Conceptual Design of the Coronagraphic High Angular Resolution Imaging Spectrograph (CHARIS) for the Subaru Telescope
高对比度成像技术的最新发展现在使得对附近恒星周围的行星进行成像和光谱分析成为可能。我们提出了概念设计的日冕高角分辨率成像光谱仪（CHARIS），一个基于小透镜，低温积分场光谱仪（IFS）的斯巴鲁望远镜成像系外行星。IFS将在1.75 arcsecs x 1.75 arcsecs视场（FOV）内提供140 x140空间元素的光谱信息。CHARIS将在近红外（λ = 0.9 - 2.5微米）下工作，并在三种不同的观测模式下提供R = 14、33和65的光谱分辨率。利用斯巴鲁望远镜上的自适应光学系统和先进的日冕仪（AO 188和SCExAO），CHARIS将提供足够的对比度，以获得年轻的自发光太阳质量系外行星的光谱。CHARIS正处于早期设计阶段，预计将于2015年底首次亮相。我们在这里报告目前的概念设计的CHARIS和设计的挑战。
2012-08-15 astro-ph.IM
The survey operation software system development for Prime Focus Spectrograph (PFS) on Subaru Telescope
主焦点摄谱仪（PFS）是一种宽视场、多目标摄谱仪，可容纳2394根光纤，以斯巴鲁望远镜的主焦点观察天空。操作光谱测量的软件系统由四个软件包构成：仪器控制软件、曝光瞄准软件、数据简化管道以及测量规划和跟踪软件。此外，我们还运营着一个数据库系统，其中存储了目标对象的属性，仪器配置和观测条件等各种信息，并通过标准化的数据模型进行组织，以便将来更新调查计划和科学研究。在这篇文章中，我们提出了一个软件系统的概述，并描述了需要在PFS操作中执行的工作流程，与数据库的一些亮点，组织各种信息从子过程中的测量操作，并从软件的角度对光纤配置的过程。
2016-08-03 astro-ph.IM
Performance Testing of a Novel Off-plane Reflection Grating and Silicon Pore Optic Spectrograph at PANTER
在马克斯·普朗克地外物理研究所PANTER X射线测试设备上测试了由径向规则离面反射光栅和硅孔光学器件组成的X射线摄谱仪。所使用的硅孔光学（SPO）堆栈是Arcus小型探测器任务的测试模块，它也将具有对准的离面反射光栅。该测试是第一次将两个离面光栅主动地彼此对准并与SPO对准以产生重叠光谱。使用主动对准模块对准光栅，该主动对准模块允许使用可在测试室外部控制的picerotic致动器在三个自由度上独立操纵后续光栅到参考光栅。我们报告谱仪和主动对准光栅的线扩展函数，并计划未来的发展。
2015-03-19 astro-ph.IM
Prime Focus Instrument of Prime Focus Spectrograph for Subaru Telescope
主焦点摄谱仪（PFS）是一种新的光学/近红外多光纤摄谱仪设计，用于8.2米斯巴鲁望远镜的主焦点。PFS将使用2394根光纤覆盖1.3度直径视野，以补充Hyper SuprimeCam（HSC）的成像能力。PFS的主聚焦单元称为主聚焦仪器（PFI），它提供了与斯巴鲁望远镜顶部结构的接口，还容纳了眼镜蛇光纤定位器所在的光学工作台。此外，采集和引导（A&G）相机、光纤定位器系统、电缆包装、基准光纤、照明器和观察器、现场元件和遥测系统位于PFI内部。PFI的机械结构经过特殊设计，使其偏转与HSC宽视场校正器（WFC）的偏转充分匹配，因此光纤将在所需精度范围内在观测过程中保持在目标上。
2014-08-12 astro-ph.IM
Spectrographs with holographic gratings on freeform surfaces: design approach and application for the LUVOIR mission
在本论文中，我们展示了在自由曲面上使用全息光栅进行先进摄谱仪设计的方法。在示例POLLUX分光偏振仪中紫外通道上，我们发现这样的光栅可以同时作为交叉色散器和相机反射镜。它提供足够高的图像质量，在11.5至195 nm之间达到126 359-133 106的光谱分辨率，高于要求。此外，我们展示了一种可能性，使用类似的元素在传输中工作，以建立一个清晰的双施密特光谱仪。长狭缝光谱分辨率达2750。结果表明，这两种光栅的参数在现有技术条件下是可行的。
2018-05-23 astro-ph.IM
Higher dispersion and efficiency Bragg gratings for optical spectroscopy
大规模多路复用光谱恒星调查，如MSE提出了巨大的挑战，在摄谱仪的设计。高复用、大望远镜孔径、高分辨率（R~ 40，000）和自然视宁度的组合意味着需要具有大光束尺寸、大光栅角和快速相机速度的多个光谱仪，具有高成本和风险。减小光束尺寸的一个有吸引力的选择是在比迄今为止考虑的高得多的角度下使用布拉格型光栅。除了减小光谱仪尺寸和成本之外，由于s和p偏振布拉格效率峰值的紧密匹配，这还允许非常高的效率的可能性。光栅本身可以是VPH光栅，但表面浮雕（SR）光栅提供了一个越来越有吸引力的替代方案，具有更高的最大线密度和更好的带宽。在任何一种情况下，光栅都需要浸没在大棱镜中，以使光以所需的角度进出光栅。我们提出了光栅设计和标称摄谱仪设计，显示效率增益和尺寸减小，这样的光栅可能允许MSE高分辨率摄谱仪。
2018-07-24 astro-ph.IM
Studying focal ratio degradation of optical fibers for Subaru Prime Focus Spectrograph
聚焦比退化（FRD）是由纤维光学引起的光角分布的变化。FRD对于光纤馈电的光谱天文系统很重要，因为它会导致信号丢失、光谱分辨率下降或光谱仪设计复杂性增加。Nacional de Astrofísica（LNA）开发了一种系统，可以准确和精确地测量FRD，使用绝对方法，也可以测量光纤吞吐量。本文介绍了计量系统，并显示了Polymicro纤维FBP129168190，FBP127165190和藤仓纤维128170190的测量。虽然这两种光纤的FRD很低，并且彼此相似，但了解这些光纤的确切特性非常重要，因为它们都将用于建造FOCCoS（光纤电缆和连接器系统），用于安装在斯巴鲁望远镜上的PFS（主焦点光谱仪）。
2014-08-13 astro-ph.IM
Developments in high-density Cobra fiber positioners for the Subaru Telescope's Prime Focus Spectrograph
