[发明专利]一种同步偏振观测装置及观测方法

说明书

本申请公开了一种同步偏振观测装置和观测方法，其中观测装置包括双偏振棱镜，所述双偏振棱镜包括第一沃拉斯顿棱镜及设置在第一沃拉斯顿棱镜旁的第二沃拉斯顿棱镜，所述第一沃拉斯顿棱镜和所述第二沃拉斯顿棱镜的晶轴相差45度，所述第一沃拉斯顿棱镜和所述第二沃拉斯顿棱镜的前端分别设置有光楔，所述双偏振棱镜被配置为一束入射光经过所述双偏振棱镜具有光楔的一端进入所述双偏振棱镜后能够被同时调制成四束线偏振光。本申请的一个技术效果在于，通过一次曝光的数据，经过处理就可以得到I，Q，U三个斯托克斯参量，进而计算得到线偏振度和线偏振角，实现了高时间分辨率和高精度的线偏振测量。

技术领域

本申请属于天文观测技术领域，具体地说，涉及一种同步偏振观测装置及观测方法。

背景技术

偏振态和强度、方向、波长是光的四个基本属性。按照偏振态来划分，自然界的光分为偏振光和自然光(非偏振光)。光波是一种电磁波，是横波，其电矢量在垂直于传播方向的平面内振动，当电矢量的角分布是各向同性时叫自然光，反之当电矢量的角分布是各向异性时叫偏振光，偏振光又分为线偏振光和圆偏振光。

1852年，斯托克斯采用四个参数(I，Q，U，V)来表征光的偏振态,其中I表示总光强，Q表示X轴方向直线偏振光分量，U表示45⁰方向直线偏振光分量，V表示右旋圆偏振光分量。上述四个参量作为元素的列矩阵代表一个四维矢量，称为斯托克斯矢量。

传统的线偏振测量需要分别旋转偏振片到0度，90度，45度和135度(对于半波片需要旋转到0度，22.5度，45度和67.5度)，然后每次到位后再执行曝光，共计四次曝光，才能通过数据处理得到I，Q，U三个斯托克斯参量，进而计算得到线偏振度和线偏振角，耗时较长，且因为四幅图像不是同时拍摄的，对于一些有快速偏振变化的目标就无法完成高精度的测量。

因此，有必要提供一种同步偏振观测装置。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种同步偏振观测装置的新技术方案。

根据本申请的一个方面，本申请提供了一种同步偏振观测装置，包括双偏振棱镜，所述双偏振棱镜包括第一沃拉斯顿棱镜及设置在第一沃拉斯顿棱镜旁的第二沃拉斯顿棱镜，所述第一沃拉斯顿棱镜和所述第二沃拉斯顿棱镜的晶轴相差45度，所述第一沃拉斯顿棱镜和所述第二沃拉斯顿棱镜的前端分别设置有光楔，所述双偏振棱镜被配置为一束入射光经过所述双偏振棱镜具有光楔的一端进入所述双偏振棱镜后能够被同时调制成四束线偏振光。

可选地，所述第一沃拉斯顿棱镜和所述第二沃拉斯顿棱镜采用氟化钇锂晶体材料或氟化镁晶体材料制成。

可选地，所述光楔采用石英玻璃制成。

可选地，还包括望远镜，所述双偏振棱镜设置在所述望远镜后的准直光路上，所述双偏振棱镜设置有光楔的一端正对所述光路。

可选地，所述双偏振棱镜与所述望远镜的镜片之间设置有狭缝。

可选地，所述狭缝与所述望远镜的镜片之间设置有滤光片。

可选地，还包括棱栅轮，所述双偏振棱镜设置在所述棱栅轮上。

可选地，还包括CCD相机，沿光路，所述CCD相机设置在所述双偏振棱镜后，所述CCD相机被配置为能够接收被所述双偏振棱镜调制成四束线偏振光。

根据本申请的另一个方面，本申请还提供了一种同步偏振观测方法，包括以下步骤：

使用上述的同步偏振观测装置；

将所述同步偏振观测装置对准天体，调整焦距，使得准直入射光直射所述双偏振棱镜具有光楔的一端；

使用CCD相机接收被所述双偏振棱镜调制成四束线偏振光并进行曝光；

通过软件测光处理得到四个光强测量：I0，I90，I45，I135；