无缝光谱仪用紫外透射闪耀光栅的制作

无缝光谱巡天是如今国际天文学研究的重点方向, 相比较地基巡天任务, 空间巡天可获取更多紫外波段与红外波段的光谱信息, 其发展受到色散元件的制约, 针对紫外波段的核心色散元件---紫外透射闪耀光栅开展了一系列研究. 通过全息干涉光刻产生图形, 离子束垂直刻蚀将图形转移至基底形成光栅掩模, 利用光栅掩模对倾斜离子束的遮挡作用, 使得槽底不同部位受到离子束的轰击通量不同, 从而获得非对称的槽形结构. 实验分析了倾斜离子束刻蚀中沉积物的主要组成以及对槽形和闪耀角度的影响, 并在去除沉积物影响的情况下, 成功制作了线密度为333lines/mm, 闪耀角度分别为13.2°、10.5°的紫外透射闪耀光栅, 峰值衍射效率分别可达理论值的88%以及92%, 为制作高衍射效率紫外透射闪耀光栅奠定了基础.     

ROSAT巡天X射线选活动星系核的光学证认

获得完备的样本一直是类星体统计分析工作中至关重要的第一步。类星体巡天选择候选体的方法主要有射电波段筛选、色指数筛选、无缝光谱筛选、X射线波段筛选、对红外源或变源进行筛选和零自行的方法。单独运用任一方法都有选择效应,采用多波段方法可以极大地提高样本的完备性。阐述了使用多波段方法选择活动星系核样本的研究现状,提出多波段类星体巡天方法和选源判据,给出ROSAT巡天中F.1002,F.Coma,F.836和F.Leo 4个天区以及空源的15年来X射线选活动星系核的选源和光学新证认的AGN结果,表明多波段类星体巡天方法能有效地提高观测效率。     

大视场巡天望远镜探测器响应与滤光片优化分析

大视场巡天望远镜(Wide Field Survey Telescope,WFST)是采用主焦式光学设计、2.5 m口径、具备强大巡天能力的望远镜,可以开展大规模图像巡天,用于刻画银河系和近邻宇宙的组成和结构、普查太阳系天体和外部构成、开展时域天文监测等科学研究工作.结合大视场巡天望远镜光学系统的透过率、西藏阿里站址的大气透过率和冒纳凯阿台址的天光发射谱,比较不同电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)量子响应曲线、读出噪声和不同曝光时间情况下,不同类型天体在u、g、r、i、z和w波段的能谱响应,分析各个波段测光信噪比,优化确定CCD响应曲线和用于太阳系天体巡天的白光滤光片(w)设计.分析结果显示:蓝敏CCD对探测超新星等高能爆发暂现源有优势,但在r、i、z波段效率降低,从而降低这些波段的巡天探测灵敏度.光学宽带CCD响应曲线兼顾蓝端和红端能谱响应,在相同观测时间内,可以实现比蓝敏CCD更高的巡天灵敏度.采用宽带CCD响应曲线,结合估算的WFST系统光学成像效率及站址的天光和消光,计算给出了巡天观测对太阳系天体(G2V恒星光谱)、椭圆星系(E)、漩涡星系(Sbc/Scd)、不规则星系(Im)、类星体、I型和II型超新星的探测灵敏度.通过调节w波段的带宽和中心波长,可以实现对不同类型天体的能谱响应信噪比最大化.综合比较,确定w滤光片的优化设计波长范围为367–795 nm.最后,计算给出了各波段长期巡天图像数据叠加的探测灵敏度随曝光时间的变化曲线.     

紫金山天文台的太阳光谱仪

紫金山天文台的太阳光谱仪于1958年初建成.当时的光谱仪只有一个照相镜(光路图见图1(b)),一次只能拍摄一个波段的光谱,不同的波段要转动光栅,依次一一拍摄.由于活动现象本身的变化,大气的闪动和定天镜钟机走动的不均匀性,很难保证拍到对应于日面同一区域,活动现象相同发展阶段的各波段光谱.这大大局限了我们研究的范围.因此,在获得了一批 H_α波段的耀斑光谱资料后(关于这部分资料的分析见文献[1]),我们     

30m级光学/红外望远镜的宽视场多目标光谱仪

宽视场多目标光谱仪具有宽波段、多分辨率模式和高通光效率的特点,是极大望远镜终端仪器使用率最高的通用型仪器. 30 m级望远镜的宽视场多目标光谱仪因体量和成本急剧增加而面临重要挑战,同时天文学的不断发展对天文新技术的发展提出了更高的要求,尤其是多个巡天项目对于多目标光谱后随观测的迫切需求.综述了几类宽视场多目标光谱仪的发展现状,介绍了国际3架30 m望远镜宽视场多目标光谱仪概念设计的最新进展和仪器特点,着重介绍了中国参与研制的30 m望远镜(TMT)中的宽视场多目标光谱仪的相关进展.     

