On-sky tests of sky-subtraction methods for fiber-fed spectrographs
本文介绍了光纤光谱仪天空减影法的空中试验的初步结果。利用FLAMES/VLT在I波段的专用观测，我们测试了平均天空、最近天空、双凝视和交叉波束切换4种天空相减方法的天空相减精度。交叉波束切换和双凝视法使天空差减的精度和准确度均在1%以下。与文献中普遍持有的观点相反，这一结果指出，光纤光谱仪适用于微弱目标的观测。
2016-09-20 astro-ph.IM
Preliminary design of the Visible Spectro-Polarimeter for the Advanced Technology Solar Telescope
可见光分光偏振仪（VisSP）是先进技术太阳望远镜（ATST）的首批光学仪器之一。它是一种中阶梯光栅摄谱仪，设计用于在380和900 nm之间的三个单独的焦平面上同时测量太阳光谱的三个不同区域。它将使用ATST的极化能力来测量整个线轮廓的全斯托克斯参数。通过测量磁敏感谱线的偏振，可以得到太阳大气中作为高度函数的磁场矢量，以及相关的热力学性质的变化。ViSP在2弧分视场（600 nm）内的空间分辨率为0.04弧秒。所有焦平面的最小光谱分辨率为180，000。该光谱仪支持多达4个衍射光栅，并完全自动化，以允许快速重新配置。
2012-07-04 astro-ph.IM
Spectrograph design for the Asgard/BIFROST spectro-interferometric instrument for the VLTI
BIFROST仪器将是第一台针对R= 25，000的高光谱分辨率进行优化的VLTI仪器，并在1.05和1.7 $μ$ m之间运行。该仪器的一个关键组成部分将是光谱仪，我们需要在宽带宽上的高吞吐量。在这篇文章中，我们讨论了四个计划的光谱模式（R=50，R=1000，R=5000和R= 25，000），我们需要覆盖的关键光谱窗口，以及我们考虑的技术选择。我们提出了我们的计划，使用体相位全息光栅（VPHG），以实现高效率$>$ 85%。我们提出了初步的光学设计和波长校准策略。
2022-08-10 astro-ph.IM
On-instrument wavefront sensor design for the TMT infrared imaging spectrograph (IRIS) update
30米望远镜（TMT）项目中的第一个光学仪器将是红外成像光谱仪（IRIS）。IRIS将安装在设施AO仪器NFIRAOS的底部端口上。IRIS将通过作为IRIS一部分的仪器上波前传感器（OIWFS）向NFIRAOS报告指导信息。这将是在一个独立的隔间IRIS，并将提供三个可部署的波前传感器探头臂。整个装置将旋转，以提供磁场反旋转。目前，在初步设计阶段，我们的工作包括：探针臂的原型设计，以确定这一关键部件的精度，搬运车设计和审查不同类型的玻璃的大气分散。
2014-07-11 astro-ph.IM
Developement of a stabilized Fabry-Perot etalon based calibrator for Hanle Echelle Spectrograph (HESP)
精确的波长校准是使用高分辨率光谱仪进行任何测量的重要因素。恒星光谱由离散的吸收线或发射线组成，其位置通过使用从实验室源产生的已知参考线校准摄谱仪来精确确定。为了使摄谱仪测量多普勒频移的微小变化，波长校准必须在观察期间足够稳定。仪器的不稳定性，主要是由于环境因素，如温度和压力的变化，传统的校准方法的局限性，如钍-氩灯，是高精度光谱的主要挑战。通过适当的环境控制，将压力保持在几毫巴，温度波动保持在$\pm$ 0.05 $^{\circ}$ C范围内，Fabry Pérot标准具（FP）在用于波长校准时可以产生1 - 10 m/s的速度精度。我们为安装在印度汉勒的印度天文台（IAO）喜马拉雅钱德拉望远镜（HCT）上的汉勒埃切尔摄谱仪（HESP）开发了一种基于被动稳定FP的波长校准器。标准具的特点是使用傅里叶变换光谱仪（FTS）和初始测试运行已与HESP进行。在本文中，我们提出的仪器的设计和建设以及从HESP获得的初步测试结果。
2020-06-02 astro-ph.IM
Modelling high resolution Echelle spectrographs for calibrations: Hanle Echelle spectrograph, a case study
本文提出了一种高精度地预测高分辨率中阶梯光谱仪谱线特征质心的建模方法。为此，使用了一种计算方案，从而可以对任何天文摄谱仪进行建模和控制，而无需求助于射线跟踪程序。计算是基于傍轴光线跟踪和精确的修正添加到某些表面类型和复杂模块的Buchdahl像差系数。所有相关组件的近轴射线迹线和校正的合成链用于以高度的确定性计算在所有正常操作条件下检测器上的任何谱线的位置。这将允许使用简单的内部编程模块进行半自主控制。该方案非常简单，甚至可以在电子表格或任何脚本语言中实现。这种模型连同优化例程可以表示仪器的实时行为。我们在这里介绍一个案例研究汉勒Echelle摄谱仪。我们表明，我们的结果与流行的商业射线跟踪软件相匹配。该模型进一步优化使用钍氩校准灯曝光期间采取的初步对准的仪器。模型预测在0.08像素的水平上匹配校准帧。进行了蒙特卡罗模拟，以显示光子噪声对模型预测的影响。
2015-05-03 astro-ph.IM
Characterization and on-sky testing of photonic, AWG-based astronomical spectrographs
Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of California, Los Angeles (UCLA)（加州大学洛杉矶分校）；Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，天体物理学与行星学研究所）；Aix Marseille Université, CNRS, LAM (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) UMR 7326（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，马赛天体物理实验室）
该研究表征了用于高分辨率近红外光谱干涉测量的AWG芯片，构建了CoLiBRIS-AWG光谱仪原型，在PAPYRUS AO系统上完成在轨测试，为评估光子学光谱学用于未来紧凑型天文仪器开发的能力提供了初步结果。
2026-09-29 astro-ph.IM
Compact high-resolution spectrographs for large and extremely large telescopes: using the diffraction limit
随着望远镜越来越大，对于给定分辨率的视限摄谱仪的尺寸也变得越来越大，对于ELT来说，尺寸将如此之大，以至于简单设计的高分辨率仪器将不可行。解决方案包括自适应光学（但不提供短波长的完全校正）或图像切片器（提供可行但仍然很大的仪器）。在这里，我们开发的解决方案提出的布兰德-山楂和霍顿：使用衍射限制光谱仪是紧凑的，即使高分辨率。它们的使用是由光子灯笼，它分裂成多个单模光纤多模光纤。我们描述了这种光谱仪的初步设计，分辨率为R ~ 50，000。虽然它们很小并且使用相对简单的光学器件，但挑战在于容纳尽可能长的光纤狭缝（因此在一个光谱仪中最大数量的单模光纤），并以比大多数光谱仪准直器快得多的焦比接受来自每根光纤的光束，同时保持衍射限制的成像质量。尽管存在这些挑战，但仍有可能获得出色的性能。我们还简要地考虑了所需的光谱仪的数量，这可以通过全部或部分自适应光学校正和/或向更长波长移动来减少。
2012-08-23 astro-ph.IM
WST, the Wide-field Spectroscopic Telescope: Mechanical Design and FE Analyses for the High Resolution Spectrograph
INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；INAF - Osservatorio Astronomico di Catania（意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台）；Centre de Recherche Astrophysique de Lyon（里昂天体物理研究中心）；STFC – UK Astronomy Technology Centre（英国科学与技术设施委员会英国天文学技术中心）
本文介绍了WST高分辨率多目标光谱仪（MOS-HR）的机械设计，采用垂直光学平台配置，通过有限元分析验证了结构稳定性和环境鲁棒性。
2026-07-02 astro-ph.IM
The Infrared Imaging Spectrograph (IRIS) for TMT: Instrument Overview
IRIS是一种近红外（0.84至2.4微米）积分场摄谱仪和宽视场成像仪，正在开发用于30米（TMT）的第一束光。它安装在先进光学（AO）系统NFIRAOS上，并集成了仪器上的波前传感器（OIWFS），以实现波长超过1微米时的衍射极限空间分辨率。IRIS具有中等的光谱分辨率（R ~ 4，000 - 8，000）和连续视场的大带通，将在天体物理科学的几乎每个领域开辟新的机会。它将能够解析泰坦数十公里的表面特征，同时也能以单个恒星形成区域的规模绘制遥远的星系。本文总结了整个设计和能力，并包括从接近完成的初步设计阶段的结果。
2016-08-04 astro-ph.IM
End to end simulators: A flexible and scalable Cloud-Based architecture. Application to High Resolution Spectrographs ESPRESSO and ELT-HIRES
针对高精度径向速度测量，对来自现有和即将推出的高分辨率光谱仪的帧进行模拟在计算上要求很高（在时间和空间上）。在本文中，我们提出了一种创新的方法的基础上并行化和分配的工作量。通过在平台即服务（PaaS）方法中使用NVIDIA CUDA定制内核和最先进的云计算架构，我们实现了一个模块化和可扩展的端到端模拟器，能够以几厘米/秒的精度渲染合成帧，同时保持较低的计算时间。我们将我们的方法应用于两个光谱仪。对于VLT-ESTERO，我们给出了一个声音的实际数据和模拟之间的比较，显示所获得的光谱格式和恢复的仪器配置文件。我们还模拟了即将到来的HIRES在ELT的数据和调查的整体性能方面的计算时间和可扩展性对问题的大小。此外，我们展示了与数据减少系统的接口，我们初步表明，可以成功地减少现有的方法的数据。
2020-08-13 astro-ph.IM
The MUSE Data Reduction Pipeline: Status after Preliminary Acceptance Europe
巨大的积分场摄谱仪MUSE即将成为VLT的最新设施仪器。它将在2014年2月看到第一道曙光。在这里，我们总结了仪器的特性，并概述了数据简化系统的功能，该系统将通过4k CCD分别记录在24个IFU中的原始数据转换为完全校准的科学可用数据立方体。然后，我们描述了最近的工作，几何校准的仪器和测试的处理管道，在欧洲的初步验收结果和展望天空调试结束之前。
