基于DMD的時(shí)變目標(biāo)模擬研究*

陳雪旗，姜愛民，莫小范

(1. 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)，北京 100101；2. 中國(guó)科學(xué)院空間天文與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049)

地基望遠(yuǎn)鏡在進(jìn)行太陽(yáng)觀測(cè)時(shí)，通常需要望遠(yuǎn)鏡對(duì)觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)幾十分鐘的高分辨率穩(wěn)定跟蹤。在長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)過(guò)程中，地基震動(dòng)、人員走動(dòng)和望遠(yuǎn)鏡跟蹤機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)等帶來(lái)的望遠(yuǎn)鏡機(jī)架抖動(dòng)以及大氣湍流擾動(dòng)不可避免地引起圖像偏移。為解決這一問(wèn)題，通常在望遠(yuǎn)鏡中應(yīng)用相關(guān)跟蹤穩(wěn)像技術(shù)，將望遠(yuǎn)鏡主光路中的部分光線分出，通過(guò)亞毫秒曝光獲得觀測(cè)目標(biāo)圖像，對(duì)觀測(cè)目標(biāo)圖像與參考圖像進(jìn)行相關(guān)計(jì)算得到圖像偏移量，通過(guò)調(diào)節(jié)插入主光路快擺鏡的擺動(dòng)角度構(gòu)成閉環(huán)控制，對(duì)圖像偏移予以補(bǔ)償[1]。實(shí)現(xiàn)上述功能的裝置也被稱為相關(guān)跟蹤器。

相關(guān)跟蹤器的補(bǔ)償效果既與相機(jī)和快擺鏡的硬件性能和閉環(huán)控制算法的軟件性能有關(guān)，也與所選取的觀測(cè)目標(biāo)有關(guān)。太陽(yáng)光球?qū)又械墓獍摺⑸驅(qū)又械淖V斑和日珥以及日冕中的瞬變現(xiàn)象存在時(shí)間短，不宜作為相關(guān)跟蹤器的觀測(cè)目標(biāo)。光球?qū)又械暮谧哟嬖跁r(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)比度高，是相關(guān)跟蹤器觀測(cè)目標(biāo)的理想選擇。但是黑子的數(shù)量較少，在太陽(yáng)表面分布稀疏，所以在感興趣區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)黑子的概率較小。太陽(yáng)米粒組織是太陽(yáng)光球的對(duì)流層中等離子體對(duì)流導(dǎo)致的現(xiàn)象，米粒組織中央的等離子體溫度較高，相較于其他區(qū)域顯得明亮，處于邊緣的等離子體由于溫度較低而顯得較為暗淡。……