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我國自主研製的近紅外天光背景測量儀在南極投入運行 日期:2019.02.20

導讀:長久以來,我國紅外天文研究發展受限於優良台址和探測器的缺乏。

  隨著近年來我國天文研究領域的不斷擴展,中國天文界擁有紅外天文觀測能力的願望也更加迫切。

  記者從中國科大獲悉,由該校近代物理係“核探測與核電子學國家重點實驗室”王堅副教授帶領的團隊及其合作者,根據不同紅外探測器的特點,進行了多個版本的設計和測試,解決了微弱信號探測,高增益靈敏放大,暗流及背景噪聲抑製等關鍵技術,首先完成為基於InSb探測器完成了J,H,K波段的近紅外天光背景測量儀,並完成了實驗室樓頂測試。相關成果日前發表在國際著名雜誌《科學儀器評論》上。

  我國紅外天文研究發展受限於優良台址和探測器的缺乏。隨著近年來我國天文研究領域的不斷擴展,中國天文界擁有紅外天文觀測能力的願望也更加迫切。為了保證這些大型設備建設成功後,順利高效地開展紅外觀測儀器的研製和紅外天文的觀測研究,必須對相關候選站址進行紅外天光背景的測量。在紅外波段的天光背景輻射強度很大程度上限製著紅外望遠鏡及其他觀測設備的一些重要性能,如巡天深度、能夠觀測的極限星等、天文成像係統曝光時間等。

  科研人員介紹,由於InSb探測器需要深度製冷,帶來了儀器的功耗和體積比較大,對於野外觀測非常不利,根據InGaAs探測器在J,H,K波段上的探測優勢,在2017年基於InGaAs探測器完成麵向南極的近紅外天光背景測量儀,並於2017年7月在西藏阿裏觀測站進行了試觀測,獲得首批阿裏的近紅外天光背景數據,數據顯示夏季阿裏在晴朗夜間的近紅外天光背景強度微弱,同時驗證了設備的穩定性和長期監測運行的能力。

  在此基礎上在2018年針對南極極低溫度、高海拔、低氣壓(昆侖站極夜情況下平均溫度-60℃,最低溫度-86℃,海拔4087米,氣壓為0.5個大氣壓)、電力困難等極端條件,對紅外天光背景測量儀的光學,低噪聲讀出電子學,結構和電控,自動觀測等進行了相應改進,於2018年11月隨“雪龍”號科考船前往南極,並於2019年1月23日在南極昆侖站安裝並投入運行。

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