云南天文台1m望远镜暗天体分光仪和照相机

云南天文台1m望远镜终端之一的暗天体分光仪和照相机具有4种运行模式:缩焦照相机、无缝多目标光谱仪、有缝光谱仪和星冕仪。这4种运行模式能在几分钟的时间内相互转换,高效快速和灵活方便。该仪器的光学质量优秀,光学系统消像差,特别是消色差。由于光学系统消色差,所成像的低色散光谱在404.6～766.5nm全波段尖锐平直。在多色测光时,各测光波段的像面位置不变,同时兼有大视场的优点,可提高测光精度和测光效率。     

云南天文台1m望远镜暗天体分光仪和照相机

云南天文台1m望远镜终端之一的暗天体分光仪和照相机具有4种运行模式：缩焦照相机、无缝多目标光谱仪、有缝光谱仪和星冕仪。这4种运行模式能在几分钟的时间内相互转换，高效快速和灵活方便。该仪器的光学质量优秀，光学系统消像差，特别是消色差。由于光学系统消色差，所成像的低色散光谱在404．6～766．5nm全波段尖锐平直。在多色测光时，各测光波段的像面位置不变，同时兼有大视场的优点，可提高测光精度和测光效率。     

LAMOST低分辨率光谱仪体位相全息光栅的参数测量

对LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope) 16台低分辨率光谱仪共34块体位相全息光栅(VPHG)的参数进行了系统测试,给出了测试方法和测量结果,测量参数包括光栅的刻线密度、闪耀角、衍射效率曲线以及闪耀角偏差对衍射效率的影响等,测量的数据为LAMOST光谱仪的安装提供了依据.     

天体高分辨率软X射线光谱的实验测量标定

近年来,利用实验装置测量的原子数据对一些天文观测难题(包括弱线辐射、诊断特征线比的标定和反常线流量比)的解释取得了很大的进展。为测量高电荷铁离子的高分辨率软X射线光谱,在国家天文台EBIS-A平台上设计并搭建了一个超高真空平场光谱仪。在单缝模式下,使用1 200槽/毫米变间距的衍射光栅,测量波长为11.5～19.8 nm。针对光谱仪的测量结果,对可能测量的辐射进行理论预测。根据电子束离子阱的工作原理,基于Chianti数据库对海德堡电子束离子阱(Heidelberg-Electron Beam Ion Trap, EBIT)极紫外光谱数据(11.5～14.5 nm)进行分析。首先,建立线性回归模型校准由实验系统引起的线强度峰值位置的偏移;然后,通过碰撞辐射模型模拟的不同离化态铁离子的软X射线光谱确定实验测量中Fe VIII,Fe XIX-XXIII的线辐射,并较好地呈现观测谱。此外,在13.292 5±0.101 78 nm处发现了相对Fe XXIII跃迁线强度较弱的Fe XIX和Fe XX的混合线,而观测到的光谱没有分辨出这些弱线。因此,接下来的实验测量可以参考这一预测结果检验光谱仪的性能。     