主焦点光谱仪（PFS）是斯巴鲁望远镜的光纤馈电多目标光谱仪，将进行各种有针对性的调查，研究暗能量，星系演化和星系考古学。仪器的关键是放置在斯巴鲁望远镜主焦点的高密度光纤定位器阵列。该系统，绰号“眼镜蛇”，将能够迅速重新配置2394光纤阵列的天文目标的图像位置在焦平面上的高精度。该系统使用2394个直径为7.7毫米的“SCARA机器人”机制，并使用2个压电旋转电机来单独定位其巡逻区域内的每条光纤。测试表明，Cobra定位器可以在6次移动迭代中移动到天文目标的5μm范围内，成功率为95%。Cobra系统是PFS的一个关键方面，将使其在Subaru望远镜上实现前所未有的高多重因子和观测效率的结合。本文描述了PFS光纤定位器系统的要求、设计和原型制作工作，以及模块化构造、组装、集成、功能测试和性能验证计划。
2012-10-09 astro-ph.IM
The metrology cameras for Subaru PFS and FMOS
主焦点摄谱仪（PFS）是斯巴鲁望远镜上的一种新型多光纤摄谱仪。PFS将使用约2400根纤维覆盖约1.4度直径的区域。为了保证光纤的精确定位，设计了一台测量相机，提供误差在5 μm以内的光纤位置信息。PFS的最终定位精度目标是优于10 μm。计量相机将位于斯巴鲁望远镜的卡塞格伦焦点，以覆盖整个焦平面。PFS计量相机还将用于现有的多光纤红外光谱仪FMOS。
2012-10-09 astro-ph.IM
High efficiency transmission grating for the ESO CUBES UV spectrograph
CUBES是卡塞格伦U波段高效光谱仪，一种在300 nm和400 nm之间的紫外光谱范围内工作的高效率仪器，分辨率不低于20000。立方体将安装在欧洲南方天文台甚大望远镜的卡塞格伦焦点上。本文简要回顾了各种类型的设备作为分散元件在天文摄谱仪，以实现高分辨率，确定二进制透射光栅作为最佳候选技术的CUBES仪器的微光刻之前。我们描述了一般的光刻制造技术，两种不同的设计考虑，以实现所需的高分辨率透射光栅，其原型的直接写入光刻制造技术，并实现光学性能的表征。展望实现光栅的最终仪器，考虑到光刻写入能力的最新发展。
2022-03-29 astro-ph.IM
Methods for evaluating the performance of volume phase holographic gratings for the VIRUS spectrograph array
可见光积分场可复制单元摄谱仪（VIRUS）是一个由至少150个简单的光纤馈电积分场摄谱仪副本组成的阵列，将部署在Hobby-Eberly望远镜（HET）上进行HET暗能量实验（HETDEX）。每个摄谱仪包含作为其色散元件的体积相位全息光栅，其用于350 nm至550 nm的第一级。我们讨论了用于评估原型光栅的性能的测试方法，这些方法有助于修改制造处方，以实现HETDEX所需的指定批次衍射效率。特别是，我们讨论的测试中，我们测量的衍射效率在标称光栅入射角在病毒的所有订单访问我们的测试台，允许的光栅方程。对于选定的光栅，这些测试使我们能够解释> 90%的入射光的波长在VIRUS的光谱覆盖范围内。其余未被考虑的光可能被衍射成反射级或在光栅层内被吸收或散射（特别是对于较蓝的波长，后一项可能占主导地位）。最后，我们讨论了一种装置，将用于快速验证一阶衍射效率规格的一批至少150病毒生产光栅。
2012-07-18 astro-ph.IM
Mass production of volume phase holographic gratings for the VIRUS spectrograph array
可见光积分场可复制单元摄谱仪（VIRUS）是一个由150个简单的光纤积分场摄谱仪副本组成的基线阵列，将部署在霍比-埃伯利望远镜（HET）上。VIRUS是第一个在工业规模上复制的光学天文仪器，代表了一种相对廉价的解决方案，用于进行大面积光谱调查，如HET暗能量实验（HETDEX）。每个摄谱仪都包含一个体积相位全息（VPH）光栅，其直径为138 mm的通光孔径作为其色散元件。该仪器利用350-550 nm的一阶光栅。包括见证样品，一套170 VPH光栅已批量生产的病毒。在这里，我们提出的病毒VPH光栅的设计和讨论他们的大规模生产。我们还提出了一个定制的设备，已被用来快速测试的一阶衍射效率的光栅在病毒光谱范围内的各种离散波长的设计和功能。该设备已被用于进行现场测试，以监测调整生产处方的效果，以及进行光栅衍射效率的最终验收测试。最后，我们提出了作为建成的性能结果，为整个套件的VPH光栅。
2014-07-28 astro-ph.IM
The Current Status of Prime Focus Instrument of Subaru Prime Focus Spectrograph
主焦点摄谱仪（PFS）是一种新的光学/近红外多光纤摄谱仪设计，用于8.2米斯巴鲁望远镜的主焦点。PFS将使用2394根光纤覆盖1.3度直径视野，以补充Hyper SuprimeCam（HSC）的成像能力。PFS的主聚焦单元称为主聚焦仪器（PFI），它提供了与斯巴鲁望远镜顶部结构的接口，还容纳了眼镜蛇光纤定位器所在的光学工作台。此外，采集和引导摄像机（AGC）、光纤定位器系统、电缆包装、基准光纤、照明器和观察器、现场元件和遥测系统位于PFI内部。PFI的机械结构经过特殊设计，使其偏转与HSC的宽视场校正器（WFC）的偏转充分匹配，因此光纤将在所需精度内在观测过程中停留在目标上。在本报告中，将给出PFI发展的最新状况，包括PFI组件的性能，集成和测试设备的设置和性能。
2016-08-02 astro-ph.IM
The Infrared Imaging Spectrograph (IRIS) for TMT: Volume phase holographic grating performance testing and discussion
光栅效率最大化是第一个光仪器IRIS（红外成像光谱仪）的一个关键目标，目前正在设计的样品的衍射极限的TMT（三十米望远镜）。体积相位全息（VPH）光栅已经显示出提供极高的效率，对于高的线频率接近100%（即，600 ~ 6000 l/mm），已应用于天文摄谱仪。然而，VPH光栅在近红外中较少被利用，特别是对于具有较低线频率的光栅。鉴于其提供高通量和低散射光的潜力，VPH光栅正在探索IRIS作为光谱仪中潜在的色散元件。我们的团队已经从两个不同的供应商采购了近红外光栅。我们有两个光栅的规格需要IRIS目前的设计：1.51-1.82μm（H波段），以产生一个光谱分辨率为4000和1.19- 1.37 μm（J波段），以产生一个光谱分辨率为8000。在H波段R=4000和J波段R=8000时，每个光栅的中心波长分别为1.629μm和1.27μm，槽密度分别为177 l/mm和440 l/mm。在实验室中直接测量了这两种光栅的效率，发现它们的峰值效率都很好，H波段TM和TE模的峰值效率在布拉格角处都达到了88%，而J波段TM模的峰值效率为90.23%，TE模的峰值效率为79.91%。我们确定了偏离布拉格角的效率下降，当偏离布拉格角2.5 °时，H波段的效率下降20-23%，当偏离布拉格角5°时，J波段的效率下降25%-28%。