2015-06-30 astro-ph.IM
SARG: the high resolution spectrograph
SARG是TNG的高分辨率摄谱仪。它自2000年春末以来一直在运作。SARG是一种交叉色散阶梯光栅摄谱仪;它提供单物体和长狭缝（高达26角秒）观测模式，光谱范围从λ=0.37到1 μm，分辨率从R= 29，000到R= 164，000。交叉色散是通过选择四格来提供的;干涉滤光片可用于长缝模式（高达26弧秒）。屈光相机将交叉分散的光谱成像到两个2048 x4096 EEV CCD（像素大小：13.5 μm）的拼接图上，从而在所有分辨率下完全覆盖<0.8 μm的光谱。碘吸收池允许获得高精度的径向速度。分布式主动温度控制系统（DATCS）将所有光谱仪组件的温度保持在预设值。早期的实验结果表明，SARG在波长覆盖、效率、带宽和带宽等方面都能按照原有的技术指标工作（实测峰值效率约为13%），分辨率（最大分辨率R~ 164，000，使用0.3弧秒狭缝，R~ 144，000，使用图像切片器），和稳定性（初步估计径向速度精度为~5米/秒使用碘细胞和~ 150米/秒没有细胞）。
2023-02-21 astro-ph.IM
RISTRETTO: a pathfinder instrument for exoplanet atmosphere characterization
我们介绍了ESO VLT的RISTRETTO仪器，这是将SPHERE高对比度设备连接到ESSOVLT光谱仪的原始想法的演变（Lovis等人，2017）。RISTRETTO是一个独立的，AO馈电的光谱仪，被提议作为访客仪器，其目标是首次在反射光中探测附近的系外行星。里斯特雷托的目标是使用高对比度，高分辨率光谱技术来表征Proxima b和其他几颗系外行星的大气层。该仪器由两部分组成：安装在VLT UT 4上的前端，提供两级自适应光学系统，使用具有日冕能力的AOF设施和7光纤IFU，以及在620-840 nm范围内的衍射限制R= 135，000摄谱仪。我们提出的要求和初步设计的仪器。
2020-12-15 astro-ph.IM
Optical Design and Wavelength Calibration of a DMD-based Multi-Object Spectrograph
多目标摄谱仪（MOS）一直是当代天文摄谱仪的基准，其价值在于能够同时获得数百个物体的光谱。在过去的二十年里，数字微镜器件（DMD）已经显示出成为MOS的核心部件的潜力，被用作可编程狭缝阵列。我们设计了一个基于DMD的MOS，覆盖0.4至0.7 $μ$ m的光谱范围，具有$10.5^\prime \times 13.98^\prime$的视场（FOV）和$R\sim1000$的光谱分辨率。该DMD-MOS采用全球面折射光学系统，并采用体积相位全息（VPH）棱镜作为高吞吐量的色散元件。在本文中，我们提出了这种DMD-MOS的光学设计和优化过程，以及一个初步的波长校准程序的高光谱数据减少。利用DMD-MOS的模拟数据，开发了一种测量高光谱成像畸变和在探测器上构建像素到波长映射的方法。对DMD微镜与探测器像素之间的关系进行了研究。这DMD-MOS将被放置在一个0.5米直径的望远镜作为未来的DMD为基础的MOS系统的探索性研究。
2022-09-29 astro-ph.IM
Cerberus: A three-headed instrument for the OARPAF telescope
我们提出了Cerberus的初步设计，一个新的科学仪器的alt-az，80厘米OARPAF望远镜在利古里亚山脉以上的热那亚，意大利。Cerberus将在Nasmyth焦点处提供三个焦点站，允许：使用标准的Johnson-Bristins UBVRI + Ha + Free滤光片进行成像和测光，一个轴上引导相机和一个用于图像稳定的倾斜透镜，最高可达10 Hz;由于配备了1200 l/mm棱镜的LHIRES III摄谱仪，长缝光谱仪为R 5900;使用带有光纤的FLECHAS摄谱仪，在R 9300进行埃歇尔光谱分析。
2020-11-26 astro-ph.IM
The InfraRed Imaging Spectrograph (IRIS) for TMT: latest science cases and simulations
30米望远镜（TMT）的第一台光学仪器IRIS（红外成像光谱仪）将于2016年完成初步设计阶段。IRIS仪器设计包括一个近红外（0.85 - 2.4微米）积分场摄谱仪（IFS）和成像仪，能够在先进的自适应光学系统NFIRAOS后面进行同步衍射限制观测。IRIS科学案例继续得到开发，新的科学研究已经调查，以帮助技术性能和设计要求。在这个开发阶段，IRIS科学团队特别关注整个系统的滤光片、光栅、灵敏度的选择，以及将受益于IFS和成像相机并行模式的科学案例。我们使用最新的端到端数据模拟器为IRIS提供新的科学案例，涉及以下主题：太阳系天体，银河系中心，活动星系核（AGN）和遥远的引力透镜星系。然后，我们简要讨论了先进的数据管理系统和数据简化管道的必要性。
2016-08-04 astro-ph.IM
Maunakea Spectroscopic Explorer Low Moderate Resolution Spectrograph Conceptual Design
