π。周期内变化分为两种 情况，其中一种情况是在一个周期内同时包含一个普通函数f( Θ )，以及函数f( Θ )在角向 上平移B(B值要小于π/2)后取相反数得到的函数-f(0-B)，再加上一个常数值函数。另 一种情况是一个周期内包含f(9)，f(0)关于点（B，0)的中心对称函数-f(-0+2B)，再 加上一个常数值函数，常数值函数的取值一般为0。这两种结构形状不同，但作用是完全相 同的。其中，Θ是宽带六分板的角向坐标，范围为〇到2π。λ代表入射光的波长，λ。是 中心波长。B是一个常数。本专利特别验证了六分板的两种特例。其中一种是正弦板，其 f(0)=h*sin(b0)(经计算，b=2.8055，h=3.8317)。另一种是六平台区域板，其 f(9) = π。两种六分板的B值分别为π/b和31/4。采用这两种六分板结构的日冕仪已经经过数 值仿真验证，效果如图6,图7。本专利对消色差的要求很高，其中表达色差程度的公式为 CJ λ)，本专利对CJ λ)有专门要求。要求为： 【权利要求】1. 一种新型位相日冕仪位相板一宽带六分板，其特征在于：位相板是圆形的，角 向上周期变化，径向上不变，它的透过率函数为t(0，X)，t(0，A)= exp;其中函数G(e)是t(0，λ)的相位，即六分板的位相分布，G(0)角向上需要有 两个周期，分别从〇到η和从η到2π ;周期内变化分为：在一个周期内同时包含一个 普通函数f ( Θ )，以及函数f ( Θ )在角向上平移Β后取相反数得到的函数-f ( θ -Β)，再加 上一个常数值函数；或者是，在一个周期内包含f(9)，f(0)关于点（B，0)的中心对称函 数-f(- θ +2B)，再加上一个常数值函数，常数值函数的取值一般为0 ;这两种结构形状不 同，但作用是完全相同的；其中，Θ是宽带六分板的角向坐标，范围为0到2π ;λ代表入射 光的波长，λ ^是中心波长；Β是一个常数。2. 根据权利要求1所述的新型位相日冕仪位相板--宽带六分板，其特征在于：所述 函数G(0)如下：3. 根据权利要求1所述新型位相日冕仪位相板--宽带六分板，其特征在于：所述B的 值要小于31/2。4. 根据权利要求1所述新型位相日冕仪位相板--宽带六分板，其特征在于：所述六 分板可以是正弦板，其以9)=11*8；[11〇3 0)，〇3=2.8〇55，11=3.8317);或者，六分板可以是六 平台区域板，其f(9)= π。5. 根据权利要求1所述新型位相日冕仪位相板--宽带六分板，其特征在于：所述 六分板对消色差的要求很高，其中表达色差程度的公式为（；（λ)，对QU)的要求为：6. 根据权利要求4所述的新型位相日冕仪位相板--宽带六分板，其特征在于：所述 正弦板的Β值为31/b，而六平台区域板中的Β值为31/4。7. 根据权利要求5所述的新型位相日冕仪位相板--宽带六分板，其特征在于：所述 cQU)满足要求，可推导出f(e)需要满足以下条件：【文档编号】G02B5/00GK104101921SQ201410055802【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日 【专利技术者】曹清, 马瓯瑞, 侯凡振, 曹子晨, 高华 申请人:上海大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型位相日冕仪位相板——宽带六分板，其特征在于：位相板是圆形的，角向上周期变化，径向上不变，它的透过率函数为t(θ, λ)，t(θ, λ)=exp[i(λ0/λ)G(θ)]；其中函数G(θ)是t(θ, λ)的相位，即六分板的位相分布，G(θ)角向上需要有两个周期，分别从0到π和从π到2π；周期内变化分为：在一个周期内同时包含一个普通函数f(θ)，以及函数f(θ)在角向上平移B后取相反数得到的函数‑f(θ‑B)，再加上一个常数值函数；或者是，在一个周期内包含f(θ)，f(θ)关于点(B,0)的中心对称函数‑f(‑θ+2B)，再加上一个常数值函数，常数值函数的取值一般为0；这两种结构形状不同，但作用是完全相同的；其中，θ是宽带六分板的角向坐标，范围为0到2π；λ代表入射光的波长，λ0是中心波长；B是一个常数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹清，马瓯瑞，侯凡振，曹子晨，高华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31