2014-07-11 astro-ph.IM
Design and modeling of a moderate-resolution astronomic spectrograph with volume-phase holographic gratings
提出了一种基于级联体相位全息光栅的天文摄谱仪的光学设计。级联由三个光栅组成。它们中的每一个都在83 nm的窄范围内提供中等高的光谱分辨率。因此，光谱图像表示覆盖区域430-680 nm的三条线。该方案的两个版本进行了描述：一个全尺寸的估计分辨率为5300-7900和一个小尺寸的一个旨在创建一个实验室原型，它提供了1500-3000的分辨率。衍射效率模型证实了系统的吞吐量可以达到75%，而由光栅串扰引起的杂散光可以忽略不计。我们还提出了一个设计的图像切片器和焦点减少器允许耦合的仪器与6米望远镜。最后提出了光机设计的概念。
2016-08-14 astro-ph.IM
The near infrared camera for the Subaru Prime Focus Spectrograph
我们提出了详细的设计，近红外相机的SuMIRe（斯巴鲁测量图像和红移）主焦点光谱仪（PFS）正在开发的斯巴鲁望远镜。PFS摄谱仪设计用于同时收集2394个物体的光谱，覆盖波长从380 nm到1.26 um。摄谱仪由四个相同的摄谱仪模块组成，每个模块从望远镜主焦点的机器人光纤定位器收集大约600个光谱。每个摄谱仪模块将有两个覆盖波长范围380 nm - 640 nm和640 nm - 955 nm的可见光通道，以及一个波长范围955 nm - 1.26 um的近红外（NIR）通道。每个通道中的分散光通过300 mm焦距f/1.07真空施密特照相机成像到4k x 4k 15 um像素检测器格式上。对于NIR通道，使用HgCdTe衬底去除的Teledyne 1.7 μ m截止器件。在可见光通道中，使用来自Hamamatsu的CCD。这些相机很大，在入口窗口处具有300 mm的净孔径，质量约为250 kg。像两个可见光通道相机一样，NIR相机只包含四个光学元件：一个双元件折射校正器，一个Mangin镜和一个场平坦透镜。考虑到宽视场和波长范围，这种简单的设计产生了非常好的成像性能，并且它在很大程度上是由于施密特初级使用了曼金镜（具有反射后表面的透镜）。在NIR相机的情况下，后反射表面是二向色的，其反射带内波长并且透射超过1.26 μ m的波长。这与第二校正器元件的后表面上的热抑制滤波器涂层相…
2014-08-12 astro-ph.IM
The Fibre Multi-Object Spectrograph (FMOS) for Subaru Telescope
光纤多目标光谱仪（FMOS）是第一台具有宽视场的近红外仪器，能够同时采集多达400个物体的光谱。它已被开发为斯巴鲁望远镜F/2主焦点的常用仪器。采用在近红外（0.9- 1.8 μ m）波长范围内优化的新型3元件校正器，实现了30“直径的视场覆盖。由于空间有限的主焦点，我们不得不开发一种新的纤维定位器称为“Echidna”连同两个OH-气辉抑制摄谱仪。FMOS由三个子系统组成：IR主聚焦单元、光纤定位系统/连接器单元和两台摄谱仪。经过全面的系统集成，FMOS于2007年底安装在望远镜上。通过各种测试和工程观察检查了性能的许多方面。在本文中，我们介绍了FMOS的光学和机械部件，并显示了我们的天空工程观测的结果。
2010-06-15 astro-ph.IM
The InfraRed Imaging Spectrograph (IRIS) for TMT: Reflective ruled diffraction grating performance testing and discussion
介绍了为红外成像光谱仪（IRIS）设计的近红外反射式直纹衍射光栅的效率。IRIS是30米望远镜（TMT）和窄视场红外自适应光学系统（NFIRAOS）的第一个光、积分场摄谱仪和成像仪。我们提出了我们的实验装置和分析的效率选择反射衍射光栅。这些测量结果被用作与所选择的候选体相位全息（VPH）光栅的比较样本（参见Chen等人，本次会议）。我们调查的效率，从两个不同的供应商为IRIS设计的五个光栅。其中三个光栅的通带为1.19-1.37 μm（J波段），理想的光谱分辨率分别为R=4000和R=8000，槽密度分别为249和516线/mm，闪耀角分别为9.86和20.54度。另外两个光栅的通带为1.51-1.82 μm（H波段），理想的光谱分辨率为R=4000，槽密度为141线/mm，闪耀角为9.86°。我们测量了所有光栅的闪耀角效率和偏振横磁（TM）和横电（TE）态之间的效率。对于H波段R=4000和J波段R=4000，峰值反射效率分别为98.90 +/- 3.36%（TM）和84.99 +/- 2.74%（TM）。J波段R=8000光栅的峰值反射效率为78.78 +/- 2.54%（TE）。我们发现这些刻划光栅在+/-3°范围内对入射角没有很大的依赖性。我们最好的制造光栅被发现表现出依赖于入射光束的偏振状态与~10-20%的偏差，与理论效率预测一致。
2014-07-11 astro-ph.IM
PRAXIS: a low background NIR spectrograph for fibre Bragg grating OH suppression
光纤布拉格光栅（FBG）OH抑制能够大大减少近红外光谱仪看到的明亮天空背景。通过在光进入摄谱仪之前以高分辨率滤除气辉发射线，该技术防止从发射线散射到线间区域，从而减少所有波长的背景。为了充分利用这种天空背景的减少，摄谱仪必须有非常低的仪器背景，使它保持天空噪声限制。原型GNOSIS系统的模拟和实际经验都表明，为更高的天空背景水平设计的现有光谱仪将无法充分利用天空背景减少。因此，我们提出了PRAXIS，一种专门为此目的而优化的光谱仪。PRAXIS概念是用于J和H波段的光纤馈入、完全低温、固定格式光谱仪。暗电流将通过使用最新一代的近红外探测器最小化，而热背景将通过使用低温光纤狭缝减少。优化的光谱格式和高通量体相位全息光栅的使用将进一步提高灵敏度。我们的建议是一个模块化的系统，包括可更换的前光学单元，积分场单元和OH抑制单元，使PRAXIS作为一个访问者的仪器上的任何大型望远镜，并使新的发展FBG OH抑制被纳入，因为他们变得可用。作为一个高性能的光纤光谱仪，PRAXIS也可以作为其他天文光子技术的测试平台。
2013-01-07 astro-ph.IM
