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中国激光 2012年第4期39卷 173-179页

作者：侯俊峰于佳王东光邓元勇张志勇孙英姿中国科学院国家天文台太阳活动重点实验室北京100012

在旋转补偿器椭偏仪(RCE)的基础上,提出了一种自校准的波片相位延迟测量方法。该方法将补偿器的相位延迟作为未知参数,根据Mueller矩阵理论建立了4个非线性方程,求解得到待测波片的相位延迟;实现了补偿器相位延迟的自校准,消除了其定标... 详细信息

在旋转补偿器椭偏仪(RCE)的基础上,提出了一种自校准的波片相位延迟测量方法。该方法将补偿器的相位延迟作为未知参数,根据Mueller矩阵理论建立了4个非线性方程,求解得到待测波片的相位延迟;实现了补偿器相位延迟的自校准,消除了其定标不准确带来的系统误差,尤其适用于多个波长的波片延迟测量。在此基础上建立了一套波片延迟测量系统,并分析和模拟了各种主要的误差源对系统测量精度的影响。结果表明,对于任意延迟的波片,测量系统最大的系统误差和随机误差分别为0.036°和0.040°。此外,使用该方法分别测量了λ/4波片、λ/2波片、127°波片和空气(不放入任何样品)在波长517.3、525.0、532.4nm处的相位延迟以评估测量系统的性能,其中空气的相位延迟代表测量系统的测量精度,与模拟结果基本一致。

关键词：测量相位延迟自校准波片二向色性

斯托克斯椭偏仪的非线性最小二乘拟合偏振定标

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光学精密工程 2013年第8期21卷 1915-1922页

作者：侯俊峰王东光邓元勇张志勇孙英姿中国科学院国家天文台中国科学院太阳活动重点实验室北京100012

由于传统的斯托克斯椭偏仪定标方法中入射光源的偏振效应、定标单元中光学元件的制造与装调误差都会降低仪器矩阵的定标精度,从而影响偏振态的测量精度,本文提出了基于非线性最小二乘拟合算法的仪器矩阵偏振定标方法.该方法将描述定标... 详细信息

由于传统的斯托克斯椭偏仪定标方法中入射光源的偏振效应、定标单元中光学元件的制造与装调误差都会降低仪器矩阵的定标精度,从而影响偏振态的测量精度,本文提出了基于非线性最小二乘拟合算法的仪器矩阵偏振定标方法.该方法将描述定标单元的参量和仪器矩阵的所有矩阵元一起作为未知参数,根据偏振光学传输理论建立探测光强与未知参数的函数关系式；然后,基于非线性最小二乘拟合方法拟合实际探测光强随定标单元方位角的变化曲线,进而得到斯托克斯椭偏仪的仪器矩阵.实验中使用该方法和传统方法在500～700 nm波段分别定标了KD＊P型斯托克斯椭偏仪的仪器矩阵.结果显示,新方法在500～600 nm波段获得的斯托克斯参数的总均方根（RMS）偏差为1.6％,较传统定标方法提高约0.5％；波长大于600 nm时,由于系统信噪比降低使得新方法的测量精度降为2.4％,但仍然远高于传统方法的测量精度.结果表明,提出的方法简单易行,适用于各种斯托克斯椭偏仪的仪器矩阵定标.

关键词：太阳望远镜斯托克斯椭偏仪偏振定标非线性最小二乘拟合仪器矩阵

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大口径消色差波片的研制

中国激光 2010年第4期37卷 979-986页

作者：王东光邓元勇张志勇孙英姿玄伟佳中国科学院太阳活动重点实验室中国科学院国家天文台北京100012

高质量的消色差波片是太阳望远镜实现多波段观测的重要元件,它的消色差性能直接限制观测仪器的工作波长范围。通过对不同类型的消色差波片性能的理论分析与比较,优选出消色差性能最佳的由5片同种折射材料组成的消色差波片。对研制的φ37... 详细信息

高质量的消色差波片是太阳望远镜实现多波段观测的重要元件,它的消色差性能直接限制观测仪器的工作波长范围。通过对不同类型的消色差波片性能的理论分析与比较,优选出消色差性能最佳的由5片同种折射材料组成的消色差波片。对研制的φ37 mm口径聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol)塑料波片性能参数的测试显示,在486.1～656.3 nm波长范围内,λ/2波片延迟的绝对误差小于λ/350,光轴误差小于±0.2°;λ/4波片延迟的绝对误差小于λ/160,光轴误差小于±0.6°。在温度变化20～65℃范围内,延迟随温度变化在10^(-4)量级,视场效应明显优于双折射晶体。以上测试结果表明,这种聚乙烯醇塑料波片可以用于整个可见光区域,且具有极好的温度效应和视场效应,适用于多波长需求的仪器。

