光纤星象切分器

本文介绍了为云台CCD—Coude光谱仪系统研制的星象切分器。计算表明,运用切分器可提高光力2个星等以上。文中讲述了原理并给出有关参数的选择。本星象切分器入射端面为直径1mm的圆面,出射端面为0.15的一线阵,共由38根光纤组成。     

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.     

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。     

中国出口双折射滤光器

中国科学院南京天文仪器研制中心在20世纪80年代研制35cm太阳磁场望远镜滤光器取得巨大的成功，其在双折射滤光器领域内的水平，已被国际太阳物理界公认。1989年以来，已向日本和韩国出口了11台复杂而昂贵的Lyot滤光器，并已在有关国立天文台和天文馆投入常规观测。最近，还为国外客户修复3台Lyot滤光器，它们都是德国和法国在30年前生产的。     

2.16m望远镜卡焦平面星象位置的模拟及其在光纤定位观测中的应用

本文利用GSC和SAO星表以及2.16m望远镜底片上星象位置的xy测量值,分析了该望远镜卡焦平面上星象位置的误差分布,提出了改正解析表达式.利用SUN工作站计算打印出了适合多目标光纤系统光纤探头定位用的纸质观测机场星图,代替采用照相底片作多纤维观测的视场模板,取得了满意的观测效果提高了工作效率.     

并行可控式光纤定位系统

给出一种可用于大天区面积多目标光纤光谱天望远镜（LAMOST）的光纤定位系统,它将望远镜焦面板分成4000个小区域,每个区域中安装一个可控式光纤定位单元,光纤由单元带动作精确定位。本讨论了系统的组成及特点,该系统可望能成功应用于LAMOST项目中。     

LAMOST焦面板的结构分析

大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）是我国跨世纪的一项重大科学工程,由于其独特的设计思想,它同时兼备了大口径与大视场的能力并能同时观测约4000个天体。LAMOST的焦面板是一块直径1．75m、曲率半径20m并有4000余个小孔的球冠状板,4000套光纤定位系统被安装在焦面板上。由于光纤光的位置受板的变形的影响从而将影响最终的成像质量,焦面板的变形必须被控制在较小的范围内。利用有限元分析软件ANSYS,本创建了焦面板的有限元模型并讨论了在不同重力和温度场中焦面板的变形情况。最后针对其设计要求给出了适当的结构和材料。     

LAMOST二维光纤光谱抽谱方法的研究

对LAMOST二维光纤光谱数据处理系统中的抽谱方法进行了阐述,分析了抽谱中关键参数采样点选取对结果的影响,并根据高斯分布函数的特性以及实验情况确定了采样点的选取范围,解决了抽谱结果出现负值的问题.进一步针对大噪声背景下抽谱存在误差较大的问题,提出了基于频域滤波思想的改进抽谱方法.首先利用快速傅立叶变换和低通滤波器将影响光纤实际轮廓的尖锐噪声滤除,然后再进行正常的抽谱.利用LAMOST二维光纤光谱数据处理系统提供的模拟数据进行了实验测试,结果表明改进抽谱方法的可行性与有效性.     

基于步进电机的位移促动器设计与实测

以环形太阳望远镜为应用背景,研制了一种基于步进电机的位移促动器,并进行了性能测试实验,获得了位移促动器的性能指标。分析了常见的大行程、高精度位移促动器的结构形式,选择位移缩放式作为位移促动器的基本结构。该位移促动器采用步进电机集成行星减速器作为驱动元件,以具有特殊消间隙结构的螺旋传动作为位移缩放机构,为实现高分辨率、高刚度和高精度的位移促动器设计,开展了位移促动器的性能测试实验,结果表明:该位移促动器轴向位移量程为±2 mm,不同负载下均能实现1 μm的步长分辨率,位移闭环输出精度优于1 μm。研制的位移促动器为环形太阳望远镜的建设提供重要的技术支持,并为其它精密光学镜面支撑系统的工程应用提供参考。     

天球上和LAMOST焦面上天体位置关系的研究

用主光线法对正在研制的大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）焦面上天体成像位置进行了研究,提出了在焦面上确定天体位置的方法,导出了天体在天球和LAMOST实际焦面上一一对应的位置关系。本的方法可用于焦面上光纤位置的确定,同时,也为已知天体在焦面上的位置确定其在天球上的位置提供了一种方法。     

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。     

LAMOST0级观测控制系统物理模型

面向对象方法是一种新的软件工程方法,对象模型技术是当前流行的面向对象的建模技术,为了能理解LAMOST观测控制系统的设计和运行过程,需要用面向对象方法进行物理建模。本重点介绍LAMOST0级观测控制系统的物理模型。     

