光学星冕成像技术的研究(2)

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第3章涉及两个实验：一是偏振干涉消光星冕成像，二是漩涡星冕成像。实验的器材与光路，及实验原理的分析都会在本章中仔细介绍。

1.3研究意义

用传统望远镜对太阳系外行星进行探测存在一些问题。首先，传统的望远镜系统由于存在像差与色差，且受限于极限分辨率（极限分辨率与入射光瞳直径有关，入射光瞳直径越大，极限分辨率越高），使得无穷远过来的两束光线的夹角不能过小；其次，最终的图像都是用人眼或探测器观察的，由于光波的频率非常高，人眼或探测器观察到的实际是光波在时间上一平均光强度，所以只有光强对比度在一定范围内的两个物点才能分辨开来，一但其中某个物点的光强大大弱于另一个物点，则较弱光强的一方会淹没在另一方的强光中。这种光强悬殊的物点又会反作用于望远镜的角分辨率：即为了对那个光强较弱的物点成像，两个物点对望远镜的夹角必须扩大。这些问题对太阳系外的类地行星的观察无疑是十分不利的。文献综述

本论文专门提出了两种解决方案。第一种是偏振干涉消光星冕成像，第二种是漩涡星冕成像。这两种方案的核心思想都是尽量消除恒星的光强，尽量保存系外类地行星的光强，从而提高成像的对比度，在一定程序上提高角分辨率。偏振技术的引入，最大的优势在于，所采用的光学器件都是普通的大小普通的器件特性，不需要入瞳直径特别大来提高极限分辨率，就可以达到提高极限分辨率、提高图像对比度的目的。而漩涡星冕仪最大的特点是在物镜后焦面上对相位的特殊调制，产生了一个相位不确定中心点，从光强上看，则有一个圆形的中央消光区域。这个消光区域对恒星光强的抵制起到很重要的作用，从而也产生高对比度的图像。这种高对比度是普通的望远镜所不能达到的。

关于这两种方案的可行性。偏振干涉消光星冕成像的光路中需要普通孔径的透镜（25mm、75mm、125mm、200mm）、4片偏振片、分束镜、半波片、平面反射镜、CCD相机；漩涡星冕成像的光路中需要普通孔径的透镜（包括焦距25mm、125mm、200mm）、分束镜、平面反射镜、孔径光阑、CCD相机、螺旋相位板。所有以上罗列的器件都是普通器件，实验室中容易获取，因此可以进行实际的实验。