8~10m级光学／红外望远镜的高分辨率光谱仪

介绍并比较了KeckSubaruVLTHET及Gemini中的5架8～10m天文望远镜的高分辨率光谱仪,分析这些仪器与2～4m级望远镜的阶梯光栅光谱仪或Coude光谱仪相比所采用的新设计思想和新技术.     

抚仙湖一米新真空太阳望远镜6米近红外光谱仪装调及太阳1.56微米光谱的初步观测结果

主要介绍了抚仙湖1 m新真空太阳望远镜(the 1-meter New Vacuum Solar Telescope,NVST)6 m水平式近红外光谱仪的安装过程和实测结果。主要讨论内容是光路设计特点、光学系统的装调以及利用该光谱仪对活动区NOAA 11662黑子进行的初步近红外光谱实测(波长1.56μm附近)。成功观测到由黑子强磁场造成的Fe I 1.56μm谱线裂变现象,并初步估算了磁场强度。该光谱的成功装调和使用,充分实现了对9 m光谱仪光学系统的整体检测,为9 m光谱仪的安装调试提供了宝贵的经验和参考。     

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。     

光学／红外望远镜和技术的进展

天文望远镜和技术在20世纪末取得了空前的辉煌成就,并将取得更辉煌的成就(1)大型望远镜的研制口径10m的两架Keck望远镜已分别在1994年和1996年投入工作.ESOVLT四架8m望远镜中的第一架已在1998年Firstlight,最后一架也将在今年内Firstlight.两架Gemini8m中的一架和一架Subaru8m望远镜都已完成.HET9m望远镜正在最后调试.由两个8m望远镜组成的LBT将于2004年完成,一架10m(复制的Keck)和一架9m(复制的HET)望远镜正在研制中.这些望远镜已配备或将配备先进的光学、红外CCD照相机和光谱仪,如Keck的NIRSPEC、VLT的FORS、ISAAC等.巡天计划中SDSS、2dF、2MASS和DENIS仪器已完成,都已投入观测.LAMOST正在积极研制中,VISTA即将开始研制.现在CalTech等已开始研制口径30m的极大望远镜(ELT),ESO和NOAO已开始了口径100m望远镜的预研,中国和英国也提出了很好的ELT方案.(2)探测器的改进当前CCD的量子效率QE蓝片已达70%～80%,红片已达90%,已投入使用的最大的拼接的CCD为12k×8k,几个8k×8k的CCD已用在望远镜上.当前20k×18k的拼接的CCD正在研制中.天文观测上CCD已取代了照相机底片.红外波段HgCdTe1k×1k的CCD已投入工作,2k×2k的正在研制中.(3)光干涉系统的进展多个光干涉系统已投入观测并取得了一系列天文成果,如GI2T,COAST、IOTA,NPOI,PTI、ISI、SUSI、MIRA;一些光干涉系统正在发展中,如CHARA、MRO、LBT;特别是两架Keck望远镜、四架VLT都配以一些较小的望远镜组成巨大的干涉阵,前者最长基线140m,后者200m,将在今后的数年内完成并投入观测.(4)自适应光学系统的应用许多3～4m级的望远镜已配置或正在研制相应的自适应光学系统,红外和可见光波段的衍射极限的像已在3～4m级的望远镜上获得,Keck和ESO都正在发展用于10m和8m望远镜的自适应光学系统.正在研制和预研中的30m到100m口径的望远镜也都配有自适应光学和光干涉系统.注本报告以McleanIS等执笔的IAUCommission9三年进展报告(见ReportsonAstronomy1996～1999,IAUTransaction,Vol.24A,p.316～327)为蓝本,补充扩大而成.     