光纤阵列太阳光学望远镜偏振分析器设计

给出了满足光纤阵列太阳光学望远镜(FASOT,Fibre Arrayed Solar Optical Telescope)观测目标的偏振分析器的理论设计.它具有以下特点:(1)具备偏振光学开关功能,使得高偏振测量成为可能;(2)在750nm宽度范围内,对各Stokes偏振参量都具有50%以上的理论偏振测量效率,且总的偏振测量效率高于86.6%.使得观测者在如此宽波长范围内可对多条磁敏谱线同时进行偏振测量;(3)根据所选光球和色球线侧重于对线偏振或圆偏振的测量;(4)对偏振元件的制作工艺以及安装误差等具有相当好的容忍度.以上特性使该偏振分析器成为高性能的偏振测量设备.     

基于100 nm砷化镓pHEMT工艺的C波段宽带低噪声放大器芯片

作为射电天文接收机系统的关键器件, 低噪声放大器的噪声和增益性能对接收机系统的灵敏度有重要影响. 采用100nm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor, pHEMT)\lk工艺, 研制了一款可覆盖C波段(4--8GHz)的低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA). 所设计的LNA采用3级共源级联放大拓扑结构, 栅极、漏极双电源供电. 常温下测试表明, 该LNA在4--8GHz频段内平均噪声温度为\lk60K, 在5GHz处获得最低噪声温度50K, 通带内增益($31\pm1.5$)dB, 输入输出回波损耗均优于10dB, 芯片面积为$2.1\times1.1$mm², 可以应用于C波段射电天文接收机以及卫星通信系统等.     

硬X射线成像仪量能器测试系统的设计与实现

硬X射线成像仪(Hard X-ray Imager, HXI)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)的3大载荷之一, 其中量能器作为其重要组成部分, 承担着观测30--200keV能段的太阳硬X射线的任务. 在卫星发射之前, 需要开展大量的测试工作, 以确保HXI量能器的各项功能和性能满足设计需求. HXI量能器通道数众多, 内含99个溴化镧探测器, 分别由8块相同的前端电子学板控制. 除了对各个通道的性能进行测试外, 地检系统还需模拟量能器在轨面对不同太阳活动时的运行情况, 对量能器进行全面完备的测试. 此外, 地检系统还需足够稳定, 能满足量能器在单机测试、环境试验、热真空与振动等多个不同测试项目的长时间测试需求. 为此, 设计了地检板与上位机软件, 结合放射源、直流电源、高压模块等组成一套HXI量能器的地检系统, 对8块前端电子学板实现同步配置与管理, 能高效完成指令发送与数据接收, 满足量能器最大数据输出带宽400Mbps的需求. 利用该系统, 在地面完成了HXI量能器的功能、性能验证, 获得了量能器的线性、死时间、能量分辨率等各项性能指标, 为HXI量能器的在轨高性能运行提供了保障.     

ASO-S卫星HXI量能器探测单元的标定

先进天基太阳天文台卫星(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)是中国科学院第2批空间科学先导专项之一,其主要目标是同时观测太阳磁场、耀斑和日冕物质抛射,并对3者之间的相互关系和内在联系进行研究.硬X射线成像仪(HXI)是ASOS卫星的3大载荷之一,它通过对太阳活动发射的硬X射线进行傅里叶调制成像,实现高空间分辨率和高时间分辨率的太阳能谱成像观测.量能器单机是HXI的关键单机之一,其主要任务是精准测量通过每对光栅后太阳硬X射线的能量和通量.主要介绍了量能器单机的工作原理及其关键指标要求、标定设备及标定方案,最后给出了标定结果,从而验证了量能器单机方案设计的合理性.     

基于积分视场单元的三维天文成像光谱技术

近年来,三维成像光谱技术主要是发展和采用积分视场单元方法,即将枧场内的展源目标连续切割成若干单元,重新排列后进入光谱仪器,同时获得展源的高分辨率三维数据立方体(x,y和λ).相对于传统的技术方法,这种基于积分枧场单元的三维成像光谱技术进行一次观测可以同时获取天体各处的二维空间信息和光谱信息.采用积分视场单元虽然在光谱数据处理上会带来很多困难,但由于其在观测时间和效率上具有明显的优点,因此值得采用.该文简要介绍了三维成像光谱技术的原理;评述了目前实现三维成像光谱的三种不同类型的技术系统:小透镜阵系统、光纤加小透镜阵系统、像切分器系统,重点介绍了像切分器系统的有关情况;最后展望了三维成像光谱技术在天文学上的应用.