Curving X-ray detectors for astrophysics applications
Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究学院）；Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院林肯实验室）
该研究针对下一代X射线光学器件的焦平面设计挑战，基于MIT林肯实验室技术实现了背照式大格式CCD的弯曲，验证了其曲率、暗电流及光谱性能，证明弯曲大格式X射线传感器可实现且工艺可扩展。
2026-09-03 astro-ph.IM
IFU Unit in SCORPIO-2 Focal Reducer for Integral-Field Spectroscopy on the 6-m Telescope of the SAO RAS
我们描述了新的IFU单元（积分场单元）的方案和设计特点，这意味着执行积分场光谱作为SCORPIO-2缩焦器的一部分，这是安装在俄罗斯科学院特殊天体物理观测站的6米望远镜的主焦点。该装置的设计是基于透镜光栅与光纤相结合形成阵列光谱的原理。该装置使用由22 x22平方2毫米直径透镜组成的矩形光栅。物体的图像由一个23倍放大率的光学系统从望远镜的焦平面转移到透镜光栅的平面上。图像比例为0.75”/镜头，仪器的视场尺寸为16.5“x16.5”。光栅还包含两个额外的2 × 7透镜阵列，用于获取夜空光谱，其图像从中心偏移$\pm$ 3'。光纤用于将微瞳孔图像转换为位于IFU准直器入口处的两个伪狭缝。当在IFU模式下操作时，一组体相位全息光栅（VPHG）提供4600-7300 nm的光谱范围和1040至2800的分辨率$λ/δλ$。SCORPIO-2场光谱的量子效率为6-13%，取决于所采用的光栅。我们描述了使用IFU单元的数据采集和处理技术，并报告了在俄罗斯科学院特殊天体物理观测台6米望远镜上对Seyfert星系Mrk 78进行的测试观测结果。
2018-08-28 astro-ph.GA astro-ph.IM
The Extreme-ultraviolet Stellar Characterization for Atmospheric Physics and Evolution (ESCAPE) Mission: Motivation and Overview
大气物理学和演化极紫外恒星表征（ESCAPE）飞行任务是一个天体物理学小型探测器，采用紫外光谱学（极紫外：80 - 825流明，远紫外：1280 - 1650流明）探索邻近恒星周围宜居带的高能辐射环境。ESCAPE提供了对恒星EUV和日冕物质抛射环境的首次全面研究，这些环境直接影响岩石系外行星的可居住性。在为期20个月的科学任务中，ESCAPE将提供基本的恒星特征，以确定最有利于可居住性的系外行星系统，并为NASA未来的生命发现任务提供路线图。ESCAPE实现了这一目标，与以前的任务相比，EUV效率提高了大约两个数量级。ESCAPE采用掠入射望远镜，为EUV和FUV摄谱仪提供信息。ESCAPE科学仪器建立在以前的紫外线和X射线仪器，掠入射光学系统，以及用于NASA天体物理学，太阳物理学和行星科学任务的光子计数紫外线探测器的基础上。ESCAPE航天器总线是多功能和高遗产球航空航天BCP小型航天器。数据档案将存放在米库尔斯基空间望远镜档案馆（MAST）。
2022-01-31 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Simons Observatory 220 and 280 GHz Focal-Plane Module: Design and Initial Characterization
西蒙斯天文台（SO）将探测和绘制智利Cerro Toco的毫米波长天空的温度和偏振，在一系列角度尺度上，为宇宙学和天体物理学分析提供丰富的数据集。SO焦平面将用紧凑的六边形封装平铺，称为通用焦平面模块（UFM），其中过渡边缘传感器（TES）探测器耦合到100 mK微波多路复用电子器件。三种不同类型的二向色TES探测器阵列，其波段集中在30/40，90/150和220/280 GHz，将在49个计划的UFM中实施。90/150 GHz和220/280 GHz阵列各包含1，764个TES，通过两个910 x多路复用器电路读出。这些模块包含一系列密集布线的硅芯片，这些芯片在受控的电磁环境中封装在一起，具有高达100 mK的强大散热能力。在概述了模块设计之后，我们报告了第一个220/280 GHz UFM的早期结果，包括探测器产率以及读出和探测器噪声水平。
2022-01-12 astro-ph.IM
MAUVE: An Ultraviolet Astrophysics Probe Mission Concept
MAUVE是一项紫外天体物理学探测任务概念，旨在通过宽视场光谱和成像研究系外行星大气、瞬变事件及河外背景光，其探测器可覆盖极紫外波段，并计划将70%观测时间用于通用观测者项目。
