一种全静态太阳偏振光谱测量方法技术

一种全静态太阳偏振光谱测量方法，包括以下步骤：S1、使用全静态偏振分析器接收来自太阳大气光辐射信号，并输出光信号的功率谱；S2、使用空间外差光谱仪通过探测器一次曝光，测量记录全静态偏振分析器输出的功率谱对应的干涉图；因为空间外差光谱仪可实现超高分辨光谱静态测量，结合全静态的偏振分析器，本发明专利技术可以实现太阳磁敏谱线偏振光谱信息的全静态测量，可避免多次测量过程中引入的虚假偏振，提高太阳偏振光谱仪的偏振测量精度；没有转动件，可提高太阳偏振光谱仪系统的可靠性，降低系统的体积重量；同时，该技术方法具有很好的通用性，只需更换相关的光学器件，即可适配于不同波长太阳磁敏谱线的全偏振光谱测量。

An all static method for measuring solar polarization spectrum

A method for measuring the full static solar polarization spectrum includes the following steps: S1. Receiving the light radiation signal from the solar atmosphere and outputting the power spectrum of the light signal by using the full static polarization analyzer; S2. Measuring and recording the interferogram corresponding to the power spectrum output by the full static polarization analyzer through a single exposure of the detector by using the spatial heterodyne spectrometer; because the spatial heterodyne spectrometer can be realized The present ultra-high resolution spectrum static measurement, combined with the full static polarization analyzer, can realize the full static measurement of the polarization spectrum information of the solar magnetic spectrum line, avoid the false polarization introduced in the multiple measurement process, improve the polarization measurement accuracy of the solar polarization spectrometer; without rotating parts, can improve the reliability of the solar polarization spectrometer system, reduce the volume weight of the system At the same time, the method has good generality. It can adapt to the full polarization spectrum measurement of different wavelengths of solar magnetic sensitive lines only by replacing the relevant optical devices.

