CC BY
152
РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ВЕНЕРЫ
ПО ДИСКУ СОЛНЦА С ПОМОЩЬЮ ТЕЛЕСКОПА С ДИФРАКЦИОННЫМ
АПОДИЗАЦИОННЫМ ФИЛЬТРОМ
Николай Юрьевич Никаноров
Открытое акционерное общество «Производственное объединение «Новосибирский приборостроительный завод», 630049, Россия, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук 179/2, заместитель начальника отдела главного оптика, тел. (383) 2160937, e-mail: distorsya@ngs.ru
В статье приведено сравнение фотографий Венеры на фоне диска Солнца, сделанные с помощью телескопа ТАЛ-100 с применением дифракционного аподизационного фильтра и без него, а также описание особенностей применённого дифракционного аподизационного фильтра.
Ключевые слова: дифракционный, аподизационный фильтр телескоп ТАЛ-100, прохождение Венеры через диск Солнца, дифракционное изображение точки.
RESULTS OBSERVATION VENUS CROSSING TO DISC
OF SOLAR WITH TELESKOP WITH DIFFRACTIV APODIZING FILTER
Nikolay Yu. Nikanorov
Joint-stacte company «Novosibirsk instrument-making plant», 630049, Russia, Novosibirsk, D. Kovalchuk str. 179/2, (383) 2160937, e-mail: distorsya@ngs.ru
The paper presents the images of Venus against the background of the solar disk taken with the TAL-100 telescope with and without the use of diffractive apodizing filter, as well as the characteristics of the applied diffraction filter.
Key words: diffractive anodizing filter, telescope TAL- 100, Venus crossing to disc of Solar, diffractive image of dot.
В настоящее время одним из способов повышения информативности изображений получаемых с помощью телескопов, является применение аподиза-ционных фильтров той или иной конструкции. Как известно, аподизацией называется преобразование структуры изображения точки путем изменения амплитудного и фазового пропускания апертуры оптической системы (зрачка) [1]. Целью аподизации является перераспределение энергии в дифракционном изображении точки: подавление яркости светлых колец, уменьшение диаметра центрального ядра. Метод реализации аподизации это различные виды экранирования входного зрачка (применение Г ауссовых и супер-Г ауссовых фильтров, центральное экранирование и др.). Применение Гауссовых и супер-Гауссовых фильтров приводит к почти полному подавлению светлых колец, но приводит к значительному уширению центрального ядра [2].
Новый виток интереса к аподизационным фильтрам был вызван поиском экзо-планет. Для решения данной задачи разрабатываются специальные фильтры, которые уменьшают яркость светлых, колец при этом диаметр центрального ядра должен остаться неизменным и в идеале уменьшиться.
Примеры реализации данных фильтров приведены в работах коллективов под руководством Мартинеца из Европейской южной обсерватории [3] и Кодона из Стюартовской обсерватории [4].
В работе сотрудников Европейской Южной обсерватории описан и исследован аподизационный фильтр для коронографа Лио. В данном случае изменение пропускания вдоль апертуры обеспечивается за счет изменения количества микроотверстий в различных зонах (см. рис. 1, 2).
Рис. 1. Структура аподизационного фильтра
Рис. 2. Функция светопропускания фильтра
Сотрудники Стюартовской обсерватории предлагают аподизационный фильтр для повышения контраста изображения ММТ с целью поиска экзо-планет.
Данные фильтры является достаточно уникальным и его тиражирование достаточно сложный процесс.
С целью упрощения процесса тиражирования данного вида фильтров, в соавторстве с сотрудником лаборатории дифракционной оптики ИАиЭ СО РАН А.Г. Седухиным была разработана конструкция полно-апертурного дифракционного аподизационного фильтра для телескопов рефракторов с диаметром входного зрачка 100 мм (ТАЛ-100, ТАЛ-100R и др.).
Дифракционный аподизационный фильтр представляет собой плоскопараллельную пластину, с нанесенной на ней концентрической кольцевой структурой с периодом 15 мкм при этом изменение пропускания обеспечивалось за счет изменения соотношения ширины светлых и темных зон в пределах периода структуры. На рис. 3 приведена фотография дифракционного аподизационного фильтра.
9 лвЯ
_________ж.__________-
Рис. 2. Фотография аподизационного фильтра
Данный аподизационный фильтр обеспечивает подавление интенсивности первых трех светлых колец в не менее чем в 10 раз при этом диаметр центрального ядра остается без изменений [5].
Шестого июня 2012 года в Новосибирске состоялось достаточно редкое астрономическое событие: прохождение Венеры по диску Солнца. Автор произвел съемку данного явления. Съемка производилась с помощью серийного телескопа ТАЛ-100 (диаметр объектива 100 мм, фокусное расстояние 996,0 мм) в качестве регистратора использовался фотоаппарат CANON EOS-450, пристыкованный к фокусировочному устройству телескопа с помощью специального адаптера. Фотографии Венеры на фоне диска Солнца были выполнены как
с применением дифракционного аподизационного фильтра, так и без него на рис. 4 и 5 фотографии Венеры на фоне диска Солнца.
Рис. 4. Фотография Венеры без аподизационного фильтра
Рис. 5. Фотография Венеры с применением аподизационного фильтра.
На рис. 6 приведены графики интенсивности, полученные при обработке фотографий с помощью программы «ImageJ».
| 100 > стг О
50
0 50 100 150 200
Distance (pixels)
120
ill
ГС5
>100 :_
О
80
О 50 100 150 200
/niirninii
Рис. 6. Графики интенсивности (снимок без аподизационного фильтра в верху,
с аподизационным фильтром в низу)
Из графиков, приведенных на рис. 6, видно, что применение аподизационного фильтра повышает контрастность изображения темного объекта на фоне яркого.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Коронкевич В.П. Формирование изображения в оптических системах. - Новосибирск: НГТУ, 2005.
2. Li Y. Laigl beams with float-topped profiles. Optics letters. 2002, 27, No 12.
3. Martnez P., Donner C.,E. Carpenter Aller, Kasper M., Boccaletti A., Dohlen K., Yaitskova N. Design, analysis, and testing of microdot apodizer for the Pupil Liot Coronograph// Astronomy & Astrophysics 2009, 495, P.0363-0370.
4 Codona J.L., Kenworhty M.A., Hinz P.M., Angel J.R.P., and Woolf N.J. A higt-contrast for the MMT using phase apodization: design and observation at 5 microns and 2 X/D radius. Proc. SPIE 2006, 6269 doi:10.1117/12.672727.
5 Полещук А.Г, Седухин А.Г., Никаноров Н.Ю. Апертурная аподизация на регулярных решетках с переменным пропусканием в нулевом порядке дифракции// Автометрия. 2013 (В печати).
© Н.Ю. Никаноров, 2013