2024-11-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
SiAl Alloy Feedhorn Arrays: Material Properties, Feedhorn Design, and Astrophysical Applications
我们在这里提出了一个研究使用的SiAl合金CE 7的硅器件在低温下的封装。我们报告的发展，基板和喇叭天线阵列的毫米波测辐射热探测器的天体物理。这种检测器的现有接口通常由金属制成，金属易于加工但与Si器件的热收缩曲线不匹配，或者由硅制成，硅避免了不匹配但难以直接加工。CE 7具有Si和Al的性质，这使得它非常适合这种应用。我们测量CE 7以a）在临界转变温度$T_c$，$\sim$ 1.2 K以下超导，b）具有比金属更接近Si的热收缩曲线，这使得能够进行简单的配合，以及c）具有低热导率，这可以通过Au电镀来改善。我们的研究还表明，与纯硅和类似衬底相比，CE 7可以足够好地加工以制造小结构，例如0 -80个螺纹孔，以达到严格的公差（$\sim$ 25 $μ$ m）。我们已经制造了CE 7基板部署在93 GHz的偏振焦平面中使用的宇宙学大角度尺度测量仪（CLASS）。我们还报告了CE 7制成的光滑壁喇叭天线阵列的发展，该阵列将用于CLASS高频相机的二向色150/220 GHz探测器的焦平面。
2018-07-09 astro-ph.IM
LEMUR: Large European Module for solar Ultraviolet Research. European contribution to JAXA's Solar-C mission
了解太阳外层大气需要协调一致，同时从可见光到真空紫外线（VUV）和软X射线的太阳观测，高空间分辨率（0.1”和0.3”之间），高时间分辨率（10 s，即，色球层动力学的时间尺度），具有广泛的温度覆盖范围（从色球层到燃烧的日冕，从0.01 MK到20 MK），并能够通过分光偏振法在可见光和近红外波长测量磁场。对整个温度范围进行采样的同时光谱测量特别重要。日本的Solar-C飞行任务（B计划）满足了这些要求，该飞行任务由地球同步轨道上的一个航天器组成，其有效载荷可大大提高紫外线、可见光和近红外线的成像和分光偏振测量能力，与目前和不久的将来的情况相比。本文所述的欧洲太阳紫外线研究大型模块（LEMUR）是一个大型真空紫外望远镜，为高分辨率成像光谱仪和相机的科学有效载荷提供支持。LEMUR由两个主要部分组成：一个真空紫外太阳望远镜，其反射镜直径为30厘米，焦距为3.6米;一个焦平面组件，由真空紫外光谱仪组成，覆盖17至127纳米之间精心挑选的六个波长范围。LEMUR狭缝覆盖太阳上的280”，每像素采样0.14”。此外，LEMUR能够测量质量流速度（线位移）低至2 km/s或更高。LEMUR是作为欧洲对Solar C飞行任务的贡献而向欧空局提出的。
2011-09-21 astro-ph.IM astro-ph.SR
Evaluation of Controllers and Development of a new in-house Controller for the Teledyne HxRG Focal Plane Array for the IRSIS satellite payload
塔塔基础研究所（TIFR）的红外天文组（天文学和天体物理学系）目前正在开发Teledyne HxRG焦平面阵列（FPA）控制器，用于红外光谱成像巡天（IRSIS）卫星有效载荷。在本文中，我们讨论了不同FPA控制器的测试结果，如天文研究相机（ARC）控制器，Teledyne的SIDECAR ASIC以及我们新的内部设计的阵列控制器。作为IRSIS仪器（基于光纤的积分场单元（IFU）近红外（NIR）光谱仪）开发阶段的一部分，构建了具有有限NIR带宽的实验室模型，该模型由各种子系统组成，如Ritchey-Chretien（RC）30 cm望远镜、光纤IFU、光谱仪光学器件和Teledyne H2 RG检测器模块。我们讨论了各种发展过程中的建设和测试的IRSIS实验室模型和技术方面的原型内部H2 RG控制器。
2022-03-01 astro-ph.IM
White dwarfs as probes of extrasolar planet compositions and fundamental astrophysics
本文提出利用宜居世界天文台（HWO）的高分辨率紫外光谱能力，通过测量污染白矮星中的重元素来约束系外行星成分，并搜寻强引力场下精细结构常数的变化，要求分辨本领至少60,000、紫外覆盖至900埃。
2025-07-02 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Microchannel-Plate Detector Development for Ultraviolet Missions