【技术实现步骤摘要】
一种全静态太阳偏振光谱测量方法
本专利技术属于偏振光谱测量
，具体涉及一种全静态太阳偏振光谱测量方法。
技术介绍
太阳大气辐射的偏振光谱测量是定量反演太阳光球磁场的重要手段，且太阳偏振光谱的测量精度直接决定太阳磁场的反演精度。而太阳磁场则是引发各种太阳活动现象的最关键因素。因此，太阳偏振光谱测量具有非常重要意义。现有的太阳偏振光谱测量方法多采用波片和偏振片级联，通过旋转偏振片或波片，利用后续连接的光谱仪，多次测量不同方向的偏振调制信号，再经过解调处理，实现太阳大气辐射偏振光谱信息测量。基于这种方法实现的太阳偏振光谱测量，需要通过分时多次测量，方可解析得到完整或部分太阳偏振光谱信息。但由于太阳大气辐射是快速变化的，多次测量过程中很难保证测量的是同一对象，而偏振信息的测量原理又限定了多次测量得到的不同方向的偏振辐射，必须来自完全相同的视场，方可正确解析出目标的偏振信息。因此，传统偏振测量技术在进行太阳大气辐射偏振光谱测量过程中，难免会引入虚假偏振，影响偏振测量精度，从而影响太阳磁场反演精度。另外，系统中存在转动部件，在体积、重量和可靠性等方面均存在不足。
技术实现思路
本专利技术提供了一种全静态太阳偏振光谱测量方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种全静态太阳偏振光谱测量方法，包括以下步骤：S1、使用全静态偏振分析器接收来自太阳大气光辐射信号，并输出光信号的功率谱；S2、使用空间外差光谱仪通过探测器一次曝光，测量记录全静态偏振分析器输出的功率谱对应的干涉图；S3、通过计算机软件对干涉图进行滤波、傅里叶变换和解调制处理，即获得太阳大气辐射的偏振光谱信息。优选的，S1中所述的全静态偏振分析器加装在空间外差光谱仪的入射光路中。优选的，S1中所述的全静态偏振分析器由不同厚度的两片高阶延迟器和一片偏振片预设定方向组装而成。优选的，两片所述高阶延迟器的厚度比为2:1。优选的，两片所述延迟器的快轴方向成45度夹角，偏振片的透光轴方向与第一片延迟器的快轴方向一致。优选的，S2中所述的功率谱是其四个Stokes矢量谱经过不同频率载波调制并叠加的结果。优选的，S2中的空间外差光谱仪为一种具有超高光谱分辨能力的干涉型光谱仪。优选的，S3中计算机的算法流程包括：干涉图数据预处理；干涉图数据滤波处理；滤波结果进行快速傅氏变换；解调制处理；太阳大气辐射四个Stokes矢量元素谱。一种全静态太阳偏振光谱测量装置，包括所述全静态偏振分析器、空间外差光谱仪和计算机，所述的全静态偏振分析器加装在空间外差光谱仪的入射光路中，所述的全静态偏振分析器由厚度比为2:1的两片高阶延迟器和一片偏振片预设定方向组装而成，其中，两片所述延迟器的快轴方向成45度夹角，偏振片的透光轴方向与第一片延迟器的快轴方向一致，所述的空间外差光谱仪具有高通量、高信噪比、全静态及超高光谱分辨能力，是一种干涉型光谱仪。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术构建的太阳偏振光谱测量方法可以实现太阳磁敏谱线偏振光谱信息的全静态测量，可避免多次测量过程中引入的虚假偏振，提高太阳偏振光谱仪的偏振测量精度；没有转动件，可提高太阳偏振光谱仪系统的可靠性，降低系统的体积重量；同时，该技术方法具有很好的通用性，只需更换相关的光学器件，即可适配于不同波长太阳磁敏谱线的全偏振光谱测量，尤其是红外波段太阳磁敏谱线的全偏振光谱测量。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术全静态太阳偏振光谱测量系统组成框图；图2为本专利技术全静态太阳偏振光谱测量系统测量数据处理流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术提供以下技术方案：一种全静态太阳偏振光谱测量方法，包括以下步骤：S1、使用全静态偏振分析器接收来自太阳大气光辐射信号，并输出光信号的功率谱；S2、使用空间外差光谱仪通过探测器一次曝光，测量记录全静态偏振分析器输出的功率谱对应的干涉图；S3、通过计算机对干涉图进行滤波、傅里叶变换和解调制处理，即获得太阳大气辐射的偏振光谱信息。本实施例中，本专利技术的硬件结构由全静态偏振分析器和空间外差光谱仪两部分组成，全静态偏振分析器加装在空间外差光谱仪的入射光路中，全静态偏振分析器由两片不同厚度(厚度比为2:1)的两片高阶延迟器和一片偏振片，按特定方向(两片延迟器的快轴方向成45度夹角，偏振片的透光轴方向与第一片延迟器的快轴方向一致)组装而成。来自太阳大气光辐射信号通过全静态偏振分析器后，全静态偏振分析器输出光信号的功率谱，是其四个Stokes矢量谱(光的偏振光谱信息可用四个Stokes矢量谱完整描述)经过不同频率载波调制并叠加的结果，后续连接的空间外差光谱仪，可通过探测器一次曝光，测量记录全静态偏振分析器输出的功率谱对应的干涉图。直接对空间外差光谱仪测量记录的干涉图数据进行滤波、傅里叶变换和解调制处理，即可得到太阳大气辐射的偏振光谱信息。与现有技术相比，本专利技术构建的太阳偏振光谱测量方法可以实现太阳磁敏谱线偏振光谱信息的全静态测量，可避免多次测量过程中引入的虚假偏振，提高太阳偏振光谱仪的偏振测量精度；没有转动件，可提高太阳偏振光谱仪系统的可靠性，降低系统的体积重量，同时，该技术方法具有很好的通用性，只需更换相关的光学器件即可适配于各种波长尤其是红外波段太阳磁敏谱线的全偏振光谱测量。具体的，S1中所述的全静态偏振分析器加装在空间外差光谱仪的入射光路中。具体的，S1中所述的全静态偏振分析器由不同厚度的两片高阶延迟器和一片偏振片预设定方向组装而成。具体的，两片所述高阶延迟器的厚度比为2:1。具体的，两片所述延迟器的快轴方向成45度夹角，偏振片的透光轴方向与第一片延迟器的快轴方向一致。具体的，S2中所述的功率谱是其四个Stokes矢量谱经过不同频率载波调制并叠加的结果。具体的，S2中所述的空间外差光谱仪探测器可以一次曝光，测量记录全静态偏振分析器输出光信号功率谱对应的干涉图。具体的，S3中计算机的算法流程包括：干涉图数据预处理；干涉图数据滤波处理；滤波结果进行快速傅氏变换；解调制处理；太阳大气辐射四个Stokes矢量元素谱。一种全静态太阳偏振光谱测量装置，包括所述全静态偏振分析器、空间外差光谱仪和计算机，所述的全静态偏振分析器加装在空间外差光谱仪的入射光路中，所述的全静态偏振分析器由厚度比为2:1的两片高阶延迟器和一片偏振片预设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全静态太阳偏振光谱测量方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、使用全静态偏振分析器接收来自太阳大气光辐射信号，并输出光信号的功率谱；/nS2、使用空间外差光谱仪通过探测器一次曝光，测量记录全静态偏振分析器输出的功率谱对应的干涉图；/nS3、通过计算机对干涉图进行滤波、傅里叶变换和解调制处理，即获得太阳大气辐射的偏振光谱信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种全静态太阳偏振光谱测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、使用全静态偏振分析器接收来自太阳大气光辐射信号，并输出光信号的功率谱；
S2、使用空间外差光谱仪通过探测器一次曝光，测量记录全静态偏振分析器输出的功率谱对应的干涉图；
S3、通过计算机对干涉图进行滤波、傅里叶变换和解调制处理，即获得太阳大气辐射的偏振光谱信息。


2.根据权利要求1所述的一种全静态太阳偏振光谱测量方法，其特征在于：S1中所述的全静态偏振分析器加装在空间外差光谱仪的入射光路中。


3.根据权利要求2所述的一种全静态太阳偏振光谱测量方法，其特征在于：S1中所述的全静态偏振分析器由不同厚度的两片高阶延迟器和一片偏振片预设定方向组装而成。


4.根据权利要求3所述的一种全静态太阳偏振光谱测量方法，其特征在于：两片所述高阶延迟器的厚度比为2:1。


5.根据权利要求4所述的一种全静态太阳偏振光谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志平，汪鹏，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34