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我国成功研制红外天光背景测量仪

发布日期:2020-08-25 16:58

  2020年8月20日,中国科学技术大学发布一则新闻。新闻显示,中国科学技术大学近代物理系“核探测与核电子学国家重点实验室”王坚课题组成功地研制出了红外光谱扫描的天光背景测量装置。相关成果日前发表在该领域知名期刊《JATIS》上,同时申请专利并获得授权。
 
  天文研究与其他学科一样,都是为人类生产、生活服务的科学,如早期的天文学可以为农业和牧业校准季节。而到了现代,天文研究更是在时间、航空航天、导航定位等方面发挥着巨大的功用。
 
  天文研究十分依赖靠科技设备,红外观测作为天文研究的重要手段在该领域地位很高。但长久以来,我国红外天文研究发展受限于优良台址和探测器的缺乏,国内红外探测器技术又存在起步较晚且发展相对滞后的情况,再加上国外在红外设备方面对中国的商业限制,使得我国红外天文发展严重落后。
 
  随着近年来我国天文研究领域的不断扩展,中国天文界拥有红外天文观测能力的愿望也更加迫切,我国也有多项大型光学红外天文观测设备项目获得天文界支持。王坚课题组带领的光电探测技术团队经过两年的攻关,根据InSb探测器在2.5-5um波段上高响应的性能,利用线性可变滤波片在此波段线性可变的特点完成了此波段上连续扫描观测的红外天光背景测量仪。该团队攻克了微弱信号检测,高增益灵敏放大,暗流及背景噪声抑制,高真空低温封装,高精度数字锁相放大等关键技术:一、天光背景强度极其微弱,探测器输出信号低于nA量级,采用锁相放大技术成功提取出淹没在噪声中的信号;二、为了降低探测器暗电流的影响,探测器制冷到-150℃以下;三、为了克服由于仪器带来的背景热噪声,进行了适应低温的斩波器和光学设计。
 
  在研究中,为了保证这些大型设备建设成功后,顺利高效地开展红外观测仪器的研制和红外天文的观测研究,必须对相关候选站址进行红外天光背景的测量。在红外波段的天光背景辐射强度很大程度上限制着红外望远镜及其他观测设备的一些重要性能,如巡天深度、能够观测的极限星等、天文成像系统曝光时间等。相信红外天光背景测量仪的成功研发,能为我国红外天光背景的测量带来更多便利。