南京天光所超高解析度超高定標精度光譜技術研究獲進展

2020-09-29 中國青年報

近期，中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所天文光子學團隊在超高分辨超高定標精度光譜技術研究中取得進展。研究團隊將虛擬成像相位陣列（Virtually Imaged Phased Array，VIPA）作為主色散元件，以雷射頻率梳作為波長定標源，在實驗上獲得的光譜解析度為106萬（~0.6皮米），短時標波長定標精度優於10釐米/秒；目前，由於儀器未做任何溫度和壓力控制，6小時雙通道同步定標精度~13米/秒，奇偶次定標精度~40釐米/秒。相關研究成果發表在The Astronomical Journal上。

該研究第一完成人、博士朱小明和團隊負責人、研究員何晉平介紹，後續通過優化系統，做好裝置的溫控和壓控，該類光譜技術可兼顧超高解析度（50萬~1000萬）及超高定標精度（10釐米/秒量級），且裝置緊湊，造價低，可為未來天文超高解析度光譜觀測提供技術支撐，有望在恆星化學元素探測及大氣同位素比、系外行星探測及大氣成分表徵、星際物質分子豐度、太陽物理動力學過程、精細結構和磁橫流研究等方面獲得實用。除天文方面的應用，該類技術在高精度測距、測力、測溫及測速方面均有較明確的應用前景，後續有望應用在生物力學特性研究、基於精密溫度測量的海底非合作目標探測、空間雷射精密測距等研究領域或場景中。

當前，該研究團隊正在調試及優化樣機，為後續實際觀測及應用做準備。研究工作得到國家自然科學基金面上項目及重點項目的資助。

論文連結

圖1.實測二維光譜數據。重複頻率808MHz的雷射頻率梳梳齒陣列可被完全分開

圖2.六小時雙通道同步定標波長精度

來源：中科院

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