磁場(chǎng)是太陽(yáng)物理的第1觀測(cè)量,當(dāng)前太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)研究正邁向大視場(chǎng)、高時(shí)空分辨率、高偏振測(cè)量精度以及空間觀測(cè)的時(shí)代.中國(guó)首顆太陽(yáng)觀測(cè)衛(wèi)星—先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)（ASO-S）也配置了具有高時(shí)空分辨率、高磁場(chǎng)靈敏度的全日面矢量磁像儀（FMG）載荷,針對(duì)FMG載荷的需求,討論了大面陣、高幀頻互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）圖像傳感器應(yīng)用于太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)的可行性.首先,基于濾光器型太陽(yáng)磁像儀觀測(cè)的原理,比較分析了目前CMOS圖像傳感器（可用的或是可選的兩種快門模式）的特點(diǎn),指出全局快門類型更適合FMG;其次搭建了CMOS傳感器實(shí)驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng),測(cè)量了CMOS圖像傳感器的像素增益及其分布規(guī)律;最后在懷柔太陽(yáng)觀測(cè)基地的全日面太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡上開展了實(shí)測(cè)驗(yàn)證,獲得預(yù)期成果.在這些研究基礎(chǔ)上,形成了FMG載荷探測(cè)器選型方向. 

【文章來(lái)源】：天文學(xué)報(bào). 2020,61(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)流程

卷簾快門模式CIS芯片采用卷簾讀出模式,每一行像素的曝光與讀出都是獨(dú)立的如圖2左圖所示為卷簾快門模式的工作流程,雖然每一列的曝光時(shí)長(zhǎng)相同,但是其曝光起始時(shí)間不同,所以每一列捕捉到的圖像有時(shí)間差,如果被測(cè)物體變化較快,如圖2右圖所示,由于每一行的起始時(shí)間不同會(huì)形成形變.因此,采用卷簾快門模式的CIS芯片對(duì)太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)時(shí),在圖像的讀出時(shí)間內(nèi),不能進(jìn)行偏振分析器的調(diào)節(jié),結(jié)合圖1所示的觀測(cè)流程,卷簾快門模式與太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)流程結(jié)合后得到的工作流程如圖3所示.圖3 采用卷簾快門的太陽(yáng)磁場(chǎng)觀測(cè)流程圖

圖2 卷簾快門11-12由于在整個(gè)CIS芯片讀出時(shí)間中,不能改變光路的狀態(tài),因此該流程是一個(gè)串行觀測(cè)流程,即使CIS芯片的讀出幀頻很高,而在實(shí)際使用中,觀測(cè)頻率(一幀左旋或者右旋偏振像獲得的整個(gè)時(shí)間)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CIS芯片的最高幀頻.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]撫仙湖1米新真空太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡空間二維偏振光譜觀測(cè)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳宇超,徐稚,李正剛,袁沭,柳光乾,許駿,金振宇.  天文研究與技術(shù). 2018(04)



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