Maunakea光谱探测器（MSE）项目计划将现有的3.6米加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）替换为10米级专用宽视场高度复用光纤馈电光谱设施。MSE旨在解决基础科学问题，从恒星和恒星系统的起源，早期的星系考古学，宇宙时间的星系演化，到宇宙学和暗物质和暗能量的性质。MSE将是未来许多重要的光度测量和天体测量测量的主要后续设施，也是多波长宇宙研究的主要组成部分。MSE基于主焦点望远镜概念，可照亮3200根或更多光纤。这些光纤被送入低中分辨率（LMR）光谱仪和高分辨率（HR）。LMR将在360至950 nm的波长范围内提供R>2500和R>5000的2种分辨率模式，并在950 nm至1300 nm的带宽上提供R>3000的分辨率。H波段也可能被1450至1780 nm范围内的第二NIR模式覆盖。HR在360至600 nm波长范围内的分辨率为R>39000，在600至900 nm带宽内的分辨率为R>20000。本文介绍了2017年6月举行的概念设计审查后的LMR设计。它侧重于仪器的总体概念，光学和机械设计。它描述了相关的初步预期性能，特别是关于光学和热性能。
2018-07-23 astro-ph.IM
The Impact of Fiber Cross Contamination on Radial Velocity Precision
本研究通过模拟CHORUS光谱仪设计，量化了光纤交叉污染对径向速度精度的影响，发现cal-sci污染可忽略而sci-sci污染在最坏情况下引入高达10厘米/秒的误差，强调了设计、操作和提取算法需减轻交叉污染。
2025-05-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Infrared Imaging Spectrograph (IRIS) for TMT: Data Reduction System
IRIS（红外成像光谱仪）是30米望远镜（TMT）的衍射限制第一光仪器，由近红外（0.84至2.4 $μ$ m）成像仪和积分场光谱仪（IFS）组成。IFS利用小透镜阵列和切片器进行空间采样，其将能够在100个不同模式下操作，包括从4毫角秒（mas）到50 mas的四个板尺度与大范围的滤波器和光栅的组合。成像仪的视场为34 $\times$ 34 arcsec $^{2}$，板刻度为4 mas，具有许多可选滤光片。我们提出了初步设计的数据简化系统（DRS）的IRIS，需要解决所有这些观测模式。减少IRIS数据将面临独特的挑战，因为它将在观测序列期间提供成像和光谱数据的实时减少和分析，以及先进的后处理算法。DRS将支持IRIS的三种基本操作模式：减少来自成像器、小透镜IFS和切片器IFS的数据。DRS将使用Python编写，利用可用的开源天文软件包。除了实时数据简化，DRS还将利用实时可视化工具，为天文学家提供目标获取和数据质量的最新评估。quicklook套件将包括用于1D、2D和3D原始图像和缩小图像的可视化工具。我们讨论了DRS和可视化工具的总体要求，以及必要的校准数据，以实现最佳的数据质量，以便在所有宇宙距离尺度上利用科学案例。
2016-08-04 astro-ph.IM
The fiber-fed preslit of GIANO at T.N.G
Giano是一台低温光谱仪，位于T.N.G.（西班牙），并于2013年投入使用。它的工作范围为950-2500 nm，分辨率为50000。该仪器的设计和建造是为了从望远镜直接馈电[2]。然而，由于在预调试阶段对望远镜接口施加的限制，它必须位于旋转建筑物上，远离望远镜焦点。因此，基于85μm芯的红外传输ZBLAN光纤开发了一种新的望远镜接口。最初设计用于直接在望远镜的$f/11$ nasmith焦点上工作，2011年决定使用光纤进行馈送。望远镜的光束通过连接到望远镜Nasmith A接口的预光光学工作台聚焦在双光纤束上。该光学工作台包含光纤馈送系统和其他重要功能，如引导系统、光纤观察器、光纤馈送校准灯和两条光纤之间的点头设施。使用两个光纤允许我们在阶梯光栅图中有两个光谱图并排在同一个采集：一个恒星和天空的其他或同时有恒星和校准灯。在进入低温恒温器之前，光纤发出的光由直接连接到Giano低温恒温器的第二个预光光工作台收集：在这个工作台上产生正确的f数来照亮冷挡，在同一个工作台上放置一个图像切片器来提高系统的效率。
2014-07-11 astro-ph.IM
Optomechanical design of an ADC and image rotator for the HJST Coudé Spectrograph at McDonald Observatory
McDonald Observatory, The University of Texas at Austin（麦克唐纳天文台，德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文介绍了麦克唐纳天文台 HJST Coudé 光谱仪旋转式大气色散校正器的光机设计，采用反向旋转 Amici 棱镜校正色散，并探讨了 K 镜图像旋转器作为未来升级，以提升高分辨率光谱观测性能。
2026-09-16 astro-ph.IM
EELT-HIRES the high-resolution spectrograph for the E-ELT
第一代E-ELT仪器将包括一台光学-红外高分辨率摄谱仪，通常称为EELT-HIRES，它将能够在系外行星、恒星和行星形成、恒星和星系的物理和演化、宇宙学和基础物理学等领域提供独特的突破。一项为期2年的EELT-HIRES A期研究刚刚开始，将由来自巴西、智利、丹麦、法国、德国、意大利、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国的研究所和组织组成的财团进行。在本文中，我们描述的科学目标和EELT-HIRES的初步技术概念，将在A阶段开发，以及其计划的发展和财团组织在研究期间。
2016-09-02 astro-ph.IM
OIG and Sarg CCD's characterization
CCD特性鉴定是CCD在望远镜上正确使用之前的第一步。意大利国家伽利略望远镜的大多数科学仪器都使用CCD作为探测器。特别是光学成像仪（OIG）和高分辨率光谱仪（SARG）使用由EEV（EEV 4280）制造的两个2k X 4k CCD的拼接。EEV4280的技术特征可参见Cosentino等人（这些会议记录）。
