[发明专利]一种光学装置和降低仪器偏振效应的方法

说明书

本申请提供了一种光学装置和降低仪器偏振效应的方法，能够有效的降低仪器偏振效应。所述装置包括基座，在所述基座的内壁上设置有第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜和第四平面镜，其中，第一平面镜的延长线与第二平面镜延长线的夹角为45度，第三平面镜的延长线与第四平面镜延长线的夹角为45度，第一平面垂直于第二平面，第一平面为第二平面镜的入射光线与第二平面镜的出射光线形成的平面，第二平面为第四平面镜的入射光线与第四平面镜的出射光线形成的平面，入射光线以22.5度的入射角射入所述光学装置，经第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜和第四平面镜依次反射，得到出射光线。

技术领域

本申请涉及光学领域，并且更具体的，涉及一种光学装置和降低仪器偏振效应的方法。

背景技术

望远镜的光学系统一般由主光学系统、折轴光路和终端仪器三部分组成。其中，折轴光路的作用是将经主光学系统汇聚的光导向位于望远镜下方的终端仪器房。为了在望远镜指向运动中将光束稳定在仪器房中，折轴光路需要先将经主光学系统汇聚的光导向望远镜的高度轴，后导向望远镜的方位轴。

因此，在折轴光路中会使用若干倾斜入射的平面反射镜。然而倾斜入射的平面反射镜会引起严重的仪器偏振效应，从而降低望远镜的偏振测量能力。为此，如何降低甚至消除折轴光路引起的仪器偏振效应就成为当前望远镜偏振设计的重要问题。

我国最大口径真空太阳望远镜（NVST）主系统采用对称格里高利结构，折轴系统的三个反射镜的光束入射角度均为45度，产生了大的仪器偏振，只能采用偏振定标的方式降低光学设计的不足。

德国1m口径太阳望远镜Gergory的折轴光学系统的设计上考虑了仪器偏振的问题，为了降低仪器偏振，主要采用光束小角度入射；欧洲南方天文台（ESO）在建的4米口径太阳望远镜采用光束入射角度互补方式降低仪器偏振但是望远镜的偏振状态随着方位轴的改变而变的。

美国4米DKIST 离轴太阳望远镜，由于主系统是离轴格里高利系统，同样存在仪器偏振，即使后端折轴系统做了偏振优化设计，也很难消除望远镜系统的仪器偏振。

综上，无论是光学系统设计阶段减小仪器偏振，还是通过仪器定标的方式降低仪器偏振，都存在一个问题，目前没有一种光学结构能最小化望远镜的仪器偏振，并且随着望远镜高度轴的改变，望远镜的偏振状态不随之变化。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种光学装置，该光学装置的结构设计能够有效的降低仪器偏振效应，并且使望远镜的偏振状态不随着跟踪而改变。

第一方面，提供了一种光学装置，包括：基座，在所述基座的内壁上设置有第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜和第四平面镜，其中，所述第一平面镜的延长线与所述第二平面镜延长线的夹角为45度，所述第三平面镜的延长线与所述第四平面镜延长线的夹角为45度，第一平面垂直于第二平面，所述第一平面为所述第二平面镜的入射光线与所述第二平面镜的出射光线形成的平面，所述第二平面为所述第四平面镜的入射光线与所述第四平面镜的出射光线形成的平面，入射光线以22.5度的入射角射入所述光学装置，经所述第一平面镜、所述第二平面镜、所述第三平面镜和所述第四平面镜依次反射，得到出射光线。

因此，通过在基座内壁上设置四面平面反射镜，其中两组夹角互为45度，但不相交的形式，光线入射角22.5度，有效的降低了该光学装置的仪器偏振。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述内壁包括第一内壁、第二内壁、第三内壁和第四内壁，所述第一内壁分别与所述第二内壁和所述第三内壁垂直连接，所述第四内壁分别与所述第二内壁和所述第三内壁垂直连接，所述第一内壁与所述第四内壁垂直，所述第一内壁上设置有第一平面镜，所述第一平面镜与所述第一内壁的夹角为22.5度；所述第二内壁上设置有第二平面镜，所述第二平面镜与所述第二内壁的夹角为22.5度；所述第三内壁上设置有第三平面镜，所述第三平面镜与所述第三内壁的夹角为22.5度；所述第四内壁上设置有第四平面镜，所述第四平面镜与所述第四内壁的夹角为22.5度。