用于球载观测的太阳远红外光度计

    1  前言

    地球周围有一层很厚的大气，在地面上进行天文观测很不利，特别是天体发出的远红外光几乎全部被大气吸收;用卫星进行天文观测当然是一种很好的手段，但是它要求很高的技术和投人大量的经费;用高空气球进行红外天文观测介于地面观测和卫星观测之间，投人相当于卫星经费的很小一部分和相对简单的技术就能取得地面上无法取得的观测资料。我台的球载太阳红外观测就是在这样的情况下，于80年代开始筹建的。

    太阳是红外辐射最强的天体，是我们用球载观测的第一个目标。太阳被用来试验该球载红外望远镜的观测技术及以太阳为目标的指向和跟踪等问题，为在卫星上进行红外观测打下基础。同时可以根据观测到的太阳亮度温度的变化，研究太阳光球层和色球层之间的负氢离子(H一，)数量的变化，进一步研究太阳的活动规律，把根据观测获得的亮度温度值作为改进太阳常数的数据。

    2  红外光度计的结构

    图1为以太阳为观测目标的红外光度计框图。太阳光经过红外窗口1达望远镜主镜2，再经副镜3和反射镜4，将会聚的红外光反射到镜筒外，经滤光片6后聚焦在探测器表面。另外，在光路中还需加进调制盘5。探测器将调制的光信号转变为相应的电信号，经前置放大器、交流放大器和带通滤波器后送到同步检波器，同时调制盘的调制频率信号经过低通滤波器和放大整形后也送到同步检波器作为参考信号，以此来完成观测信号的全波鉴相。检波后的输出信号一路在球上记录，另一路经PCM编码后，由遥测发射机送到地面。

    2.1 红外窗口

    用于观测太阳的红外窗口要求:l)将可见光全部挡住而让要观测波段的辐射尽量多的通过。如果不设窗口，经过望远镜聚焦后的太阳热量足以破坏滤光片和探测器，同时也将大大增加望远镜内部的温度;2)气球在30一40km的高空飞行，向着太阳和背着太阳，温差很大，故要求窗口材料在环境温度士80℃变化时不能变形，更不能断裂。根据上述的要求，塑料是作为窗口的理想材料。聚对苯二甲酸乙二醇脂ll]，能适应很宽的温度变化范围，有很强的抗拉强度，面积也可以很大，是比较理想的红外窗口材料。这种材料不足之处是颜色透明，可见光能同样透过。为此，在加工成形的过程中要经过高温染黑，其透过率特性曲线如图2所示。这种材料在温度一110一+160℃之间变化时性能稳定。当望远镜前面加了这种聚脂材料做的窗口之后，可将太阳的总能量减少到原来的1/183巧，从而保护了滤光片和探测器。