蒂宾根天文学和天体物理学研究所在开发和建造符合空间要求的成像和光子计数微通道板探测器方面拥有长期经验，这种探测器在紫外波长范围内敏感。我们的目标是实现高量子效率和空间分辨率，同时保持日盲和低噪声特性。我们灵活的探测器设计目前针对三个任务的具体需求进行了定制：对于ESBO DS（欧洲平流层气球观测站设计研究），我们为STUDIO仪器（成像观测站的平流层紫外线演示仪）提供了密封探测器，STUDIO仪器是一个50厘米的望远镜，带有紫外线成像仪，可在37-41公里的高度运行。我们与印度天体物理研究所合作，计划进行一次空间飞行任务，使用一个立方体卫星大小的远紫外光谱成像仪器，其特点是我们的探测器的开放版本。由紫金山天文台领导的中国任务包括使用开放和密封探测器版本的多通道成像仪。我们的MCP探测器有一个铯激活的p掺杂氮化镓光电阴极。其他光电阴极材料如碲化铯或溴化钾也可以作为替代。对于密封版本，光阴极在MgF $_2$窗口上以半透明模式操作，截止波长为约118 nm。对于要求灵敏度低于此截止值的任务，我们正在计划一个开放版本。我们采用了共面交叉带阳极和先进的低功耗读出电子与128通道电荷放大器芯片。本出版物重点介绍了有关主要开发挑战的进展：光阴极参数的优化和复杂的探测器电子器件。
2020-12-23 astro-ph.IM
Flexure based fibre positioners: design optimisation to follow arbitrary focal plane curvature
本文提出两种优化柔性铰链光纤定位器几何形状的方法（解析法与有限元法），以跟随任意焦面曲率并定向光纤，适用于WST设计，并进行了灵敏度分析。
2024-07-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Planck focal plane instruments: advanced modelization and combined analysis
本文是我作为IASF-MI研究员的工作成果，Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica米兰分部，INAF的一部分，Istituto Nazionale di Astrofisica。这项工作始于2006年1月，在Aniello Mennella的监督下，在米兰大学物理系举行的天体物理学博士课程的背景下。我的工作的主要课题是低频仪器（LFI）辐射计的软件建模。LFI是欧洲航天局普朗克飞行任务上的两个仪器之一，用于高精度测量宇宙微波背景（CMB）的各向异性。我还被选中参加反粒子物理学国际博士学位，IDAPP。IDAPP由意大利大学和研究部（MIUR）资助，由Giovanni Fiorentini（Universita' di Ferrara）协调，旨在支持天体物理学和粒子物理学社区之间日益增长的合作。这是一个与巴黎博士学校合作的国际计划，涉及巴黎第六，第七和第十一大学，导致法国-意大利双博士学位头衔。我的工作是在普朗克号上的热辐射测量仪器高频仪器（HFI）的仪器科学家Jean-Michel Lamarre的共同指导下完成的。由于这次合作，我有机会与HFI团队在巴黎天文台工作了四个月，因此我的活动重点扩大了，包括HFI和LFI数据之间的互相关研究。普朗克是第一个在同一颗卫星上搭载非常不同的探测技术的CMB任务，这是控制系统效应和提高…
2012-08-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
X-Ray Optics for Astrophysics: a historical review
本文回顾了X射线光学技术从20世纪60年代至今及未来的发展历程，探讨了其在降低背景、提升灵敏度及成像方面的贡献，并概述了制造挑战与技术应用。
2022-07-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Fast and Scalable Production of Stacked Prism X-ray Lenses for Astrophysics Using Two-Photon Polymerization
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, AlbaNova University Center（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心，阿尔巴诺瓦大学中心）
本文通过双光子聚合技术快速制造堆叠棱镜X射线透镜，提升了制造效率和几何精度，初步实验显示其效率和光学性能优越，为X射线望远镜的发展奠定基础。
2026-04-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Curved detectors for future X-ray astrophysics missions
