Arago空间任务项目的分光偏振仪光学设计

Arago是提交给欧洲空间局M7科学计划的一个空间任务概念。它将针对恒星物理中的若干科学目标，包括恒星-行星相互作用的表征。该概念基于一架安装在Ariel型平台上的1米级Ritchey-Chretien F/13望远镜。科学载荷包括一个通用偏振单元和通过二向色分光镜连接的两台光谱仪。偏振单元由6块以光学接触成对连接的MgF2平板和一个Wollaston分析器组成。每个光谱通道均为一台中阶梯光栅光谱仪。第一台将在119-320 nm紫外波段工作，光谱分辨力 R>25 000。它由离轴抛物面准直镜、准Littrow安装的中阶梯光栅、交叉色散凹面光栅和CMOS相机组成。交叉色散光栅同时作为相机镜面，是一块用像差波前记录于球形基底上的全息光栅。光谱图像投影到d掺杂CMOS探测器上。第二光谱通道在350-888 nm可见光范围工作，R>35 000，并使用浸没光栅。图像通过4片透镜物镜聚焦到CMOS探测器上。此外，光学设计包含两级精细引导系统。第一级为投影系统，跟踪入射针孔周围的图像并与平台执行器通信。第二级由可见光通道中阶梯光栅的0级衍射供光，与二向色镜前的 tip-tilt 镜通信。第一级应将平台指向精度从8"提升至200 mas精度，以保证星像通过仪器入射针孔。第二级应进一步校正指向精度以及一些热弹性变形。