2023-02-21 astro-ph.IM
CHISL: The Combined High-resolution and Imaging Spectrograph for the LUVOIR Surveyor
NASA目前正在进行科学和技术研究，以确定其下一个天文学旗舰任务，计划于2020年代开始开发。很明显，大型紫外/光学/红外（LUVOIR）勘测者任务（主直径12米，1000埃-2微米光谱带通）可以在未来几十年内实现美国宇航局最大数量的系外行星和天体物理学科学目标。LUVOIR Surveyor概念的几个方面存在技术挑战，包括组件级技术成熟度和广泛功能紫外光谱仪的科学仪器概念。我们提出的科学动机，和初步设计，一个多路复用的紫外光谱仪，以支持两个系外行星和天体物理学目标的LUVOIR勘测者任务概念，结合高分辨率和成像光谱仪的LUVOIR勘测者（CHISL）。CHISL包括一个高分辨率（R 120，000; 1000 - 1700 Ang）点源光谱通道和一个中等分辨率（在单次观察中从1000 - 2000 Ang的R > 14，000和在多个光栅设置中的R 24，000 - 35，000）成像光谱通道。我们提出了CHISL的概念，一个小样本的代表性的科学案例，和主要的技术障碍。我们积极参与CHISL使能技术的实验室和飞行表征工作，作为科罗拉多大学正在开发的探空火箭有效载荷的组成部分。我们描述了两个有效载荷，被设计为探路者仪器的高分辨率（国际象棋）和成像光谱（SISTINE）武器的CHISL。我们今天正在进行这种仪器的设计、表征和飞行测试，以支持未来十年LUVOIR Surveyor任务的…
2016-05-17 astro-ph.GA astro-ph.IM
Update on the Magellan InfraRed Multi-Object Spectrograph (MIRMOS)
Carnegie Science, The Observatories（卡内基科学学会，天文台）；Turion Space（图里奥太空）；LCS Optics LLC（LCS光学有限责任公司）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；CSEM SA (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique)（瑞士电子与微技术中心）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Capella Space（卡佩拉太空）；Penn State University（宾夕法尼亚州立大学）；Giant Magellan Telescope Organization（大型麦哲伦望远镜组织）
介绍麦哲伦红外多目标光谱仪（MIRMOS），它将用于智利麦哲伦望远镜，可在特定波长范围光谱观测与成像。MOS模式通过低温机制选目标，IFS模式用图像切片器实现，能处理多种科学案例，目前处于初步设计阶段末期。
2026-07-16 astro-ph.IM
A pyramid-based adaptive optics for the high-resolution echelle spectrograph at SAO RAS 6-m telescope
本文提出了一种用于安装在俄罗斯科学院特殊天体物理观测台（SAO）6-m BTA望远镜Nasmyth焦点上的高分辨率光纤中阶梯光栅光谱仪的自适应光学（AO）系统设计。该系统将基于金字塔波前传感器，并受益于马赛天文物理学研究所团队在自适应光学领域的经验。AO将在430-680 nm的可见光域中以f130输入光束工作，并仅为轴上源提供校正。这种特殊设计的主要挑战是将AO插入现有的光学系统中并保持焦平面和光瞳平面配置，在仪器的通量预算内拟合以及AO工作台的总成本限制。根据当前设计，AO工作台将使用由2个球面镜组成的附加中继器来重新准直光束并将瞳孔投射到小型变形镜上。二向色分光器将用于将长波分量仅基于折射光学的金字塔波前传感器分支。使用现成的组件，我们可以达到0.016波PTV的仪器波前误差与20 nm的带通滤波器在700 nm。使用折叠反射镜和重新聚焦的光纤的微透镜，我们恢复标称几何光束饲料摄谱仪。AO系统的最终目标是增加光谱仪入口处光斑的能量集中度，我们的初步建模表明，在SAO RAS的典型大气条件下，我们可以获得69.5倍的增益。
2022-08-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Simulating the Study of Exoplanets Using Photonic Spectrographs
光子光谱仪为天文光谱学提供了高度小型化，灵活和稳定的片上解决方案，可用于各种科学案例，例如确定系外行星的大气成分，以了解其可居住性，形成和演化。阵列波导光栅（AWG）已显示出最好的前景，被用作天体光子光谱仪。我们开发了一个公开可用的工具进行初步检查的AWG光谱解析系外行星大气层的能力。我们推导了线性扩展函数（LSF）作为波长的函数和LSF的半峰全宽（FWHM）作为谱线宽度的函数，以评估离散和连续采样的低分辨率AWG（R $\sim$ 1000）的响应。我们观察到，LSF具有最小的波长依赖性（$\sim$ 5\%），无论相对于AWG信道的中心波长的偏移，与先前的假设相反。我们进一步证实了所观察到的半高宽与发射线宽呈线性关系。最后，我们提出了模拟提取的样品分子吸收光谱的离散和连续采样的低分辨率AWG。由此，我们表明，虽然离散的AWG匹配其预期的分辨率，连续的AWG摄谱仪，在原则上，可以实现一个有效的分辨率显着大于（$\sim$ 2倍）比离散的AWG。对AWG的详细检查将是未来部署AWG光谱仪用于天文科学案例（如系外行星大气）的基础。