针对未来X射线任务曲面焦面需求，本项目采用曲面CCD技术将大格式背照式CCD弯曲至2.5m半径，测试达到<5μm RMS精度，且基准平面CCD表现出优异的X射线性能。
2024-06-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Shaped Pupil Lyot Coronagraphs: High-Contrast Solutions for Restricted Focal Planes
变迹光瞳和成形光瞳的日冕仪利用振幅掩模的夫琅禾费衍射特性在目标恒星附近产生高对比度区域。在这里，我们提出了一个混合coronagestion架构，其中一个二进制的，硬边形状的瞳孔掩模取代了灰，顺利切趾的切趾瞳孔Lyot coronagestion（APLC）。对于该配置中的任何对比度和带宽目标，只要规定的对比度区域被限制在图像中的有限区域，成形的光瞳就是具有最高透射率的变迹器。我们将星光抵消机制与常规APLC的星光抵消机制联系起来。我们引入了一类新的解决方案，其中的振幅轮廓的Lyot停止，而不是被固定作为一个填充的复制品的望远镜孔径，联合优化与切趾。最后，我们描述了形状的瞳孔Lyot日冕仪（SPLC）的宽视场红外巡天望远镜天体物理聚焦望远镜资产（WFIRST AFTA）日冕仪的基线架构的设计。这些SPLCs有助于实现WFIRST-AFTA任务的两个科学目标：（1）宽带光谱学，以确定反射星光中系外行星大气的特征;（2）碎片盘成像。
2016-01-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
High-Altitude Ballooning Program at the Indian Institute of Astrophysics
我们已经在班加罗尔的印度天体物理研究所开始了一项高空气球飞行计划。气球和电子学的最新进展使大学各系能够以低廉的价格获得科学有效载荷。这项活动的主要目的是测试低成本的紫外线有效载荷，以便最终进行空间飞行，但也要利用球载有效载荷探索在高层大气发生的现象，包括精灵和陨石撞击。本文讨论了三个系留气球实验的结果进行了在CREST校园IIA，Hosakote和我们的未来计划。我们还描述了这些实验的有效载荷发展阶段。
2013-04-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
The GFCAT: a catalog of ultraviolet variables observed by GALEX with sub-minute resolution
通过将完整GALEX数据档案重新分箱至30秒分辨率，首次系统性搜索秒到分钟尺度的紫外变源，构建了包含1426个变源的GALEX耀斑目录（GFCAT），并发布了增强版gPhoton2软件包以支持后续研究。
2023-06-28 astro-ph.IM astro-ph.SR
Advanced code-division multiplexers for superconducting detector arrays
基于超导量子干涉器件调制的多路复用器现在经常用于天体物理学、宇宙学和材料分析的数千像素超导探测器阵列。在接下来的十年里，将需要更大的阵列。这些更大的阵列需要新的调制技术和紧凑的多路复用器元件，适合每个像素。我们提出了一种新的焦平面码分复用器，提供所需的可扩展性的复用元件。这种码分复用器使用紧凑的光刻调制元件，同时复用信号输出和超导过渡边缘传感器（TES）检测器偏置电压。它消除了用于电压偏置TES探测器的分流电阻，大大降低了功耗，允许每个TES具有不同的直流偏置电压，并使所有元件足够紧凑，可以安装在探测器像素区域内。这些焦平面码分复用器可以与基于超导微谐振器的多千兆赫读出相结合，以扩展到更大的阵列。
2011-10-07 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
The Ultraviolet Type Ia Supernova CubeSat (UVIa): Science Motivation & Mission Concept
University of Florida（佛罗里达大学）；Las Cumbres Observatory（拉思本斯天文台）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；University of Iowa（爱荷华大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
UVIa任务通过紫外和光学观测探索Ia型超新星爆炸机制，构建多波段样本支持未来高红移超新星调查。
2025-12-19 astro-ph.IM
