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LAMOST 高分辨率光谱仪研制与杂散光分析方法的研究
张天一
Subtype博士
Thesis Advisor朱永田
2018-06
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral北京
Degree Discipline光学工程
Keyword极大望远镜 高分辨率光谱仪 杂散光 杂散光分析 散射
Other Abstract
LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope, 也称郭守敬望远镜) 是我国自主创新研制的主动反射施密特望远镜,是目前世界上口径最大的大视场望远镜,同时也是世界上光谱获取率最高的望远镜。LAMOST 科学委员会确立了以大规模银河系光谱巡天及多波段天体光谱认证为核心科学目标的巡天计划。

截止2017 年6 月一期巡天结束时,共获得900 余万条光谱,远超过国际其它巡天项目发布的光谱总和,为世界上最大的光谱样本集。在国际上率先实现了天区覆盖连续、统计无偏大样本银河系光谱巡天。中国、美国、德国、比利时、丹麦等国家和地区的59 所科研机构和大学正在利用这些数据开展研究工作,并取得一系列高显示度的科研成果。
 
LAMOST 一期巡天配备16 台低分辨率光谱仪,进行大样本、低分辨率的光谱红移巡天观测。目前期望配置一台高分辨率光谱仪以开展对特殊天体的精细观测,实现高分辨率、高信噪比的星际参数和化学元素丰度测量。基于以上背景,论文开展了LAMOST 高分辨率光谱仪的研制工作。结合台址和望远镜现有条件,拟采用4.5''大芯径光纤、拼接大光栅(R4,41.6 lp/mm,76°,200mmx800mm )、棱栅组合式横向色散器、缝前像切分器(双切分,2x2.25'' )等技术措施来满足性能要求,为LAMOST 提供30,000 ~ 100,000的高分辨率观测功能。

LAMOST高分辨率光谱仪研制和测试均取得了丰富的经验和技术工艺积累,部分研制技术
是国际先进技术在国内天文设备研制领域的首次应用,可为我国将来大口径光学望远镜建设积累技术力量。
 
LAMOST 高分辨率光谱仪是一台等效10m 级望远镜的终端仪器。光学系统构造复杂且其性能要求苛刻,其中杂散光是评价系统性能的重要依据之一。本文在LAMOST 高分辨率光谱仪研制完成后,基于其开展了极大望远镜终端仪器杂散光分析方法的研究工作。在不进行BSDF 测量的前提下,建立杂散光分析光机模型。

首先,根据粗糙度测量数据计算关键参数,构建Harvey 散射模型,模拟光学面粗糙度引起的散射。其次通过显微镜连接图像摄取装置观察光学面,由MATLAB 进行图像处理获取最大颗粒直径,构建颗粒污染散射模型。而后导入光谱仪镀膜、光学元件、机械结构。对机械结构进行简化以提高分析效率。最后预估杂散光背景,分析杂散光路径与组成。结果表明,LAMOST-HRS 杂散光主要由光学面散射引起,杂散辐射率为2.55%,信噪比为16.01dB,达到设计指标要求。

该方法可在终端仪器概念设计阶段预估杂散光背景,分析杂散光来源,从而为详细设计进一步优化光机结构提供参考依据。并为我国规划中的12 米级望远镜或极大望远镜的高分辨率光谱仪预研工作提供关键技术储备。
Subject Area天文技术与方法
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/1476
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
天文光谱和高分辨成像技术研究室_学位论文
Affiliation南京天文光学技术研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
张天一. LAMOST 高分辨率光谱仪研制与杂散光分析方法的研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018.
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