2022-03-18 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ins-det
Speckle Suppression with the Project 1640 Integral Field Spectrograph
项目1640是最近在帕洛玛天文台投入使用的高对比度成像仪器。Project 1640是日冕仪与积分场摄谱仪（IFS）的组合，旨在探测和表征太阳系外行星、棕矮星和绕着附近恒星运行的星周物质。在本文中，我们提出了我们的数据处理技术，提高仪器的原始灵敏度，通过去除准静态散斑。我们的方法利用IFS提供的彩色图像多样性结合局部优化的图像组合（LOCI）算法来抑制残余污染光的强度在接近目标恒星的角度。我们描述了项目1640散斑抑制管道（PSSP），并证明了能够检测同伴的亮度可比和低于初始散斑强度使用天空调试数据。我们的初步结果表明，至少一个数量级的抑制因子是一致可能的，达到$5σ$对比度水平的$2.1\times10^{-5}$在$1\arcsec$在H波段在20分钟的源上的集成时间时，非公共路径的错误是合理的校准。这些结果表明，近红外对比度水平的顺序$\approx10^{-7}$在亚角秒的分离将很快成为可能的项目1640和类似设计的仪器，接收衍射限制光束校正的自适应光学（AO）系统采用可变形反射镜与高致动器密度。
2010-12-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Phase II of the Keck Planet Imager and Characterizer: system-level laboratory characterization and preliminary on-sky commissioning
凯克行星成像仪和表征仪（KPIC）是凯克II自适应光学（AO）系统和NIRSPEC摄谱仪的一系列升级，以实现K和L波段的系外行星和低质量伴星的衍射限制，高分辨率（$R>30,000$）光谱学。第一阶段由单模光纤注入/提取单元（FIU/FEU）与H波段金字塔波前传感器结合使用。第二阶段将于2022年部署和投入使用，增加了一个1000个致动器的可变形反射镜，光束整形光学器件，涡流日冕仪以及FIU/FEU的其他升级。单模光纤的使用提供了恒星抑制的增益，天空背景的大幅减少，以及光谱仪上极其稳定的线扩展函数。在本文中，我们提出了广泛的系统级实验室测试和表征的结果，显示仪器的第二阶段的吞吐量，稳定性，可重复性和其他关键性能指标之前，交付和安装在凯克。我们还演示了使用内部测试光源的新系统模块所支持的各种观察模式的功能。最后，我们展示了在第二阶段调试的头几个月进行的天空测试的初步结果以及仪器的下一步。一旦第二阶段的调试完成，KPIC将继续以前所未有的光谱分辨率表征系外行星，从而增加其在第一阶段已经成功探测到的23颗系外行星和褐矮星的记录。使用新的涡旋纤维零化（VFN）模式，第二阶段还将能够搜索小于45毫角秒的小角距的系外行星，这是传统日冕仪无法达到的。
2022-10-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
GPI 2.0: Characterizing Self-Luminous Exoplanets Through Low-Resolution Infrared Spectroscopy
太阳系外行星的直接成像特征通常是在低光谱分辨率下完成的。我们为双子座行星成像仪升级（GPI 2.0）的摄谱仪建模，并评估该仪器允许观察者通过分析近红外光谱来约束系外行星属性的潜力。我们模拟了噪声观测，然后通过与Sonora 2018模型网格的极大似然比较计算后验分布。初步结果表明，GPI 2.0应该允许观测者以足够的精度限制温度，但重力仍然很大程度上不确定。我们还探讨了将卷积与仪器线扩展函数到我们的模拟的影响，并与我们的初步研究结果进行比较。
2022-08-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
RISTRETTO: high-resolution spectroscopy at the diffraction limit of the VLT
RISTRETTO是一个由极端自适应光学（XAO）系统提供的可见高分辨率摄谱仪，拟作为ESO VLT的访问仪器。RISTRETTO的主要科学目标是在反射光中探测和表征系外行星，特别是温带岩石行星Proxima b。RISTRETTO将首次能够测量太阳系外行星并探测围绕附近恒星运行的一些系外行星的大气特征。它将通过将在望远镜衍射极限下工作的高对比度AO系统与高分辨率光谱仪相结合，通过7空间积分场单元（IFU）馈送单模光纤来实现这一目标。RISTRETTO的进一步科学案例包括通过光谱分辨的H-α发射研究吸积原行星，如PDS 70 b&c;以及对太阳系天体的空间分辨研究，如冰冷的卫星和冰巨人天王星和海王星。该项目正处于光谱仪和IFU/光纤链路子系统的高级设计阶段，以及AO前端的初步设计阶段。光谱仪和IFU/光纤链路的建设将于2022年底开始。鉴于ESO ELT的类似发展，特别是ELT-ANDES的SCAO-IFU模式和未来的ELT-PCS仪器，RISTRETTO是一种开拓者仪器。
2022-08-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
GIARPS: commissioning and first scientific results