New measurements on water ice photodesorption and product formation under ultraviolet irradiation
冰粒地幔的光脱附作用被认为是导致气相分子向冷区富集的原因。由于水是一种普遍存在的分子，因此了解其在光化学中的作用及其在紫外光场下的行为至关重要。我们报告的UV光解吸水冰和它的H $_2$，OH和O $_2$光产物使用校准的四极质谱仪的新测量。在超高真空条件下沉积固体水，然后用微波放电氢灯在从8 K开始的各种温度下进行紫外辐照。使用氘代水确认结果。在最低辐照温度8 K下，水的光脱附产率为1.3个$\times$ × 10 $^{-3}$分子/入射光子，氘代水的光脱附产率为0.7个$\times$ × 10 $^{-3}$分子/入射光子。每个吸收的光子的光解吸产率和天体物理的情况下，水冰的光解吸可以解释的存在下，气相水向寒冷地区的热解吸过程的比较得到解决。
2017-11-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Focal-plane X-ray Polarimeter with Spectral and Timing Capabilities for Future Missions
INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（意大利国家天体物理研究所）；Physikalisches Institut, Universität Bonn（波恩大学物理研究所）；Padua University（帕多瓦大学）；Università di Ferrara（费拉拉大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
该研究研发了一种兼具光谱与计时能力的焦平面X射线偏振计原型，基于Ar/DME气体和Timepix3读出ASIC，可在2-30 keV波段实现高灵敏度偏振测量，适配未来高能天体物理观测任务。
2026-08-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
The 511-CAM Mission: A Pointed 511 keV Gamma-Ray Telescope with a Focal Plane Detector Made of Stacked Transition Edge Sensor Microcalorimeter Arrays
提出 511-CAM 伽马射线望远镜概念，结合聚焦光学与堆叠 TES 微量热计阵列，实现 390 eV 能量分辨率，性能提升 11 倍，助力识别 511 keV 发射起源。
2023-09-12 astro-ph.IM hep-ex
The LUVOIR Ultraviolet Multi-Object Spectrograph (LUMOS): Instrument Definition and Design
大型紫外/光学/红外探测器（LUVOIR）是目前正在进行社区研究的四个大型任务概念之一，供2020年天文学和天体物理学十年调查考虑。LUVOIR紫外线多目标摄谱仪（LUMOS）的设计是为了支持LUVOIR的所有紫外线科学要求，从系外行星主星的特征描述到环星系晕的层析成像，再到外太阳系卫星上的水羽流。LUMOS提供跨紫外带通的点源和多目标光谱，具有多种分辨率模式，以支持不同的科学目标。该仪器将在远紫外（FUV：100-200纳米）和近紫外（NUV：200-400纳米）窗口提供低（R = 8，000 - 18，000）和中（R = 30，000 - 65，000）分辨率模式，并提供极低分辨率模式（R = 500），用于对FUV中极微弱物体进行光谱研究。成像光谱学将在3 x 1.6弧分的视场内完成，采用全息规则衍射光栅控制光学像差，微快门阵列（MSA），先进的光学涂层，用于FUV的高通量，和下一代大格式光子计数探测器。LUMOS的光谱能力通过FUV成像通道（100- 200 nm，13毫角秒角分辨率，2 x 2角分视场）得到增强，该通道将采用窄带和中频滤波器的补充。我们提出了LUMOS的观测模式和估计的有效面积，光谱分辨率，成像性能的性能曲线的概述。“LUMOS 100小时亮点”观测计划的例子展示了LUVOIR紫外光谱能力的潜在力量。
2017-09-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Optomechanical Design of the MANTIS SmallSat: An Extreme-, Far- and Near-Ultraviolet Spectrograph for Exoplanet Host Stars
University of Colorado（科罗拉多大学）；Laboratory for Atmospheric and Space Physics（大气与空间物理实验室）
