云南天文台在Fabry-Perot太阳成像光谱仪全视场波长漂移定标方面取得进展

近期,中国科学院云南天文台天文技术实验室高级工程师马琳和季凯帆研究员等人对Fabry-PerotF-P)太阳成像光谱仪全视场波长漂移定标方法开展了系统研究。相关研究成果于202649日正式发表在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)上。

F-P太阳成像光谱仪是目前太阳高分辨成像光谱观测和磁场测量的重要仪器,广泛应用于全球各大太阳望远镜。然而,F-P滤光器的腔隙缺陷与仪器装配误差等会在全视场范围内引入非均匀波长响应,由此“伪造”出虚假的太阳运动信号,进而掩盖真实物理过程,严重制约速度场和磁场诊断的精度。

针对上述问题,该研究提出了一种基于太阳平场数据的全视场波长漂移定标方法。首先利用互相关质心算法精确提取光谱仪全视场相对波长漂移,并将其分解为线性与非线性分量。随后,通过构建驱动器偏置电压与线性漂移响应模型对线性分量进行主动补偿;同时对非线性分量进行测量,并将其确定为光谱仪的固有系统偏差。校准后,光谱仪全视场波长响应均匀性显著提升,有效消除了大范围虚假速度信号,使此前被仪器误差掩盖的真实太阳表面小尺度运动结构得以清晰呈现,为高精度太阳磁场和速度场观测奠定了关键技术基础。

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、云南省兴滇英才支持计划及云南省太阳物理与空间科学重点实验室等项目的支持。

1:波长漂移补偿前后对太阳黑子AR14248的观测。 (a–e) 校正前,在−0.9 Å、−0.6 Å0 Å线心)、+0.6 Å+0.9 Å波长偏移下的单色图像;(f–j) 校正后,相同波长偏移的单色图像。

2:波长漂移补偿前后的速度场。(a) 校正前的速度场。(b) 校正后的速度场。

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