基于中小型望遠鏡的高色散光譜儀性能測試與積分視場單元設計.pdf

1、天體的光譜測量是研究天體的運動狀態(tài)、化學組成和物理性質的重要手段。伴隨著近年來諸多新技術新方法的出現(xiàn)，用于地基天文觀測的光譜儀有了很大的發(fā)展。目前天體光譜觀測主要有三種形式：⑴傳統(tǒng)的單個點源光譜觀測；⑵多目標低分辨率光譜巡天觀測；⑶基于積分視場單元的展源三維成像光譜觀測。高色散光譜儀在光譜觀測中具有重要的地位。首先，恒星元素豐度、星震學、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量精度和儀器穩(wěn)定性，對高色散

2、光譜儀的設計、加工、安裝和調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行了高色散，目標光譜的信噪比受天光背景影響小。隨著望遠鏡口徑的增加、自適應光學等技術的應用，望遠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，基于積分視場單元的三維成像光譜儀可以單次曝光同時獲取展源目標的空間信息和光譜信息。國際上8～10米級望遠鏡都配置了三維成像光譜儀，很多中小型望遠鏡都已經(jīng)升級或者將要升級三維成像光譜儀。本研究課題主要分為兩個方

3、面：①2.16米天文望遠鏡卡焦高色散光纖光譜儀和山東大學威海天文臺階梯光柵高分辨率光譜儀的性能測試，這些測試對于儀器的安裝調試和將來天文學家制定觀測計劃都有著重要的參考作用；②基于2.16米天文望遠鏡現(xiàn)有的儀器設備進行積分視場單元的升級方案設計，在不改變光譜儀原有功能和結構的基礎上擴展望遠鏡觀測模式，提升觀測效率。
　　 本研究分為六個部分：第一章闡述了天文光譜觀測的重要意義，第二章主要介紹了2.16米望遠鏡的卡焦高色散光纖光譜

4、儀，并對光譜儀的測試方案和測試結果進行了詳細的介紹。第三章我對山東大學威海天文臺1米望遠鏡階梯光柵高分辨率光纖光譜儀的構造進行了介紹，給出了性能測試結果，測試表明該儀器的調試安裝達到了預期的設計指標。第四章對激光頻率梳在天文光譜定標上的應用進行了調研。激光頻率梳是天體高色散光譜定標的理想光源，但是由于頻譜太密的原因，目前在天文上應用還有一些限制，但是隨著激光頻譜調制技術的發(fā)展，這些限制將很快被克服。第五章，我基于2.16米望遠鏡現(xiàn)有的光