Efficiency Measurements and Installation of a New Grating for the OSIRIS Spectrograph at Keck Observatory
OSIRIS是一个近红外积分场摄谱仪，在W。M.凯克天文台。虽然OSIRIS迄今为止一直是一种科学生产工具，但其灵敏度受到光栅效率的限制，不到预期的一半。在λ = 1.310 μm处，测量了旧光栅的空间平均效率（按误差加权）为39.5 +/-0.8%，由于光栅表面效率的变化，具有11.7%的大的场相关变化。我们与新供应商合作，开发出更高效、更均匀的光栅，在λ = 1.310 μm处的加权平均效率为78.0 +/-1.6%，场变化仅为2.2%。这几乎是平均效率的两倍，整个领域的变化减少了五倍。新的光栅安装于2012年12月，天空OSIRIS吞吐量显示，在1至2.4微米之间的灵敏度平均提高了1.83倍。我们目前的发展历史，测试和实施这种新的近红外光栅OSIRIS和报告与前人的比较。更高的灵敏度已经对OSIRIS的科学研究产生了很大的影响。
2014-01-17 astro-ph.IM
Prime Focus Spectrograph - Subaru's future -
斯巴鲁图像和红移测量（SuMIRe）项目的主焦点摄谱仪（PFS）已被日本社会认可为夏威夷莫纳克亚山斯巴鲁8.2米望远镜的主要未来仪器之一。这种光学/近红外多光纤摄谱仪的目标是宇宙学与星系调查，银河考古学，星系/活动星系核演化的研究。利用斯巴鲁的宽视场，这是进一步扩展与最近完成的宽场校正器，PFS将使我们能够进行多光纤光谱的2400个目标在1.3度的直径。在每个光纤入口处附加一个微透镜，用于将F比变换成更大的F比，从而减轻了光谱仪设计的困难。光纤通过定位器精确地放置到目标位置上，每个定位器由两级压电旋转电机组成，通过使用宽视场计量相机进行背照式光纤位置测量进行迭代。然后，光纤将光传输到一组四个相同的快速施密特光谱仪，每个光谱仪有三个色臂：波长范围从0.38 μm到1.3 μm，平均分辨率为3000。在超大望远镜时代之前和期间，PFS将提供用8-10米级望远镜同时获得2400个宇宙学/天体物理学目标光谱的独特能力。PFS合作由IPMU领导，包括巴西的USP/LNA，美国的Caltech/JPL，普林斯顿大学和JHU，法国的LAM，台湾的ASIAA和NAOJ/斯巴鲁。
2012-10-09 astro-ph.IM
Design and modelling of spectrographs with holographic gratings on freeform surfaces
在本文中，我们展示了使用全息光栅的自由曲面先进的摄谱仪设计的方法。我们讨论了用于光线跟踪的表面和凹槽图案描述。此外，我们提出了一个通用的程序的衍射效率计算，该帐户的变化全息记录和操作条件的表面。这种方法的主要应用是LUVOR任务项目的POLLUX分光偏振计的光学设计，其中自由形式的全息光栅同时作为交叉色散器和具有高分辨率和高色散的相机。并以POLLUX中紫外光通道设计为例进行了详细的讨论。在118.5 ~ 195 nm范围内，其分辨本领达到[126，000 ~ 133，000]。此外，我们展示了一种可能性，使用类似的元素在传输中工作，建立一个清晰的双施密特光谱仪。在350-550 nm范围内，光谱分辨率达到4000，沿狭缝方向保持稳定。
2018-12-26 astro-ph.IM
Metrology Camera System of Prime Focus Spectrograph for Subaru Telescope
主焦点摄谱仪（PFS）是一种新的光学/近红外多光纤摄谱仪，专为8.2米斯巴鲁望远镜的主焦点而设计。PFS将覆盖直径为1.3度的视野，有2394根光纤，以补充Hyper SuprimeCam的成像能力。为了保持高吞吐量，PFS的光纤和观察目标之间的最终定位精度要求小于10 μ m。计量相机系统（MCS）用作光纤马达的光学编码器，用于配置光纤。MCS在45 cm焦平面上提供5 um误差内的光纤位置。来自MCS的信息将被送入光纤定位器控制系统进行闭环控制。MCS将位于斯巴鲁望远镜的卡塞格伦焦点，以便用一台50 M像素的佳能CMOS相机覆盖整个焦平面。这是一个380毫米施密特型望远镜，它产生一个均匀的光斑大小与10微米的FWHM整个领域的合理采样的PSF。碳纤维管用于在操作条件下提供稳定的结构，而无需调整焦点。CMOS传感器可以在0.8秒内读取，以减少光纤配置的开销。在帧读出后的0.5s内可以获得所有纤维的位置。这使得整个光纤配置少于2分钟。MCS将安装在标准的斯巴鲁Cassgrain Box内。所有产生热量的组件都位于乙二醇冷却柜内，以减少因热量而可能产生的图像运动。MCS的光学器件和摄像头已经交付并经过测试。机械部件和支撑结构已于2016年春季准备就绪。MCS的整合将于2016年夏季开始。
2016-08-02 astro-ph.IM
Accurately Measuring Hyperspectral Imaging Distortion in Grating Spectrographs Using a Clustering Algorithm
基于光栅的光谱仪遭受微笑和梯形失真，这是高光谱数据应用的问题。因此，谱线将呈现弯曲且大致抛物线形状。微笑和梯形失真需要测量和校正，以实现准确的光谱和空间校准。在本文中，我们提出了一种新的方法来准确地识别和校正光谱图像中的弯曲谱线，使用我们专门为光栅光谱仪开发的聚类算法，灵感来自K-均值聚类。我们的算法将用于校准的多目标光谱仪（MOS）的数字放大器（DMD）的基础上。对于光谱图像中的每一条谱线，该算法首先通过对光谱图像拟合高斯函数来确定谱峰的位置，然后根据谱峰的位置自动确定谱线的抛物线方程。然后将峰分组为给定数量的抛物线形聚类：每个峰被迭代地分配给最近的抛物线形聚类，使得与抛物线的正交距离最小化。微笑然后可以从抛物线测量，以及梯形，如果使用一个标记狭缝。我们的方法已经验证了现实世界的数据，从长缝光栅光谱仪与亚像素误差，并从DMD为基础的MOS模拟数据。与传统方法相比，该方法可以自动、准确地测量畸变，同时可以利用更多的谱线。通过精确的模型和畸变测量，可以创建校正后的高光谱数据立方体，该立方体可以用于实时数据处理。
2022-08-22 astro-ph.IM
An innovative integral field unit upgrade with 3D-printed micro-lenses for the RHEA at Subaru
在目前正在建设的超大望远镜（ELT）的新时代，具有挑战性的要求推动摄谱仪设计朝着有效利用设施光收集能力的技术发展。与传统的高分辨率功率摄谱仪相比，在接近衍射极限的单模（SM）状态下工作，减少了仪器的占地面积。斯巴鲁的可复制高分辨率系外行星和星震光谱仪的定制注入光纤系统顶部带有3D打印微透镜，结合SCExAO的极端自适应光学，证明了其在实验室环境中的高效率，表现出高达理论预测性能的77%。