该研究介绍了MANTIS小卫星的光机设计，其搭载多波段光谱仪用于观测低质量恒星，灵敏度优于前代EUV光谱仪，预计2027年完成研制、2028年发射。
2026-08-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Microchannel plate detector development for ultraviolet astronomy
Eberhard Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学）；Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究所）；Technische Universität Clausthal（克莱夫塔尔工业大学）
本文介绍图宾根大学IAAT团队研制的多功能微通道板（MCP）探测器，该探测器可覆盖完整紫外波段，含密封管型与开放型变体，采用共面交叉条阳极及FPGA电子设备，展示其研制现状与表征结果并展望任务前景。
2026-09-01 astro-ph.IM
FIREBall-2: advancing TRL while doing proof-of-concept astrophysics on a suborbital platform
在这里，我们讨论了紫外技术在过去十年中的进展，重点是光子计数，低噪声，高效率的探测器在亚轨道计划。我们专注于在NASA天体物理学气球望远镜FIREBall-2中使用创新的紫外探测器，该望远镜于2018年秋季成功飞行。FIREBall-2望远镜的设计目的是通过寻找星系晕中的扩散氢来观测遥远的星系，以了解它们是如何演化的。有效载荷利用了一个1.0米级的望远镜和一个紫外多目标光谱仪，是加州理工学院，喷气推进实验室，LAM，CNES，哥伦比亚，亚利桑那大学和NASA之间的联合合作。在FIREBall-2上测试的改进的探测器技术可应用于任何紫外线飞行任务。我们讨论了飞行和探测器性能的结果。我们还将讨论亚轨道平台（包括气球有效载荷和火箭）在测试新技术和概念验证科学思想方面的效用
2019-05-03 astro-ph.IM
Athena (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics) Assessment Study Report for ESA Cosmic Vision 2015-2025
雅典娜是2011年4月至12月在欧空局《2015-2025年宇宙愿景》框架内对L级飞行任务提案进行重新规划后开发的一个X射线观测级飞行任务概念。雅典娜的科学案例是宇宙的极端，从黑洞到大尺度结构。具体的科学目标围绕三个主要支柱：“黑洞和吸积物理学”、“宇宙反馈”和“宇宙的大尺度结构”。支持这些支柱，雅典娜提供的热天体物理等离子体的研究将其范围扩大到天文学的几乎所有角落。“雅典娜”概念包括两台共对准的X射线望远镜，焦距12米，角分辨率为10”或更高，在1千电子伏时总有效面积为1平方米（在6千电子伏时为0.5平方米）。在其中一个望远镜的焦点处，有一个宽视场成像仪（WFI），提供24' \times 24'的视场，在6 keV下150 eV的光谱分辨率，以及高计数率能力。另一个望远镜的焦点是X射线微量热光谱仪（XMS），这是一种低温仪器，在2.3“\times 2.3”的视场内提供3 eV的光谱分辨率。虽然雅典娜没有被选为欧空局的宇宙愿景2015-2025 L1任务，但其科学目标和概念符合欧空局X射线天文学旗舰的基础。
2012-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Characterization of a novel pixelated Silicon Drift Detector (PixDD) for high-throughput X-ray astrophysics
多像素快速硅探测器代表了下一代空间实验的赋能技术，这些实验专门用于低通量致密宇宙源的高分辨率光谱定时研究。几种基于帧积分的成像探测器已被开发为用于空间飞行任务的X射线焦平面器件，但是，当耦合到大面积集中器X射线光学器件时，这些探测器受到强烈的堆积和死区时间效应的影响，从而限制了时间和能量分辨率以及整个系统的灵敏度。因此，在实现具有快速、逐光子响应和接近Fano限制的能量分辨率的用于软X射线的像素化硅探测器的能力方面的当前技术差距转化为适用于高通量X射线天文学应用的稀疏读出传感器的不可用性。在ReDSoX意大利合作的框架内，我们开发了一种新的稀疏读出像素化硅漂移探测器，其在0.5-15 keV的能量范围内工作，在室温或适度冷却（$\sim$ 0 °C至+20 °C）下具有接近Fano限制的能量分辨率（$\leq$ 150 eV FWHM@6 keV）。在本文中，我们提出了第一个16像素（4 $\times$ 4）漂移探测器原型（PixDD）的设计和实验室表征，读出个别超低噪声电荷敏感前置放大器（SIRIO），我们讨论了未来的PixDD原型的发展。