一种低表面亮度星系的自动搜索算法newline--YOLOX-CS

低表面亮度星系(Low Surface Brightness Galaxy, LSBG)的特征对于理解星系整体特征非常重要, 通过现代的机器学习特别是深度学习算法来搜寻扩充低表面亮度星系样本具有重要意义. LSBG因特征不明显而难以用传统方法进行自动和准确辨别, 但深度学习确具有自动找出复杂且有效特征的优势, 针对此问题提出了一种可用于在大样本巡天观测项目中搜寻LSBG的算法---YOLOX-CS (You Only Look Once version X-CS). 首先通过实验对比5种经典目标检测算法并选择较优的YOLOX算法作为基础算法, 然后结合不同注意力机制和不同优化器, 构建了YOLOX-CS的框架结构. 数据集使用的是斯隆数字化巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)中的图像, 其标签来自于$\alpha.40$-SDSS DR7 (40%中性氢苜蓿巡天与第7次数据发布的斯隆数字化巡天的交叉覆盖天区)巡天项目中的LSBG, 由于该数据集样本较少, 还采用了深度卷积生成对抗网络(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks, DCGAN)模型扩充了实验测试数据. 通过与一系列目标检测算法对比后, YOLOX-CS在扩充前后两个数据集中搜索LSBG的召回率和AP (Average Precision)值都有较好的测试结果, 其在未扩充数据集的测试集中的召回率达到97.75%, AP值达到97.83%, 在DCGAN模型扩充的数据集中, 同样测试集下进行实验的召回率达到99.10%, AP值达到98.94%, 验证了该算法在LSBG搜索中具有优秀的性能. 最后, 将该算法应用到SDSS部分测光数据上, 搜寻得到了765个LSBG候选体.     

多波段类星体巡天观测

在发现类星体的方法中,最有效的４ 种方法是：颜色方法,无缝光谱方法,射电方法和Ｘ射线方法。覆盖的波段为：射电波段,光学波段和Ｘ 射线波段。我们将４ 种方法联合在一起,应用于４ 个ＵＫＳｃｈｍｉｄｔ 天区。其目的是尽量减少选择效应,建立更完备的类星体巡天样本。本工作从１００２ 天区入手。已完成了Ｘ 射线选和部分光学选的分光观测工作。发现了一颗Ｂ＝ １５ ．０ 的亮类星体和一个Ｓｅｙｆｅｒｔ 对,其强Ｘ 射线辐射,是迄今首次观测到的。     

天体测量星表与巡天观测的进展

该文简述了巡天观测和星表编制的历史和意义.介绍了天体测量星表与巡天观测的最新进展,如位置星表URAT、Pan-STARSS、LSST;自行星表LSPM、PM2000、BDKP;视差星表USNO,CTOPI、L和T型星的视差测定等.简略介绍了天体物理星表,其中包括测光星表GCPD、UBV、GSPC;光谱星表MSS、BDSS,SDSS和视向速度星表GCRV、CORALIE、RAVE.特别描述了恒星名至今仍在使用的20世纪初编制的Durchmusterung、Lowell、HenryDraper星表.描述了近年来普遍受到人们关注的联合星表编制的发展,如SKYMAP、距离太阳10 pc内的近距星表RECONS、描述了局部天区的HDF、双星星表等.另外还介绍了其他波段的巡天观测,如射电的NVSS、FIRST;近红外的IRAS PSC和FSS;X波段的WGCAT星表等.最后,对今后开展巡天观测和编制星表提出了应注意的几个问题.     

基于K近邻方法的窄线与宽线活动星系核的自动光谱分类

对于美国芝加哥大学等6个组织的斯隆数字化巡天观测(SDSS)的一批低红移活动星系核(AGN)光谱数据,针对宽线AGNs和窄线AGNs发射线的不同特征,在静止系的光谱上截取有效波段范围,采用自动分类的K近邻方法,对其进行分类．宽线和窄线AGNs光谱的主要区别在于Hβ、[OⅢ]、Ha和[NⅡ]等发射线的幅度和半高全宽(FWHM)的大小,所以截取这些发射线所在的波段进行单独或组合的分类实验,实验证明,单独采用以Hα和[NⅡ]发射线为主的波段,分类效果最好,且对于训练样本数和测试样本数分别为1000和3313条的AGNs光谱的单次分类速度可达32．89秒．在充分利用光谱的典型特征的情况下,自动分类方法也可有效地应用于活动星系核的分类,为传统的通过计算发射线的FWHM值或发射线强比对大型光谱巡天所产生的庞大数据库进行分类提供了一种快速直接的分类方法．     