2021-01-24 astro-ph.IM
PRAXIS: low thermal emission high efficiency OH suppressed fibre spectrograph
PRAXIS是继GNOSIS之后的第二代仪器，GNOSIS是第一台使用光纤布拉格光栅进行OH背景抑制的仪器。布拉格光栅反射NIR OH线，同时对线之间的光透明。这在低分辨率下给出了高得多的信噪比，但通过去除OH线的散射翼，在更高的分辨率下也给出了高得多的信噪比。该规格要求高通量和非常低的热和检测器噪声，使PRAXIS将保持天空噪声限制。光学训练由前置光学器件、IFU、光纤束、布拉格光栅单元、第二光纤束和光谱仪组成。GNOSIS使用了现有的IRIS2光谱仪，而PRAXIS将使用专门为光纤布拉格光栅OH抑制设计的新光谱仪，并针对1470 nm至1700 nm进行了优化（通过改变光栅和重新聚焦，它也可以在1090 nm至1260 nm波段使用）。由于高效率涂层、低入射角下的VPH光栅和低吸收玻璃，这导致显著更高的透射率。探测器噪声也将更低。在整个PRAXIS设计中，沿光路的每一步都要特别小心，以减少热辐射或阻止热辐射泄漏到系统中。这使得摄谱仪的设计具有挑战性，因为实际的限制要求探测器和摄谱仪外壳在环境温度下通过空气物理分离。目前，该仪器采用的是GNOSIS光纤光栅OH抑制单元。我们打算很快使用一种基于多芯光纤布拉格光栅的新OH抑制单元，这将允许增加每根光纤的视场。理论计算表明，使用GNOSIS OH抑制单元，GNOSIS的行间天空背景信噪比增益可高达9，使用多芯光纤OH抑制单元，GNOS…
2014-07-30 astro-ph.IM
Moderate-Resolution Holographic Spectrograph
我们提出了一种新的方案，一个中等分辨率的光谱仪的基础上级联的串行全息光栅，每个光栅产生一个单独的光谱分辨率约为6000和80 nm的带宽。光栅确保它们产生的光谱的每个部分的中心，以便提供最宽可能波长间隔的均匀覆盖。在这项研究中，我们设法同时覆盖430-680 nm的间隔没有间隙使用三个光栅。从入射狭缝到CCD检测器的光谱仪光学系统本身的效率通常为约60%，最大为75%。我们讨论的优点和缺点，新的摄谱仪计划，以及天体物理任务的仪器可以使用。
2017-01-03 astro-ph.IM
Exposure Time Calculator for Immersion Grating Infrared Spectrograph: IGRINS
提出了一种浸没光栅红外光谱仪（IGRINS）测量时间计算器（ETC）。通过考虑大地背景发射和吸收、望远镜和仪器光学器件的发射和透射以及红外探测器阵列的暗电流和读取噪声来计算信号和噪声值。对于大气传输，我们应用了基于沿视线到目标的可降水量的模型。在给定曝光时间和曝光次数的情况下，ETC为每个分辨率元素产生预期的信噪比（S/N）。本文用模拟得到的早型星HD 124683和晚型星GSS 32的连续谱S/N和虹膜星云NGC 7023的H2振转跃迁发射线S/N与IGRINS观测谱进行了比较。对于样品连续目标，ETC模拟的S/N被高估了40-50%。
2015-03-25 astro-ph.IM
Advanced modelling of a moderate-resolution holographic spectrograph
本文研究了体相位全息光栅级联摄谱仪的精确建模。所提出的光学方案允许在没有间隙的情况下检测扩展波长范围中的光谱，从而提供相对高的光谱分辨率和高吞吐量。然而，在这种方案中，光栅和杂散光之间可能的串扰的建模和最小化代表了单独的任务。我们使用耦合波理论的解析方程与严格的耦合波分析，以优化光栅的参数，并进一步应用后者与非顺序光线跟踪算法来模拟光束通过光谱仪的传播。结果表明，相对较高的吞吐量高达53%，没有任何显着的串扰或鬼影，即使是普通的全息图记录在重铬酸盐明胶。
2017-05-02 astro-ph.IM
TARdYS: Design and Prototype of an Exoplanet Hunter for TAO using a R6 Echelle Grating
描述系外行星候选者的一个限制是红外高分辨率光谱仪的可用性。高精度红外光谱仪稀缺的一个重要因素是这些仪器的高成本。我们提出了一种新的光学设计，这导致了一个具有成本效益的解决方案。我们的仪器是一台高分辨率（R= 60，000）红外光谱仪，配有R6中阶梯光栅和图像分割器。我们比较了准Littrow和白瞳设置的最佳性能，并更喜欢后者，因为它实现了更高的图像质量。该仪器拟用于智利东京大学阿塔卡马天文台6.5米望远镜。Tao Aiuc高分辨（d）Y带光谱仪（TARdYS）的光谱范围为0.843-1.117 μ m。为了降低成本，我们用半低温解决方案将42个光谱级压缩到1 K探测器上。即使考虑到实际的制造和对准公差以及热变化，我们也能获得出色的分辨率。在本文中，我们展示了该光谱仪原型在环境温度下的早期结果。
2020-12-01 astro-ph.IM
Prime Focus Spectrograph on the Subaru Telescope: Overview of Science Operations
National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）；Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan（昴星团望远镜，日本国立天文台）
本文介绍了为充分利用主焦点摄谱仪（PFS）的独特能力而设计的新科学运行框架，包括队列观测、有效曝光时间、光纤小时单位以及填充目标类别。
2026-06-15 astro-ph.IM
Scientific Design of a High Contrast Integral Field Spectrograph for the Subaru Telescope
配备了自适应光学（AO）系统和专业科学相机的地面望远镜现在能够直接探测太阳系外行星。我们提出了预期的科学能力的CHARIS，日冕高角分辨率成像光谱仪，这是正在建造的斯巴鲁8.2米望远镜的日本国家天文台。CHARIS将在斯巴鲁的新极端自适应光学系统、SCExAO和现有的188致动器系统AO188之后实施。CHARIS将在0.9至2.4微米的近红外波长（y、J、H和K波段）上提供三种观测模式，包括覆盖整个波长范围的低光谱分辨率模式和单一波段内的高分辨率模式。有了这些能力，CHARIS将为发现巨型系外行星提供卓越的灵敏度，并将能够详细描述其大气层。CHARIS是北半球唯一计划在8米级望远镜上安装的高对比度积分场摄谱仪，将补充Palomar的Project 1640和智利的GPI和SPHERE等类似仪器。