关键词：物理光学消色差波片聚乙烯醇薄膜延迟光轴

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分时偏振成像系统中光束偏离的补偿方法研究

物理学报 2015年第6期64卷 105-110页

作者：侯俊峰吴太夏王东光邓元勇张志勇孙英姿中国科学院国家天文台中国科学院太阳活动重点实验室北京100012 中国科学院遥感与数字地球研究所北京100101

分时偏振成像系统需要通过旋转检偏器获取场景的偏振信息(I,Q,U),检偏器的前后表面间不平行(也称为楔角)将导致成像光束发生偏离且随检偏器旋转而旋转,这将降低偏振成像系统的空间分辨率和偏振测量精度.本文提出调整检偏器相对于入射主... 详细信息

分时偏振成像系统需要通过旋转检偏器获取场景的偏振信息(I,Q,U),检偏器的前后表面间不平行(也称为楔角)将导致成像光束发生偏离且随检偏器旋转而旋转,这将降低偏振成像系统的空间分辨率和偏振测量精度.本文提出调整检偏器相对于入射主光轴倾斜角的方法来补偿上述光束偏离.以格兰棱镜作为检偏器,根据几何光学理论,推导了分时偏振成像系统光束偏离的一阶近似补偿模型,获得倾斜角与格兰棱镜楔角之间的函数关系,并通过仿真模拟验证了该补偿方法的可行性和有效性.研究结果表明,将格兰棱镜置于汇聚光路中,光束偏离的一阶误差可以通过调节格兰棱镜的倾斜角有效补偿;倾斜角大小与棱镜折射率、楔角及棱镜距电荷耦合元件靶面的距离成正比,与棱镜厚度成反比.该结果为研制高精度分时偏振成像系统提供了切实可行的理论依据.

关键词：格兰棱镜光束偏离偏振成像

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基于液晶波片的近红外偏振分析器

中国激光 2010年第3期37卷 696-702页

作者：张志勇邓元勇王东光孙英姿玄伟佳中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院太阳活动重点实验室(国家天文台) 北京100012

应用偏振分析器精确测量太阳光的偏振状态,并利用塞曼效应原理可以反演出太阳大气中的磁场形态,进而可以研究太阳黑子、耀斑及日冕物质抛射(cme)等活动现象。近红外波段观测是太阳物理研究的前沿领域,研制该波段偏振分析器可以获得比可... 详细信息

应用偏振分析器精确测量太阳光的偏振状态,并利用塞曼效应原理可以反演出太阳大气中的磁场形态,进而可以研究太阳黑子、耀斑及日冕物质抛射(cme)等活动现象。近红外波段观测是太阳物理研究的前沿领域,研制该波段偏振分析器可以获得比可见光更为丰富的信息,有利于解决太阳物理的基本问题。用一片λ/2与一片1λ可调相位延迟向列液晶波片(LCVR)组合,作为电光调制系统,并选用近红外波段消光比为10-5的偏振片作为检偏器,构成近红外偏振分析器。建立了精度为±0.01℃恒温控制系统。设计了电光调制方案,并对液晶波片的相位延迟与驱动电压的对应关系进行了精确定标。误差分析表明该方案交叉串扰(crosstalk)可到10-3量级,满足设计需求;与传统电光晶体KD*P等相比,液晶波片具有仅需低压调制、相位延迟连续可调、近红外波段透过率高、能够形成大口径等优势;同时由于无需机械移动部件,因而测量各斯托克斯(Stokes)参量间切换速度达到了毫秒量级,比机械移动调制形式的速度提高了2个数量级,从而可提高仪器测量的时间分辨率。

关键词：应用光学偏振分析器液晶波片近红外

月基甚低频射电干涉仪Tripole天线特性研究

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电波科学学报 2010年第6期25卷 1064-1072页

作者：陈林杰 AMIN Aminaei 颜毅华中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院太阳活动重点实验室(国家天文台) 北京100012 Radboud University Nijmegen

对月基甚低频射电干涉仪所用Tripole矢量有源天线进行理论分析,计算了不同激励下的辐射方向图以及给定方向图时所需的激励。不同于传统的天线阵列方法,单一的Tri-pole(三阵子)天线即可实现对入射波达波方向(DOA)的估计。运用改进的基于... 详细信息

