Analysis of Telescope-Detector Coupling for a Mid-Infrared Solar Flare Observations Telescope

Abstract

This study analyzes various optical couplings between an RC telescope and an MIR detector to develop a portable instrument for solar observation. The coupling systems included lenses or mirrors –custom-made and catalog types–, as well as direct coupling analysis. Simulations of the couplings were performed using the Zemax package to estimate the ray dispersion, Airy disk diameter, and PSF. Coupling with catalog lenses shows better performance, and their FOV allows the observation of a region as wide as the solar diameter. Direct coupling provides a higher spatial resolution for resolving smaller solar active regions, although it has a smaller FOV than indirect coupling. Therefore, depending on the observation goal on the Sun, the telescope can operate with either optical coupling configuration to cover a larger or smaller area on the solar disk.

Resumen

Este trabajo analiza varios acoplamientos ópticos entre un telescopio RC y un detector MIR con el objetivo de desarrollar un instrumento portátil para la observación solar. Los sistemas de acoplamiento incluyen lentes o espejos, tanto de tipo personalizado como de catálogo, y se analiza el acoplamiento directo. Se realizan simulaciones de los acoplamientos con el programa Zemax para estimar la dispersión de rayos, el diámetro del disco de Airy y la PSF, entre otros. El acoplamiento con lentes de catálogo muestra un mejor desempeño y su campo de visión permitirá la observación de una región tan amplia como el diámetro solar. El acoplamiento directo provee mayor resolución espacial para resolver regiones de actividad solar pequeñas, aunque con un campo de visión más pequeño. Por lo tanto, dependiendo del objetivo de observación en el Sol, el telescopio puede operar con cualquiera de los acoplamientos para cubrir un área mayor o menor en el disco solar.