高分辨率光谱仪与极大望远镜耦合问题研究

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	高分辨率光谱仪与极大望远镜耦合问题研究
	张弛
学位类型	硕士
导师	朱永田
	2014-05
学位授予单位	中国科学院大学
学位专业	天体物理
关键词	天文望远镜高分辨率光谱仪阶梯光栅光谱
摘要	本文介绍了当前国内外关于地基极大口径光学/红外望远镜的研制进展情况。2000年左右，当国际上十几架8-10米级天文望远镜研制成功后，国际天文界开始考虑建造地基30米级极大口径光学/红外望远镜，提出了多个极大口径望远镜研制计划，其中三个极大望远镜计划目前已经处于设计或者建造阶段，分别是美国TMT, GMT和欧盟国家E-ELT，预计在2025年投入科学观测。与此同时中国也提出了具有中国特色的极大望远镜计划CFGT，并开展了多项关键技术攻关。为实现望远镜预定的科学目标，望远镜焦面上计划配备多种科学仪器，其中高分辨率光谱仪是重要科学仪器之一，其主要科学目标：研究恒星化学丰度，星际介质（ISM）丰度及动力学，红移z~6星系际介质（IGM）的特性，太阳系外行星等。由于地球大气的限制，地基极大口径光学/红外望远镜的高分辨率光谱仪设计和实现上变得异常困难。本文分析了高分辨率光谱仪与极大口径望远镜耦合中的难题。满足极大口径望远镜高分辨率光谱仪的技术要求，需要超大面积阶梯光栅和超快焦比照相机。根据光谱仪与望远镜的匹配关系，对30米级地基极大口径光学/红外望远镜的高分辨率光谱仪的设计参数进行了模拟计算，结果显示：极大口径望远镜的高分辨率光谱仪其准直光束将大于70厘米，主色散阶梯光栅的面积大于2平方米，高分辨率光谱仪的光学系统体量相当于2米级光学望远镜，整体仪器非常庞大且极其昂贵，按照现在的光栅制造技术是无法提供如此巨大的高质量天文光栅。照相机的焦比F/0.5，如此快焦比的相机光学上很难设计。指出了像切分器、拼接光栅以及白瞳设计将是极大口径望远镜高分辨率光谱仪的主要解决方案。最后详细分析了由于受到视宁度限制，LAMOST配置高色散光谱仪需要解决相当于10到20米望远镜和高色散光谱仪的耦合问题以及相应的解决方案。
学科领域	光学/红外望远镜 ; 天文光谱仪
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/775
专题	学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	张弛. 高分辨率光谱仪与极大望远镜耦合问题研究[D]. 中国科学院大学,2014.