对感兴趣的目标(无论是轴外点源伴星还是扩展源内的单个空间分辨率元件)进行 CGI 线性偏振分数测量,都会受到不同杂散效应的困扰,需要通过设计进行校准或最小化。仪器偏振效应由端到端光学系统穆勒矩阵 (MM) 描述,如图 1 所示。穆勒矩阵描述了整个光学系统如何将非偏振光转换为偏振光,并修改源线性偏振分数及其方向。假设目标圆偏振分数可忽略不计(Vsky=0,对于所考虑的目标而言,这是一个有效的假设),并且鉴于罗马日冕仪仅测量线性偏振分数,必须确定 9 个 MM 系数才能将观测到的斯托克斯矢量转换为源真实斯托克斯矢量及其线性偏振分数的估计值。
1 简介 光学衍射是物理学中一个成熟的课题。众所周知,存在许多不同复杂程度的理论处理方法,从惠更斯小波方法到麦克斯韦方程的数值解。然而,在几个具有实际重要性和/或理论意义的情况下,衍射的全部影响要么尚未计算到所需的精度,要么尚未测量。此外,虽然衍射通常被认为是光学测量中的一个复杂因素,但衍射对设备尺寸的敏感性提出了衍射是否能在测量中发挥有用和直接作用的问题。衍射在计量学中的潜在利用是一条尚未探索的途径。辐射测量中最重要的测量之一是辐射度的测量。由于需要某种孔径才能进行这种测量以构建立体角,因此必须准确计算衍射效应,以实现最高精度的辐射测量。即使是最复杂的一级标准辐射计也需要衍射校正,该辐射计通过创建伪无限辐射源来最大限度地减少衍射效应。目前,衍射是限制一级和二级标准辐射测量精度的主要不确定性之一。对于辐射计中使用的相对较大的孔径尺寸,经典衍射理论原则上是足够的,尽管需要做工作来实现较低的计算不确定性。另一方面,对于接近几个波长尺寸的非常小的孔径,大多数衍射理论的假设都失效了。特别是色差和偏振效应变得明显,并且很难实现具有有用精度的计算和实验。尽管如此,超小孔径阵列已被考虑用作光谱滤波器。中等尺寸(即100 个波长量级)的孔径衍射在理论上是可处理的,因为小尺度效应可以忽略不计,而远场情况通常可以大大简化方程式,在实验室中是可以实现的。在这种情况下,存在一种有趣的可能性,即从衍射“反向”工作以确定孔径本身的尺寸。作为一种基于光使用的新型尺寸测量技术,这在计量学上很重要。是否具有足够的测量精度值得怀疑这些考虑导致了对衍射中未解决问题的双管齐下的研究:利用衍射测量孔径大小,并开发更精确的辐射测量衍射代码。2 衍射孔径测量 2.1 衍射孔径测量:理论 基于衍射的孔径测量技术利用了众所周知的事实,即远离衍射孔径,衍射图案的光场是孔径平面中光场的傅里叶变换。1 原则上,远处的衍射场(幅度和相位)可以通过快速傅里叶变换代码进行测量和变换,以产生完整的二维孔径函数。然而,在实践中,测量光场的相位会给实验装置带来很大的复杂性。