2018-08-29 astro-ph.IM
Prototyping of 6.2-mm-Pitch Fiber Positioner Modules for Stage-V Telescope Instrumentation
École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）
本文通过原型设计和定量评估，验证了6.2毫米间距光纤定位器模块（包括三叶草型和独立驱动型）的可行性，解决了微型化带来的机械和控制挑战，并展示了其满足下一代望远镜高密度多目标光谱观测需求的能力。
2026-05-27 astro-ph.IM
Fluctuations of Photon Arrival Times in Free Atmosphere
在本文中，我们计算的延迟的可见光光子到达望远镜的焦平面上的时间和它的波动作为当地的大气条件（温度，压力，化学成分，视宁度值）和望远镜直径的函数。其目的是提供一个精确到皮秒级的延迟及其波动模型，这是几个非常高的时间分辨率天体物理学应用所要求的，例如比较来自光学望远镜的巨型射电暴的射电和光学数据，以及使用切伦科夫光探测器的汉伯里布朗扭曲强度干涉测量法。这里提出的结果已经计算了ESO望远镜在智利（NTT，VLT，E-ELT），但该模型可以很容易地应用到其他网站和望远镜直径。最后，我们描述了一个理论的数学模型计算的Fried半径通过延迟时间波动的研究。
2011-12-15 astro-ph.IM
The EBEX Balloon Borne Experiment - Optics, Receiver, and Polarimetry
E和B实验（EBEX）是一个长时间的球载宇宙微波背景偏振仪，于2013年飞越南极洲。我们描述了实验的光学系统，接收器和偏振方法，并报告其在飞行中的性能。EBEX有三个频段，分别为150、250和410 GHz。为了有效利用有限的质量和空间，我们设计了一个115 cm $^{2}$ sr高通量光学系统，每个焦平面有两个环境温度镜和四个抗反射涂层聚乙烯透镜。所有频带共享相同的光学训练。利用超导磁轴承（SMB）悬浮的连续旋转消色差半波片（AHWP）实现旋光测量。旋转稳定性在10小时内为0.45%，角位置精度为0.01度。这是SMB在天体物理学中的首次使用。测量的调制效率对于所有频带都在90%以上。据我们所知，AHWP的109%部分带宽是迄今为止实施最广泛的。包含一个透镜和AHWP的接收器在4 K的温度下、偏振栅格和其它透镜在1 K下、以及两个焦平面在0.25 K下根据给出焦平面温度稳定性的规范来执行，其中波动功率谱在2 mHz下具有$1/f$拐点。EBEX是第一个实现现代CMB偏振仪技术特征的球载仪器，包括高通量光学系统和具有多重读数的过渡边缘传感器测辐射热探测器的大型阵列。
2017-05-30 astro-ph.IM
Astrophysics with New Horizons: Making the Most of a Generational Opportunity
外太阳系提供了一个独特的，安静的有利位置，从那里可以观察我们周围的宇宙，在那里测量可以实现几个利基天体物理科学案例，这些案例太难在地球附近执行。美国宇航局的新视野号任务包括一个仪器包，可提供从紫外线（UV）到近红外线（近IR）波长的成像能力，具有位于冥王星轨道之外的中等光谱分辨率。用“新视野号”进行精心设计的勘测，可以优化使用一次性推进剂和有限的数据遥测带宽，以便进行几次测量，包括详细了解宇宙河外背景光;研究本地和河外紫外线背景;测量太阳系外尘埃和冰的性质;确认凌日系外行星并确定其特征;利用引力微透镜确定暗天体的质量;以及对瞬变事件进行快速跟踪。新视野号目前正在执行一项延长任务，旨在关注柯伊伯带科学，该任务将于2021年结束。天体物理学界有一个独特的，世代的机会，利用这个任务在未来十年的日心距离超过50天文单位的天文观测。在本文中，我们讨论了这种扩展任务的潜在科学案例，并对最重要的操作要求和观测策略进行了初步评估。我们的结论是，新视野号能够进行变革性的科学研究，它将成为天体物理科学的宝贵而独特的资产，在不久的将来不太可能被复制。
2018-10-01 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Optical alignment of contamination-sensitive Far-Ultraviolet spectrographs for Aspera SmallSat mission
本文针对Aspera SmallSat任务中远紫外光谱仪因紧凑结构和污染敏感导致的对准难题，提出结合3D扫描、干涉仪与真空对准的多阶段光学对准方法。
2024-07-22 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