GIARPS（GIAno \& haRPS）是一个项目，致力于在国家伽利略望远镜的同一个焦点站上同时安装高分辨率光谱仪HARPS-N（VIS）和GIANO-B（NIR）。这可以被认为是世界上第一个也是唯一的仪器，在一次曝光中提供了在NIR范围内分辨率为50，000，在VIS范围内分辨率为115，000以及在宽光谱范围（$0.383 - 2.45\ μ$ m）内分辨率更高的交叉色散中阶梯光谱。考虑到这种仪器的多功能性及其大的波长范围，科学案例非常广泛。可以考虑一些杰出的科学案例，主要包括太阳系外行星科学，从岩石行星搜索和热彗星到大气特征描述。此外，这两种仪器可以测量高精度的径向速度的手段，同时钍技术（HARPS-N）和吸收池技术（GIANO-B）在一个单一的曝光。其他科学案例也是可能的。GIARPS作为TNG的一种全新的观测模式，是在GIANO-A（光纤光谱仪）从Nasmyth-A移动到Nasmyth-B之后开始的，在Nasmyth-B中它被重新命名为GIANO-B（不再有光纤光谱仪）。2017年3月，正式试运行结束，然后向社区提供。尽管工作还没有完成。本文描述了GIANO-B和GIARPS观测模式在调试和首次开放时间观测期间获得的初步科学结果。
2018-08-09 astro-ph.IM
High-Contrast Imaging at First-Light of the GMT: The Preliminary Design of GMagAO-X
本文介绍GMT首光高对比度成像仪GMagAO-X的初步设计，其通过21000促动器极端自适应光学系统实现邻近宜居系外行星光谱表征等科学目标，并满足70%斯特列尔比等性能要求。
2024-07-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
ANDES, the high-resolution spectrograph of the ELT: simulated performance of the CORO module and overview of the high-contrast capabilities for exoplanet observations
Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）；Lund Observatory, Division of Astrophysics, Department of Physics, Lund University（隆德大学，物理系，天体物理学部，隆德天文台）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所，阿切特里天文台）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Instituto de Astronomía, Univ. Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学，天文研究所）；LUPM, Université de Montpellier, CNRS（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心，LUPM实验室）；Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，IPAG实验室）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Brera（意大利国家天体物理研究所，布雷拉天文台）；Aix Marseille Université, CNRS, CNES, LAM（艾克斯马赛大学，法国国家科学研究中心，法国国家空间研究中心，LAM实验室）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（意大利国家天体物理研究所，的里雅斯特天文台）
介绍了 ANDES 高分辨率光谱仪日冕仪模块，其能结合高对比度成像与高色散光谱学研究系外行星特性，详细阐述设计、特征及模拟性能，展示初步模拟结果并讨论表征操作，以评估其对系外行星大气特征的探测能力。
2026-07-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Deep learning solutions to telescope pointing and guiding
针对WIYN望远镜指向精度不足问题，提出基于循环神经网络的指向系统，不依赖传统模型，初步结果良好，并计划推广至其他站点。
2024-11-05 astro-ph.IM
Fiber modal noise mitigation by a rotating double scrambler
光纤模态噪声是高分辨率光谱学中的性能限制因素，无论是在实现高信噪比方面，还是在利用多模光纤馈电高分辨率光谱仪进行高精度径向速度测量时。传统上，通过搅动或“摇动”光纤来降低模态噪声。这样，在光纤中传播的光在许多不同的模式上重新分布。然而，在光纤仅具有有限数量的模式的情况下，例如在近红外波长处或在自适应光学辅助系统中，该方法变得非常低效。所需的强烈搅动会对光纤施加应力，并可能导致焦比下降，或者更糟，损坏光纤。作为一种替代方法，我们建议使用一个经典的光学双扰频器，一个设备，已经实现了许多高精度的径向速度光谱仪，以减轻模式噪声的影响，通过旋转扰频器的第一个光纤端在每次曝光。由于扰频器的第二光纤的旋转照明图案，被激发的模式连续变化。这导致在光纤出口处非常有效地平均模式图案，并大大降低模式噪声。在这方面的贡献，我们提出了一个原型设计和初步的实验室结果的旋转双扰频器。
2020-12-15 astro-ph.IM physics.optics
The Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph for the James Webb Space Telescope -- III. Single Object Slitless Spectroscopy