2012-08-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
FIRST-PL: Commissioning the first visible photonic lantern spectrograph for sub-diffraction-limit astronomy on Subaru/SCExAO
University of Hawai‘i（夏威夷大学）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）；Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan（昴星团望远镜，日本国立天文台）；Observatoire de Paris, Université PSL（巴黎天文台，巴黎文理研究大学）；Steward Observatory, University of Arizona（斯图尔德天文台，亚利桑那大学）；Astrobiology Center（天体生物学中心）；Univ. 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）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, The University of Sydney（悉尼天体物理研究所，悉尼大学物理学院）；Optical Sharpeners（光学锐化器）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Sydney Astrophotonic Instrumentation Laboratory, School of Physics, The University of Sydney（悉尼天体光子仪器实验室，悉尼大学物理学院）；Astralis, School of Physics, University of Sydney（Astralis，悉尼大学物理学院）；University of Texas, San Antonio（得克萨斯大学圣安东尼奥分校）
该研究调试了昴星团望远镜/SCExAO上首台可见光子 Lantern 光谱仪FIRST-PL，采用光子 Lantern 实现多模转单模输出，具高注入效率与通量提升，支持三种观测模式，推动了亚衍射极限天文学的光子仪器发展。
2026-08-06 astro-ph.IM
Combined narrowband imager-spectrograph with volume-phase holographic gratings
在目前的工作中，我们讨论了一种可能性，建立一个仪器有两种操作模式-光谱和成像的。该仪器的核心元件是由两个窄带体相位全息光栅组成的色散滤波单元。它们中的每一个都在几十纳米的相对窄的光谱范围内提供高衍射效率。此外，该工作带的位置高度依赖于入射角。因此，我们建议使用一对这样的光栅来实现这两种操作模式。光栅被一个接一个地安装在准直光束中。在分光模式下，光栅的角度使衍射效率曲线重合，从而使在第一光栅上衍射的光束在第二光栅上衍射两次，形成窄范围内的高色散光谱。如果准直透镜和照相机透镜针对宽视场进行校正，则可以使用长狭缝并分别记录来自其不同点的光谱。在成像模式中，光栅被转动到使得效率曲线在非常窄的波长范围内相交的角度。因此，在第一光栅上衍射的光束被第二光栅滤除光谱分量，形成图像。在这种情况下，仪器在入口处没有狭缝光阑的情况下工作。我们提供了一个设计实例来说明所提出的概念。该光学方案在F/#为6.3的656 nm附近的区域工作。在光谱模式下，它提供了一个从641到671 nm的区域的光谱，具有1.4 nm/mm的倒数线性色散和高于14000的光谱分辨率。在成像模式下，它覆盖线性12 mm x 12 mm视场，空间分辨率为15-30线/mm。
2017-05-14 astro-ph.IM
Progress with the Prime Focus Spectrograph for the Subaru Telescope: a massively multiplexed optical and near-infrared fiber spectrograph
主焦点摄谱仪（PFS）是一台光学/近红外多光纤摄谱仪，拥有2394根科学光纤，分布在斯巴鲁8.2米望远镜的1.3度直径视场内。同时，从0.38微米到1.26微米的宽波长覆盖范围，分辨率为3000，加强了其针对三个主要调查计划的能力：宇宙学，银河系考古学和星系/活动星系核演化。通过简单地更换分散器，也可以获得0.71 μ m至0.89 μ m分辨率为5000的中等分辨率模式。PFS负责斯巴鲁测量图像和红移项目的光谱部分，而Hyper Suprime-Cam则负责成像部分。为了改变望远镜加上WFC的焦比，一个3毫米厚的宽带涂层玻璃成型微透镜被粘在每个光纤尖端。考虑到光纤移动更频繁和紧密弯曲的结构，电缆系统的最长部分选择了更高传输率的光纤，而光纤定位器和光纤狭缝组件则选择了具有更好FRD性能的光纤。每个光纤定位器均由两级压电旋转电机组成。其工程模型已制作完成并进行了试验。通过使用位于卡塞格伦容器中的计量照相机拍摄人工背光光纤的图像，迭代进行光纤定位。该相机经过精心设计，因此光纤位置测量不受WFC透镜表面形状中少量高特殊频率误差的影响。目标光通过光纤系统到达四个相同的快速施密特摄谱仪模块之一，每个模块都有三个臂。原型VPH光栅已进行光学测试。CCD的生产已经完成，红臂采用标准全耗尽型CCD，蓝臂采用更薄的全耗尽型CCD，蓝臂采用蓝色优化涂层。
2014-08-12 astro-ph.IM
CCD Readout Electronics for the Subaru Prime Focus Spectrograph
我们提出的斯巴鲁望远镜主焦点摄谱仪（PFS）的CCD读出电子设计的细节。光谱仪由四个相同的光谱仪模块组成，每个模块收集大约600个光谱。光谱仪模块通过使用三个独立的光学通道提供从380 nm到1260 nm的整个波段的同时波长覆盖：蓝色、红色和近红外（NIR）。每个通道中的相机将多对象光谱成像到4k x 4k，15 μ m像素的检测器格式上。两个可见光摄像头使用一对Hamamatsu 2k x 4k CCD，由定制电子设备提供读数，而NIR摄像头使用单个Teledyne HgCdTe 4k x 4k探测器和ASIC Sidecar读取设备。CCD读出系统是由三个电气子系统组成的定制设计：后端电子（BEE），前端电子（FEE）和前置放大器。BEE是一台现成的PC 104计算机，带有辅助Xilinx FPGA模块。计算机作为斯巴鲁消息中心的主要接口，控制与相机相关的其他外围设备，而FPGA用于生成必要的时钟并从CCD传输图像数据。FEE板设置时钟偏置、衬底偏置和CDS偏置。它还监控偏置电压、失调电压、电源轨电压、衬底电压和CCD温度。该板将LVDS时钟信号转换为偏置时钟，并通过LVDS返回数字化模拟数据。使用标准串行接口将监控和控制消息从BEE发送到FEE。前置放大器板位于探测器后面，充当两个Hamamatsu CCD的接口。前置放大器将时钟和偏置传递到CCD，模拟CCD数据在返回到F…