对月基甚低频射电干涉仪所用Tripole矢量有源天线进行理论分析,计算了不同激励下的辐射方向图以及给定方向图时所需的激励。不同于传统的天线阵列方法,单一的Tri-pole(三阵子)天线即可实现对入射波达波方向(DOA)的估计。运用改进的基于单位矩阵束(UMP)和最小二乘法(LS)的算法实现了对Tripole天线达波方向的估计,该算法适用于对入射波不同频率分量的DOA估计,计算量小,且估计精度更高,仿真结果表明了算法的有效性。

关键词：射电干涉仪 Tripole天线 DOA估计

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太阳磁场非势性研究中的光流技术法

天文学进展 2010年第2期28卷 144-152页

作者：刘继宏张洪起石家庄学院物理系石家庄050035 中国科学院太阳活动重点实验室国家天文台北京100012

综述了太阳磁场非势性研究中几种光流技术法,并进一步讨论了光流技术应用后可得到的新非势性参量。主要内容分为以下两部分:(1)光流技术法是近年来太阳磁场非势性研究中新兴起的一系列图像分析法的统称,主要包括LCT、ILCT、MEF、DAVE和N... 详细信息

综述了太阳磁场非势性研究中几种光流技术法,并进一步讨论了光流技术应用后可得到的新非势性参量。主要内容分为以下两部分:(1)光流技术法是近年来太阳磁场非势性研究中新兴起的一系列图像分析法的统称,主要包括LCT、ILCT、MEF、DAVE和NAVE。对它们的计算条件、适用范围和优缺点进行了详细说明和比较。(2)应用光流技术,人们可以由时间序列的磁图得到磁结构的光流,从而直接由观测资料计算求得磁力线足点的水平流速度,进而得出磁螺度流(磁螺度由光球向日冕的注入率)、太阳表面的感应电场,光球表面的非势磁应力(其面积分就是洛伦兹力)等一系列新的非势性参量。前期研究表明,这些参量与耀斑、日珥爆发、cme等大的太阳爆发事件密切相关。

关键词：太阳太阳磁场光流技术非势性磁螺度

科研科普、学术活动、科普活动的有机结合——记1997年中国黑龙江日全食和慧星观测活动

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学会 2009年第4期 62-64页

作者：胡祥明学会改革与发展理论研究组

1997年3月5日至10日，在黑龙江省大兴安岭地区漠河县境内，经由国务院批准，由中国科学院、中国天文学会、黑龙江省科协主办了1997中国黑龙江日全食和慧星观测活动。来自国内16个省、市、自治区和14所大学科研单位及美国、日本、意大利... 详细信息

1997年3月5日至10日，在黑龙江省大兴安岭地区漠河县境内，经由国务院批准，由中国科学院、中国天文学会、黑龙江省科协主办了1997中国黑龙江日全食和慧星观测活动。来自国内16个省、市、自治区和14所大学科研单位及美国、日本、意大利、韩国、港澳台地区的500多位天文学工作者、业余爱好者赴漠河县参加科学研究和科学观测活动，出席“太阳与人类环境”国际学术会议。

关键词：中国科学院黑龙江省观测活动科研单位日全食科普活动学术活动慧星

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空间天气驱动源--太阳风暴研究

中国科学：地球科学 2013年第7期43卷 883-911页

作者：汪景琇季海生中国科学院太阳活动重点实验室、中国科学院国家天文台北京100012 中国科学院暗物质和空间天文重点实验室、中国科学院紫金山天文台南京210008

太阳风暴作为一个约定俗成的术语,近年为学术界和公众所普遍接受.它形象地描述了以强太阳耀斑和日冕物质抛射为代表的太阳爆发事件扫过行星际空间,在行星际传播、发展和影响空间环境的物理过程.太阳风暴所驱动的空间灾害性天气,影响人... 详细信息

太阳风暴作为一个约定俗成的术语,近年为学术界和公众所普遍接受.它形象地描述了以强太阳耀斑和日冕物质抛射为代表的太阳爆发事件扫过行星际空间,在行星际传播、发展和影响空间环境的物理过程.太阳风暴所驱动的空间灾害性天气,影响人类技术系统的安全和运行的可靠性,是在高技术时代人类面临的自然灾害之一.本文概述太阳风暴的观测特征和相关基础研究中的主要科学问题,着重评述近年国内外太阳风暴观测研究的主要进展,评介中国学者的学术贡献及面临的机遇和挑战.在国际空间观测竞相发展、不断取得突破性发现的今天,发展我国独立自主的太阳物理学和空间物理学空间探测,是推动我国空间科学基础研究发展的关键;而聚焦太阳风暴发生、发展和空间天气形成的机理研究,形成空间灾害性天气预报的理论框架,则成为提高我国空间灾害性天气预报和预警能力的根本.

关键词：太阳活动太阳磁场空间天气

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