本年度完成的工作包括：扩展日冕仪的渐晕分析与补偿方法，日冕仪微弱光信号的提取研究，日冕仪数据处理方法的研究，日冕仪杂散光抑制各部件杂散光抑制效果检测。

1、完成日冕仪光学镜片和成像系统性能检测

已完成日冕仪光学镜片和成像系统性能检测。对日冕仪光学镜片的表面粗糙度和面型精度进行了检测，图1、图2为其中一个物镜的一个表面的粗糙度和面型精度检测结果，表面粗糙度达到rms 0.41nm，面型精度PV值低于λ/10。并完成了拒热镜的加工，并对拒热镜表面的粗糙度进行了检测。如图3所示，拒热镜表面粗糙度达到rms 0.739nm。

 

图1 物镜一面表面粗糙度

图2 物镜单面面型精度

图3表面粗糙度检测结果

完成了成像性能检测。成像性能主要检测了分辨率、视场和平场，分辨率和平场图像分别如图4、图5所示，分辨率采用焦距为300mm的平行光管的焦面上放置分辨率板，采用日冕仪对其进行成像。国标A1号分辨率板的第9号线，其线宽为100.8μm。由此计算得到其对应角分辨率为69.3角秒/像素。达到日冕仪要求分辨率70角秒/像素。并对视场进行了测试，测得内视场约为3.62°，外视场约为21.15°。

图4  分辨率检测图，采用f=300mm平行光管，1号分辨率板，观测9号线

图5  平场图像

2、完成日冕仪微弱光信号的提取的研究

3. 测试日冕仪试制样机并完成改进方案

1) 外掩体衍射光的检测

外掩体由于受到太阳直射光直接照射，其边缘会产生很强的衍射光，这部分衍射光的抑制通常采用多层挡板进行遮拦。传统外掩体通常采用圆形结构，本项目采用方形结构的多层外掩体来进一步抑制衍射光。圆形和方形结构的外掩体如图6所示。检测得到其衍射光分布如图7、图8所示。其中衍射光已被拒热镜散射到掩体后表面的杂光淹没掉。但可得到方形外掩体衍射光低于入射光强的2×10^-8，圆形外掩体衍射光低于入射光强的8×10^-9。

 

图6  试制的外掩体。左：方形；右：圆形

图7  方形外掩体的衍射检测

图8  圆形外掩体的衍射检测

2）拒热镜的散射抑制效果

如图9所示，左侧为采用普通拒热镜情况，外掩体后表面被完全照亮，右侧为采用超光滑拒热镜情况，外掩体后表面几乎没有光照射到。同时右侧的外掩体支撑杆采用倾斜的尖角结构，而左侧的支撑杆为平面结构，使得右侧支撑杆后表面的散射光也明显下降。

图9  普通拒热镜（左）与超光滑拒热镜（右）散射比较

3）内掩体的抑制效果

外掩体的衍射光的进一步消除通常采用在其共轭成像位置放置内掩体进行遮拦。图10给出了使用内掩体遮挡前后在像面的杂散光情况。在周围环境中有无内掩体的杂散光基本相差不大，仅在支撑杆附近稍有差别。这主要是因为环境散射光已经淹没外掩体的衍射光，使得检测过程无法体现出内掩体对外掩体的遮拦效果。

图10. 内掩体对外掩体遮挡的抑制效果

4）Lyot光阑的抑制效果

物镜口径边缘由于受到外掩体及外窗口衍射光的照射会产生衍射光，这部分光到达像面会造成杂散光。对其抑制通常采用对其聚焦成像并采用Lyot光阑进行遮拦。项目组对有Lyot光阑和无Lyot光阑时像面处的杂散光进行测量并对比得到如图11所示。在内掩体两端位置，在无Lyot光阑时杂散光约为有Lyot光阑时的2倍。

图11. 有无Lyot光阑时像面杂散光对比

5）总杂散光抑制水平检测

实验室测试总杂散光水平采用激光模拟太阳光照射日冕仪，并拍摄暗处的亮度，若无其它光照射，则暗处的亮度即为杂散光亮度。并采用同一个探测器对模拟太阳光进行拍摄，拍摄时采用衰减级次为10^-10的衰减片进行衰减，并比较散射杂散光亮度，得到如下图的杂散光分布图。总杂散光达到2.9×10^-12。

图11. 总杂散光分布图

改进方案

1）、外窗口中两边与物镜口径高度相同位置的衍射光较强，如图12所示。解决方案为采用如图13所示的部分锯齿形结构。

图12. 外窗口边缘与物镜口径等高度处的衍射光

图13 部分锯齿形外窗口结构

4. 完成电控及对准系统的研制