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超高分辨率超高定標精度光譜技術研究取得新進展

近期,幸运七星天文光子學團隊在超高分辨超高定標精度光譜技術研究方面取得新進展。該團隊以虛擬成像相位陣列(Virtually Imaged Phased Array VIPA)作爲主色散元件,以激光頻率梳作爲波長定標源,在實驗上獲得的光譜分辨率爲106萬(~0.6 皮米),短時標波長定標精度優于10 厘米/秒;由于儀器目前未做任何溫度和壓力控制, 6小時雙通道同步定標精度~13 /秒,奇偶次定標精度~40厘米/秒。該研究成果于826日發表在國際天文期刊The Astronomical Journal上(https://doi.org/10.3847/1538-3881/aba836)。

 

1 實測二維光譜數據。重複頻率808MHz的激光頻率梳梳齒陣列可被完全分開

 

 

 

2 六小時雙通道同步定標波長精度

 

据该工作第一完成人朱小明博士和团队负责人何晋平研究員介绍,后续通过优化系统,做好装置的温控和压控,该类光谱技术可同时兼顾超高分辨率(50~1000萬)及超高定标精度(10厘米/秒量級),且裝置緊湊,造價低,可爲未來天文超高分辨率光譜觀測提供技術支撐,有望在恒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征、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。除了天文方面應用,該類技術在高精度測距、測力、測溫及測速方面均有較明確應用前景,後續有望使用在生物力學特性研究、基于精密溫度測量的海底非合作目標探測、空間激光精密測距等重要研究領域或場景中。

目前,該團隊正在調試及優化樣機,爲後續的實際觀測及應用做准備。

該研究受到國家自然科學基金面上項目(資助號:11773045, 11973009)及重點項目(資助號:11933005)資助。