基于中小型望遠(yuǎn)鏡的高色散光譜儀性能測(cè)試與積分視場(chǎng)單元設(shè)計(jì).pdf

1、天體的光譜測(cè)量是研究天體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、化學(xué)組成和物理性質(zhì)的重要手段。伴隨著近年來諸多新技術(shù)新方法的出現(xiàn)，用于地基天文觀測(cè)的光譜儀有了很大的發(fā)展。目前天體光譜觀測(cè)主要有三種形式：⑴傳統(tǒng)的單個(gè)點(diǎn)源光譜觀測(cè)；⑵多目標(biāo)低分辨率光譜巡天觀測(cè)；⑶基于積分視場(chǎng)單元的展源三維成像光譜觀測(cè)。高色散光譜儀在光譜觀測(cè)中具有重要的地位。首先，恒星元素豐度、星震學(xué)、系外行星搜尋等課題的研究需要高分辨率光譜，這些課題需要光譜儀具有極高的測(cè)量精度和儀器穩(wěn)定性，對(duì)高色散

2、光譜儀的設(shè)計(jì)、加工、安裝和調(diào)試提出了很高的要求。其次，高色散光譜儀將明亮的天光背景進(jìn)行了高色散，目標(biāo)光譜的信噪比受天光背景影響小。隨著望遠(yuǎn)鏡口徑的增加、自適應(yīng)光學(xué)等技術(shù)的應(yīng)用，望遠(yuǎn)鏡終端儀器在空間域和光譜域都可以獲得高信噪比的信號(hào)，基于積分視場(chǎng)單元的三維成像光譜儀可以單次曝光同時(shí)獲取展源目標(biāo)的空間信息和光譜信息。國(guó)際上8～10米級(jí)望遠(yuǎn)鏡都配置了三維成像光譜儀，很多中小型望遠(yuǎn)鏡都已經(jīng)升級(jí)或者將要升級(jí)三維成像光譜儀。本研究課題主要分為兩個(gè)方

3、面：①2.16米天文望遠(yuǎn)鏡卡焦高色散光纖光譜儀和山東大學(xué)威海天文臺(tái)階梯光柵高分辨率光譜儀的性能測(cè)試，這些測(cè)試對(duì)于儀器的安裝調(diào)試和將來天文學(xué)家制定觀測(cè)計(jì)劃都有著重要的參考作用；②基于2.16米天文望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)有的儀器設(shè)備進(jìn)行積分視場(chǎng)單元的升級(jí)方案設(shè)計(jì)，在不改變光譜儀原有功能和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)模式，提升觀測(cè)效率。
　　 本研究分為六個(gè)部分：第一章闡述了天文光譜觀測(cè)的重要意義，第二章主要介紹了2.16米望遠(yuǎn)鏡的卡焦高色散光纖光譜

4、儀，并對(duì)光譜儀的測(cè)試方案和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。第三章我對(duì)山東大學(xué)威海天文臺(tái)1米望遠(yuǎn)鏡階梯光柵高分辨率光纖光譜儀的構(gòu)造進(jìn)行了介紹，給出了性能測(cè)試結(jié)果，測(cè)試表明該儀器的調(diào)試安裝達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)。第四章對(duì)激光頻率梳在天文光譜定標(biāo)上的應(yīng)用進(jìn)行了調(diào)研。激光頻率梳是天體高色散光譜定標(biāo)的理想光源，但是由于頻譜太密的原因，目前在天文上應(yīng)用還有一些限制，但是隨著激光頻譜調(diào)制技術(shù)的發(fā)展，這些限制將很快被克服。第五章，我基于2.16米望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)有的光