红外波段太阳观测技术方法研究

1m红外太阳塔是我国未来重点发展的地面太阳观测设备，本文的所有工作均围绕着与此相关的红外波段太阳观测技术方法展开。1．针对望远镜实验平台－云台太阳光谱仪，建立了光谱仪分光流量,工用多种实验手段验证了其可靠性。利用该模型计算了Fe Ⅰ1.56μm红外太阳光 谱的分光流量，分析了实验观测的可行性及改进方案。2．针对探测器实验平台－PtSi红外焦平面阵列相机，建立了FeⅠ1.56μm光谱观测信噪比模型，模拟了各种噪声对观测的影响。在此基础上，在国内首次成功进行了FeⅠ1.56μm红外太阳光谱的面阵观测实验。3．在红外观测实验所处的高背景低对比度条件下，讨论了红外太阳光谱观测的图像处理方法，分析了观测中出现的干涉条纹的来源及解决办法，初步建立起了一整套红外太阳光谱与成像的定标方法和图像处理方法。4．首次利用PVA材料，设计研制了一套FeⅠ1.56μm近红外Stokes参量偏振仪，并将该偏振仪安装在美国国立天文台McMath望远镜上进行了观测实验。针对一太阳黑子，通过扫描进行了二维的Stokes参量观测。同时建立了一套从Stokes参量反演磁矢量场的方法，并将反演的结果与怀柔太阳磁场望远镜的观测结果进行了比对。5．针对1m红外太阳塔的太阳光谱仪系统，给出了垂直多波段光谱仪和红外大色散光谱仪的光、机初步设计。6．针对1m红外太阳塔的科学目标，提出了多波段光谱仪探测器系统方案，对红外大色散光谱仪所使用的红外探测器也进行了初步方案设计。     

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.     

红外波段太阳观测技术方法研究

1m红外太阳塔是我国未来重点发展的地面太阳观测设备 ,本文的所有工作均围绕着与此相关的红外波段太阳观测技术方法展开。1 .针对望远镜实验平台—云台太阳光谱仪 ,建立了光谱仪分光流量模型 ,并用多种实验手段验证了其可靠性。利用该模型计算了FeⅠ 1 .56μm红外太阳光谱的分光流量 ,分析了实验观测的可行性及改进方案。2 .针对探测器实验平台—PtSi红外焦平面阵列相机 ,建立了FeⅠ 1 .56μm光谱观测信噪比模型 ,模拟了各种噪声对观测的影响。在此基础上 ,在国内首次成功进行了FeⅠ1 .56μm红外太阳光谱的面阵观测实验。3 .在红外观测实验所处的高背景低对比度条件下 ,讨论了红外太阳光谱观测的图像处理方法 ,分析了观测中出现的干涉条纹的来源及解决办法 ,初步建立起了一整套红外太阳光谱与成像的定标方法和图像处理方法。4 .首次利用PVA材料 ,设计研制了一套FeⅠ 1 .56μm近红外Stokes参量偏振仪 ,并将该偏振仪安装在美国国立天文台McMath望远镜上进行了观测实验。针对一太阳黑子 ,通过扫描进行了二维的Stokes参量观测。同时建立了一套从Stokes参量反演磁矢量场的方法 ,并将反演的结果与怀柔太阳磁场望远镜的观测结果进行了比对。5.针对 1m红外太阳塔的太阳光谱仪系统 ,给出了垂直多波段光谱仪和红外     

1米太阳望远镜光谱仪像旋转及消旋控制

光谱仪是1 m太阳望远镜的主要终端设备之一,该望远镜采用地平式的机架结构和修正的格里高利光学系统。在望远镜跟踪太阳时,由于地平式望远镜的自身运动特点和光学系统中平面反射镜的存在,其光谱仪狭缝所在平面上的太阳像随时间绕主光轴旋转,因此光谱仪必须进行消旋才能正常工作。首先深入研究了光谱仪狭缝平面上像的旋转变化,分析其旋转范围、速度和加速度随时角变化的特性,然后根据光谱仪消旋精度并结合像的旋转特性提出伺服系统位置检测和驱动电机的主要性能指标,最后给出光谱仪消旋伺服控制方案。     

一米望远镜低色散光谱仪试验

本文介绍了云南天文台一米望远镜附属的一台低色散光谱仪实验装置,介绍了该装置的设计原理、系统结构参数及试观测情况,并讨论了存在的问题和解决问题的设想。我们已用该装置观测到19m左右的具有大红移的类星体光谱。该类低色散光谱仪,将为我国星系研究工作者提供实测条件。     