2014-08-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Prime Focus Spectrograph for the Subaru telescope: massively multiplexed optical and near-infrared fiber spectrograph
主焦点摄谱仪（PFS）是一种光学/近红外多光纤摄谱仪，在斯巴鲁8.2米望远镜上，2394根科学光纤分布在1.3度直径的视场中。其波长覆盖范围从0.38 μm到1.26 μm，分辨率为3000，同时增强了其针对三个主要调查计划的能力：宇宙学，银河系考古学和星系/活动星系核演化。通过简单地更换分散器，也可以获得0.71 μm至0.89 μm分辨率为5000的中等分辨率模式。我们强调了设计的一些技术方面。为了改变望远镜的焦比，一个宽带涂层微透镜被粘在每个光纤尖端。对于光缆系统的最长部分，选择了更高传输率的光纤，优化了整体吞吐量;对于光纤定位器和光纤狭缝组件，选择了具有低焦比退化的光纤，最大限度地减少了光纤移动和光纤弯曲的影响。光纤定位将通过由两级压电旋转电机组成的定位器进行。这些电机的位置通过用位于卡塞格伦容器中的计量相机拍摄人工背光光纤的图像来测量;通过反复测量然后调整电机的位置来将光纤放置在适当的位置。目标光到达四个相同的快速施密特摄谱仪模块之一，每个模块都有三个臂。PFS项目已通过多个项目范围的设计审查，目前正处于施工阶段。
2015-07-02 astro-ph.IM
The Optical Design of CHARIS: An Exoplanet IFS for the Subaru Telescope
高对比度成像技术现在使得对附近恒星周围的行星进行成像和光谱分析成为可能。我们提出的光学设计的日冕高角分辨率成像光谱仪（CHARIS），一个基于小透镜，低温积分场光谱仪（IFS）的斯巴鲁望远镜成像系外行星。IFS将在2.07 arcsec x 2.07 arcsec视场（FOV）内提供138 x138空间元素的光谱信息。CHARIS将在近红外（λ = 1.15 - 2.5微米）下工作，并将具有R = 18（低分辨率模式）和R = 73（高分辨率模式）两种光谱分辨率模式。利用斯巴鲁望远镜的自适应光学系统和日冕仪（AO 188和SCExAO），CHARIS将提供足够的对比度，以获得年轻的自发光太阳质量系外行星的光谱。CHARIS将于2013年10月进行CDR，预计将于2015年底首次亮相。我们在这里报告的CHARIS目前的光学设计和其独特的创新。
2013-09-13 astro-ph.IM
Slit device for FOCCoS, PFS, Subaru
光纤电缆和连接器系统FOCCoS是斯巴鲁望远镜主焦点摄谱仪PFS的子系统，负责用一组光纤电缆为四台摄谱仪供电。每个摄谱仪的光注入由一个凸形弯曲狭缝和616根光纤的线性阵列来保证。在本文中，我们提出了一个狭缝的设计，确保正确的方向的纤维通过使用掩模的微孔。这种掩模是由一种称为电铸的技术制成的，该技术能够生产出具有线性序列孔的镍板。其精度误差在直径1微米左右，孔的位置在1微米左右。该镍板可以以50至200微米之间的厚度生产，因此其可以是非常柔性的。这种柔性允许掩模弯曲成弯曲狭缝所需的形状。这个概念需要两个掩模，我们称之为前掩模和后掩模，由定义狭缝厚度的间隙分开。孔的节距和直径限定狭缝的线性几何形状;每个掩模的曲率限定狭缝的角几何形状。显然，这个组件必须安装在一个足够坚固的结构内，以支撑在光谱仪内。该结构必须具有优化的CTE，以避免当装置经受约3摄氏度的温度（光谱仪的操作温度）时光纤的位移或光纤的FRD增加。我们生产了两种型号。两者都安装在一个非常紧凑的殷钢案件，都有他们的前表面覆盖着一个黑暗的复合材料，以减少杂散光。此外，我们进行了两种不同的内部结构的实验，以尽量减少温度梯度造成的影响。
2014-08-12 astro-ph.IM
The re-flight of the Colorado high-resolution Echelle stellar spectrograph (CHESS): improvements, calibrations, and post-flight results
在这篇文章中，我们描述了科罗拉多高分辨率阶梯式恒星光谱仪（CHESS）的科学动机和技术发展，重点是支持有效载荷（CHESS-2）第二次飞行的硬件进步和测试。CHESS是一种火箭载远紫外仪器，旨在研究星际介质半透明云区内的原子-分子跃迁。CHESS是一种物镜f/12.4中阶梯光栅摄谱仪，在带通1000 $-$ 1600 nm范围内具有分辨力$>$ 100，000。摄谱仪的设计采用了R2中阶梯光栅与“低”线密度。我们比较了实验中阶梯光栅蚀刻工艺（由LightSmyth，Inc.和通过JPL微器件实验室的电子束技术蚀刻）与传统的机械刻划光栅（Bach Research，Inc. Richardson Gratings）。交叉色散光栅是由Horiba Jobin-Yvon开发和刻划的，是一种全息刻划的、“低”线密度的、具有环形表面曲率的动力光学器件。两个光栅都在戈达德太空飞行中心（GSFC）涂上了铝和氟化锂（Al+LiF）。最后的效率和反射率测量的CHESS-2的光学组件的结果。CHESS-2利用由Sensor Sciences，Inc.制造的40 mm直径交叉条带阳极读出微通道板（MCP）检测器，以实现具有高计数率能力（全局速率$>$ 1 MHz）的高空间分辨率。我们提出了飞行前的实验室光谱和校准结果。国际象棋2号于2016年2月21日搭载NASA/CU探空火箭执行任务36.297 UG…
2016-06-15 astro-ph.IM
The system software development for Prime Focus Spectrogrsph on Subaru Telescope
主焦点摄谱仪（PFS）是一种使用斯巴鲁望远镜主焦点的宽视场多光纤摄谱仪，能够同时观测多达2400个天体。仪器控制软件将管理与子系统（如光纤定位器“COBRA”、计量相机系统以及光谱仪和相机系统）通信的观察程序。在曝光开始之前，仪器控制系统需要访问其中预先存储有由观察者提供的目标列表的数据库，并且根据其中的请求将光纤精确地定位到天文目标上。该光纤定位将与测量光纤位置的计量系统相互作用来执行。同时，控制系统可以发出命令，将望远镜指向目标位置并旋转仪器旋转器。最后，望远镜指向和旋转角度将通过成像明亮的恒星和检查它们在自动导航和采集相机上的位置来检查。曝光结束后，从探测器系统收集数据，并最终确定为FITS文件，以便与必要的信息一起存档。观测准备软件是必需的，给定的目标列表和观测序列，以找到最佳的光纤分配与最大限度地增加引导星的数量。为了有效地执行这些操作，控制系统将与数据库系统无缝集成，该数据库系统将存储执行观察所需的信息，例如光纤配置。本文将介绍观测准备软件和仪器控制软件的概念性系统设计。