本文介绍了JWST的NIRISS单目标无狭缝光谱（SOSS）模式的设计与性能，其高光子转换效率与通量稳定性能够支持探测类地行星次级大气等关键系外行星科学计划。
2023-06-07 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Commissioning and on-sky performance of FiberPol: a fiber-fed spectropolarimetric system for the SAAO 1.9 m telescope
South African Astronomical Observatory（南非天文台）；Sub-department of Astrophysics, University of Oxford（牛津大学天体物理子系）；Department of Astronomy, University of Cape Town（开普敦大学天文学系）；Space Science and Engineering Initiative, College of Engineering, University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校工程学院空间科学与工程倡议）；Centre for Space Research, North-West University（西北大学空间研究中心）；University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
南非天文台开发的FiberPol光谱偏振前端，结合光纤光谱学与偏振测量技术。经调试已展示关键性能，斯托克斯参数等不确定度在0.2%至0.3%，升级后有望达0.1%精度。其紧凑设计便于适配，介绍了相关成果及升级计划。
2026-07-20 astro-ph.IM
RISTRETTO: reflected-light exoplanet spectroscopy at the diffraction limit of the VLT
RISTRETTO是一台面向VLT的可见光高分辨率光谱仪，通过衍射极限极端自适应光学系统与7像元IFU单模光纤馈光相结合，首次实现邻近系外行星（如比邻星b）反射光反照率测量与大气表征，并为ELT相关仪器铺路。
2024-09-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Scientific potential of the Indo-Belgian 3.6-m DOT in the field of Galactic Astronomy
印度和比利时在印度奈尼塔尔的Devasthal联合建立了两个4米级光学望远镜。在2015年成功安装3.6米现代新技术Devasthal光学望远镜（DOT）后，两国总理于2016年3月30日在布鲁塞尔进行了技术启动。从那时起，3.6米DOT已被用于光学和近红外（NIR）观测的一些研究计划。达到的最佳角分辨率为0 \farcsec 4，表明3.6米DOT的光学性能良好，能够提供具有亚弧秒分辨率的天体图像。这些观测结果证明，在建造望远镜圆顶建筑时所采取的谨慎措施已经获得了丰厚的回报，因为它们的热质量非常低，以至于它没有降低大约20年前在1997年至1999年期间使用差分图像运动监视器测量的Devasthal的自然大气视宁度。从最近的观测中获得的一些初步的科学结果，随着性能和全球潜力的3.6米DOT在银河系天文学领域。一旦高分辨率摄谱仪和其他计划中的现代后端仪器投入使用，3.6米DOT能够提供具有国际竞争力的科学。天文台的地理位置对时域和多波长天体物理学研究具有全球重要性。
2019-05-28 astro-ph.IM
The Acquisition Camera System for SOXS at NTT
SOXS（X-Shooter之子）将是新的中等分辨率（R $\sim$ 4500，1角秒狭缝），高效率，宽带摄谱仪，用于拉西拉的ESO-NTT望远镜。它将能够使用两个不同的臂和一个预狭缝公共路径馈送系统同时覆盖光学和近红外波段（350- 2000 nm）。SOXS将提供一个独特的设施，以跟进任何类型的瞬态事件，除了高效率和高可用性外，还具有最佳的响应时间。此外，带有所有必要中继光学器件的校准单元和采集相机系统将连接到公共路径子系统。采集相机在光学系统中工作，将主要侧重于目标采集和二次引导，但也将为科学测光提供成像模式。在这项工作中，我们给出了一个概述的采集相机系统的SOXS与所有不同的功能。系统的光学和机械设计也一起提出的光学质量，吞吐量，星等限制和光度特性方面的初步性能。
2018-09-05 astro-ph.IM
The ANTARESS workflow I. Optimal extraction of spatially resolved stellar spectra with high-resolution transit spectroscopy
本文提出 ANTARESS 工作流，通过稳健处理高分辨率光谱数据集并提取 2D 梯形光谱，实现了对凌星过程中被行星掩食的恒星光谱的最优提取与行星污染清除，为恒星光球层映射和轨道架构研究提供了直接对比与精确测量。
2024-07-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Automated scheduler for the SOXS instrument: design and performance
本文介绍了SOXS仪器的自动调度器设计与性能，该调度器采用高可用可扩展架构，通过完全自动化算法与数据库及气象API交互，实现最优目标排序与备选目标推荐，确保无人值守望远镜的高质量观测与时间利用。
2024-07-25 astro-ph.IM
