基于双波前传感器自适应光学技术的太阳光栅光谱仪

为了研究不同太阳大气高度的热力学特性,具有良好成像质量的成像型光栅光谱仪是实现这个目标的重要仪器。然而作为地基式太阳望远镜重要的终端仪器之一,光栅光谱仪的光谱成像性能不可避免的会受到动态波前像差和系统静态像差的影响。动态波前像差常通过在太阳望远镜系统中集成自适应光学系统进行补偿。针对光学系统中的由装调和光学元件加工等引起的静态波前像差,提出了一种基于自适应光学技术校正光栅光谱仪中静态波前像差的方法,并进行了数值模拟仿真和实验验证。实验结果表明,校正后系统的残余波前像差RMS≈0.025λ,此时波前像差对光谱分辨率和能量利用率的影响可忽略,提高了光栅光谱仪的光谱成像质量,证明了所提出的方法的有效性。此外它具有降低光学系统装调精度和光学元件加工精度要求的优点。     

声-光-力-热耦合作用下光热敏感水凝胶的溶胀变形行为

超声波在两种介质间传播时，声动量的转移在界面处产生超声辐射应力引发水凝胶形变。为研究光热敏感水凝胶在超声波、光辐射、机械载荷以及温度耦合作用下的大变形行为，采用变分法建立了光热敏感水凝胶声-光-力-热耦合本构模型，研究了声匹配条件下水凝胶单轴预拉伸时超声波强度、光强和温度对其溶胀行为的影响。研究结果表明：单轴预拉伸数值越大，水凝胶的平衡溶胀率越大；超声波强度越强，水凝胶的平衡溶胀率越大，平衡溶胀率随超声波强度增大呈线性递增关系；而随着温度升高，水凝胶的平衡溶胀率先减小后增大，存在一极小值；平衡溶胀率达到极小值时的温度值随预拉伸和超声波强度的增加而升高，随光强增加而降低；当环境温度超过极小值出现时的温度值后，预拉伸和超声波强度变化对水凝胶溶胀行为几乎没有影响，但光强变化对水凝胶溶胀行为仍有一定影响。