云南天文台水平式多波段太阳光谱仪的技术改造

本文报告云南天文台太阳多波段光谱仪通过技术改造,把传统光谱仪优点和二维成像光谱仪的优点结合起来,采用高精度扫描方法同时获得10波段光谱,使之发展成为一种新型的光谱仪——太阳三维光谱仪的研制过程。这种三维光谱仪的优点是可同时得到活动区中每一条谱线轮廓,从而可以得到它的物理量场,并且可以观测这些物理量场的时间和空间上的演化。 文中介绍太阳多波段快速扫描光谱仪的光学系统和为实现三维观测而研制的可控制高精度45°镜转台,具有不同画幅面的专用照像机以及微机控制的自动化电器系统,望远镜电控系统。     

1980年日全食色球闪光光谱观测和初步结果

1980年2月16日日全食时,我们在云南省瑞丽县用一架无缝光谱仪成功地进行了一次闪光光谱观测。仪器由定天镜供光,平均色散度为5.7/mm。光谱底片的高度分辨率为185 km。 观测资料初步分析如下:在4799—5845波段内,证认了1042条色球谱线,其中72条是文献[1]和[2]中未见列出的;确定了色球底的位置;用食既前的太阳边缘的无缝光谱和日食前一天的日心有缝光谱进行了绝对强度定标;测量计算了各条谱线在色球底层附近的强度。 此外,还拍摄到了5303(FeXIV),5445和5694(CaXV)三条日冕线。     

太阳多波段同时快速扫描光谱仪

本文报告了云南天文台太阳多波段光谱仪通过技术改造把传统的光谱仪优点和二维单色像组成的视而光谱仪优点结合起来,采取高精度扫描方法同时获得10波段光谱,使之发展成为一种新型的光谱仪——太阳三维光谱仪。这种三维光谱仪的优点是可快速得到活动区中每一点多条谱线轮廓,从而得到它的物理量场,并且可观测这些物理量场时间和空间上的演化。 文中介绍了太阳多波段快速扫描光谱仪的光学系统和为实现三维观测而研制的可控制高精度45°镜转台,具有不同画幅面的专用照像机以及微机控制的自动化电器系统,望远镜电控系统。     

一米新真空红外太阳望远镜多波段光谱仪光谱弯曲分析

在太阳长狭缝光谱观测中,光谱的狭缝方向和色散方向应该分别与CCD探测器的两个边缘平行。但实际上,由于狭缝、光栅、CCD探测器的机械安装精度等原因,会造成他们之间的位置关系不匹配,导致得到的太阳光谱总是存在一定的倾斜和变形。即使有时这些倾斜很微小,也会对太阳光谱的平场计算造成严重影响,从而影响整个光谱数据的处理过程。对抚仙湖1 m新真空红外太阳望远镜多波段光谱仪得到的一组Hα光谱数据的倾斜量做了测量和分析,并讨论了其对太阳光谱平场计算的影响。     

基于优先策略的动态选星算法

论述了LAMOST巡天观测战略系统(SSS)中观测策略的实现方法选星算法问题．以国外SDSS望远镜为例介绍了静态选星算法，分析了其不足之处，并结合LAMOST望远镜的特点，提出了一种新的选星算法-“动态选星”算法．动态选星算法基于优先策略原理，可以在满足覆盖完备性的基础上，优化观测效率，并能方便地兼顾观测条件的约束．给出了算法的原理和框架描述，并针对算法进行了模拟计算，证明了算法的有效性．另外需要指出的是动态选星算法不仅适用于LAMOST，它可以普遍地应用于多目标光纤望远镜的巡天选星．     

基于策略改进遗传算法的双星星族光谱拟合

双星星族光谱拟合的实质是在双星星族理论光谱库对应的参数空间进行搜索,通过最小二乘法找到与被拟合观测光谱最相近的理论光谱。快速、准确的拟合是有效利用星族合成方法处理海量星系光谱的难点和关键。为了提高双星星族光谱拟合的速度,针对双星星族光谱拟合计算量巨大、拟合效率不高等问题,在双星星族光谱拟合的优化模型基础上,采用策略改进的遗传算法对模型进行求解,并与双星拟合(Binary Star to Fit, BS2fit)算法和传统遗传算法进行比较。实验表明,通过策略改进的遗传算法对双星星族光谱拟合的速度平均可提高43.5%,一定程度上推动了演化星族合成方法在天文研究中的应用。     

用CCD作光谱观测时应注意的几个问题

本文给出了云台CCD系统在Coudé摄谱仪f=1900照相机上作光谱观测中一次可摄波段,光栅转角,波段滤光片等重要参数的计算选择和应注意的问题。