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。     

多波段太阳光谱仪改进后的观测软件系统

本文主要介绍在原来基础上对多波段太阳光谱仪观测软件的改造及其功能。     

LAMOST光纤性能研究初步结果

光纤是LAMOST子系统焦面仪器的四个主要组成部分之一。它是LAMOST望远镜收焦的星光从焦面到光谱仪的传输介质。尽可能高的传输效率是我们追求的目标。LAMOST的光纤采用芯径320μm的STU光纤。我们在实验室对其性能作了初步测试。结果令人满意。     

未来的地面和空间大望远镜以及我国目前的大项目

目前 ,已有 1 0架口径 8～ 1 0m的地面大望远镜建成并投入科学观测。在近红外波段 ,自适应光学和干涉术已在大望远镜上获得成功。Hubble空间望远镜发射至今已逾 1 2年。为了研究早期宇宙 ,探测类地行星等 ,2 0 0 2年 9月NASA已与TWR公司签约 ,研制口径≥ 6m的下一代空间望远镜JWST ,计划2 0 1 0年发射。许多口径 30～ 1 0 0m的地面未来巨型望远镜FGT项目已经提出。本报告 ,也介绍了我国正在研制或预研中的三个大项目 :LAMOST、FAST和SST ,这些项目虽较小 ,但完成后都会对天文学的一个方面作出有份量的贡献。最后 ,报告人建议我国参与到与国外合作研制FGT或NGST的工作中 ,特别强调要有天文学家和工程专家参与进去     

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.     

与LAMOST低色散多目标光纤光谱仪五种方案对应的CCD照相机光学系统的设计

介绍与LAMOST低色散多目标光纤光谱仪五种方案对应的CCD照相机,每个照相机都给出了结构示意图和像斑直径的RMS值,并从多方面分析了它们各自的优缺点,章末节给出了低色散光谱仪最后的光学设计方案。     

天文仪器中图像跟踪定位算法的比较研究

天文光学观测中采用快速图像跟踪定位可以降低大气视宁度和望远镜跟踪误差的影响,提高观测效率.针对天文仪器观测的需要选择了两类共5种算法,通过数值实验和实验室实测对这两类算法在不同噪声背景下的精度和稳定性进行了比较研究,数值实验和实验室测试的结果表明归一化互相关法和重心法既有较高的精度,又有较好的抗干扰可靠性,将分别被应用于2.16 m望远镜的高色散光谱仪前置系统和SONG(Stellar Observations Network Group)项目的科学仪器.     

云南天文台太阳光谱望远镜偏振分析器检验

介绍了利用云南天文台水平式太阳光谱仪对太阳光谱望远镜偏振分析器进行检验的情况。检验得到的太阳黑子Ｉ,Ｑ,Ｕ,Ｖ四个斯托克斯轮廓与理论轮廓的特征相近,表明该偏振分析器达到了设计要求,用它可以获得太阳黑子的所有斯托克斯参量。     

丽江高美古的二期选址--望远镜地面高度的确定

在丽江高美古前期选址工作的基础上[1～2],二期选址的望远镜地面高度的确定工作于2000年11月3日至2000年12月16日进行,采用30m铁塔的温度脉动测量装置,对6#选址观测点的近地面大气湍流进行反复多次测量,得到近地面不同高度(4～30m和8～22m)上每夜温度结构系数C2T的平均值,对观测取得的资料作进一步处理和分析,得到高美古6#观测点的望远镜地面高度为13～15m。     

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。     

光纤像切分器特性分析

选取40/45μm、50/55μm、60/65μm和70/75μm高-OH纤芯薄包层光纤构成光纤像切分器,计算了LAMOST高分辨率光谱仪HiRES采用光纤像切分器前后的光效率,分析了位置误差对光纤像切分器光效率的影响,结果显示,光纤像切分器能够有效提高高分辨率光谱仪光效率,具有无离焦、结构简单、易制造和易安装的优点.