Расчет инструментальной поляризации

После прохождения через анализатор (линейной или круговой) поляризации свет расщепляется на два пучка, линейно поляризованных во взаимно ортогональных плоскостях. Пучки света с разной ориентацией плоскости поляризации отклоняются от главной оптической оси и по-разному заполняют оптику спектрографа, что приводит к различию в распределении энергии в ортогональных компонентах одного порядка (в зависимоти от конструкции анализатора один из пучков света может распространяться вдоль оптической оси спектрографа, как в варианте наблюдения с обычной щелью). Кроме этого, оптические свойства элементов спектрографа (зеркал, дифракционных решеток, поверхностей линзовой оптики, поверхности светоприемника) зависят от ориентации плоскости поляризации падающего на них света. Все эти эффекты, вызванные разной реакцией прибора на пучки света с разной ориентацией плоскости поляризации, будем называть инструментальной поляризацией. Инструментальные эффекты для эшелле-спектрополяриметра первичного фокуса БТА исследованы в работе Панчука и др. ([2001]), для эшелле-спектрополяриметра на базе спектрографа РЫСЬ - в работе Панчука и др. ([2001]). Для определения величины инструментальной поляризации регистрируется спектр звезды - стандарта нулевой поляризации, расчитываются параметры Стокса $Q$, $U$ и $V$, и эти значения вычитаются из соответствующих параметров в спектре исследуемой звезды.

Методика спектральных наблюдений в поляриметрической моде выглядит следующим образом. Для исследования линейной поляризаци (параметры $Q$ и $U$), при двух положениях спектрографа, различающихся по позиционному углу на 45, - в случае наблюдения в прямом фокусе, или при двух положениях полуволновой пластинки, различающихся по позиционному углу на 27.5, - в случае наблюдения в фокусе Нэсмита, - последовательно регистрируются спектр звезды (см., например, рис.7 в работе Панчука и др. ([2001])), и спектр калибровочной ThAr-лампы. При необходимости получения четвертого параметра Стокса $V$, для исследования круговой поляризации, регистрируется спектр звезды и калибровочной лампы с анализатором круговой поляризации, где вместо полуволновой пластинки вводится четвертьволновая пластинка. Частота получения спектров калибровочной лампы определяется стабильностью спектрографа, при наблюдении в прямом фокусе спектр ThAr-лампы необходимо регистрировать при каждом развороте прибора, при наблюдении на спектрографах фокуса Нэсмит достаточно нескольких калибровочных спектров за ночь. Также в каждую ночь необходимо получать, по крайней мере один раз, спектры неполяризованной звезды и спектры стандарта линейной поляризации. Параметры Стокса $Q$, $U$ и $V$ вычисляются как отношение разности интенсивностей двух компонент спектрального порядка к их сумме. Для определенности будем всегда вычитать из верхней компоненты спектрального порядка нижнюю. Параметром $Q$ будем обозначать отношение разности к сумме интенсивностей компонент порядка при нормальном положении спектрографа (P2 примерно 160 для PFES) или начальном положении полуволновой пластины (НЭС, Рысь), а параметром $U$ - такое отношение при положении спектрографа, отстоящего от нормального на 45 по позиционному углу, или положении полуволновой пластины отличающегося на 27.5от начального. Параметр $V$ определяется однозначно, т.к. не зависит от пространственной ориентации спектрополяриметра.

Рассчет инструментальной поляризации осуществляется при помощи программы

@@ instpol p1 p2

p1 - номер спектра стандарта нулевой поляризации, p2 - наименование параметра поляризации (U,Q,V). На выходе программы формируются файлы ipol_U.bdf, ipol_Q.bdf и ipol_V.bdf, содержащие инструментальные поправки к соответствующим параметрам поляризации.