2012-10-09 astro-ph.IM
EAGLE ISS - A modular twin-channel integral-field near-IR spectrograph
ISS（积分场摄谱仪系统）是E-ELT EAGLE A阶段仪器研究的一部分。它由两个1.65x1.65 arcsec视场的输入通道组成，每个通道由图像切片积分场单元在空间上重新配置，以使用低温体相全息（VPH）光栅将图像光谱分散到单个近红外光谱仪中。4k x 4k阵列检测器阵列记录分散的图像。光学设计采用变形放大，图像切片，VPH光栅扫描与一个新的冷冻机制和三镜头相机。机械实现的特点是使用Zerodur中的IFU光学器件、模块化工作台结构和许多高精度冷冻机制。
2010-07-09 astro-ph.IM
Performance of Silicon immersed gratings: Measurement, analysis and modelling
浸没光栅的使用为空间和地面光谱仪提供了优势。由于衍射发生在高折射率介质内部，光程差和角色散成比例地增加，从而允许更小的光栅面积和更小的光谱仪尺寸。短波红外光谱学用于对地球大气中的温室气体和污染气体进行天基监测。在目前正在开发的超大型望远镜上，除其他外，中红外高分辨率摄谱仪将用于确定系外行星大气的特征。在红外波长下，硅是透明的。这意味着半导体工业中使用的生产方法可以应用于浸没式光栅的制造。使用这种方法，我们已经设计和建造了浸没光栅的空间和地面的仪器，例如TROPOMI仪器为欧洲航天局哨兵-5先驱任务，哨兵-5（ESA）和METIS（中红外E-ELT成像仪和光谱仪）仪器为欧洲极大望远镜。三个关键参数决定了这种光栅的性能：效率，散射光的水平和引起的波前误差。在本文中，我们描述了如何在设计和制造阶段优化这些参数。我们专注于用来衡量实现的实际性能和呈现结果的工具和方法。在本文中，面包板模型（BBM）浸没光栅开发的SWIR-1通道的哨兵-5用来说明这一过程。严格的要求，规定了这种光栅的三个性能标准。我们将证明--有一定的余量--性能要求已经全部满足。
2015-10-15 astro-ph.IM
A Warm Near-Infrared High-Resolution Spectrograph with Very High Throughput (WINERED)
WINERED是一台新建成的高效率（吞吐量$ > 25-30\%$）和高分辨率光谱仪，专为0.9-1.35 ${\rm μ}$ m的短近红外波段定制。WINERED配备了环境温度光学器件和使用1.7 ${\rm μ}$ m截止HgCdTe HAWAII-2 RG阵列探测器的低温相机。WINERED有两种光栅模式：一个具有传统的反射中阶梯光栅（R $\sim$ 28，300），其同时覆盖0.9-1.35 $μ$ μ m，另一个具有ZnSe或ZnS浸没光栅（R $\sim$ 100，000）。我们已经完成了WINERED的开发，除了浸没光栅，并开始在日本京都产业大学小山天文台1.3米荒木望远镜的Nasmyth平台上进行工程和科学观测。我们确认光谱分辨率（$R\sim$ 28，300）和吞吐量（$>$ 40\% w/o望远镜/大气/阵列QE）符合我们的规格。我们测量了环境热背景（例如，0.06 ${\rm [e^{-}/sec/pixel]}$ at 287 K），这与我们的预期大致一致。WINERED是一种便携式仪器，可以安装在任何具有Nasmyth焦点的望远镜上，作为PI型仪器。如果将WINERED安装在10米望远镜上，则极限星等预计为J=18-19，即使对于微弱的遥远天体也可以提供高质量的高分辨率光谱。
2015-01-14 astro-ph.IM
Observing with HST below 1150Å: Extending the Cosmic Origins Spectrograph Coverage to 900Å
宇宙起源光谱仪（COS）的远紫外（FUV）通道设计为在1130 Å至1850 Å之间工作，在较短波长下受到光学望远镜组件和COS FUV衍射光栅上MgF 2保护铝反射表面的反射率的限制。然而，由于FUV通道的探测器是无窗的，因此在设计阶段的早期就认识到，由于来自MgF2涂层光学器件的第一表面反射，COS可能会在较短波长处保持一定的灵敏度。飞行前对G140L光栅的测试显示，在1066 ° C时的效率约为5%，早期的在轨观测证实，COS G140L/1230模式的灵敏度至少在莱曼极限以下，在912 ° C和1070 ° C之间的有效面积为10 - 20平方厘米，在1150 ° C之后迅速上升到1000平方厘米以上。在这项初步工作之后，我们探索了使用带外G130M光栅提供低至900 nm覆盖的可能性。我们提出了这些观测模式的校准结果和射线跟踪模拟，并探讨了其他配置，有可能提高光谱分辨率，信噪比和观测效率低于1130 ° C。
2010-12-28 astro-ph.IM
Developing arrayed waveguide grating spectrographs for multi-object astronomical spectroscopy
为了利用阵列波导光栅在天文学领域的多目标光谱学，我们概述了几种方法，其中标准的电信级芯片应进行修改。具体地说，通过去除抛物面喇叭锥形或多模干涉耦合器，并直接用光纤注入，分辨能力从2400 \pm 200（光谱分辨率为0.63 \pm 0.2 nm）增加到7000 \pm 700（0.22 \pm 0.02 nm）的三倍，同时获得77 \pm 5%的吞吐量。更重要的是，锥形的去除使得能够从多个光纤同时离轴注入，显著增加了可以一次获得的光谱数量（即观察效率）。在这里，我们报告说，~ 12个光纤可以同时注入我们的设备的自由光谱范围内，与20%的光纤放置在0.8毫米偏离中心的分辨率降低。
2012-01-23 astro-ph.IM physics.optics
In-flight performance and calibration of the Grating Wheel Assembly sensors (NIRSpec/JWST)
詹姆斯·韦伯太空望远镜上的近红外光谱仪（NIRSpec）将是太空中第一台多目标光谱仪，除了配备一个积分场单元和固定狭缝外，还提供约250，000个可配置的微型快门。NIRSpec光栅轮组件的核心是一个低温机构，配备了六个色散光栅、一个棱镜和一个反射镜。轮的有限角定位重复性导致光束在焦平面上的小但可测量的位移，排除了预测光路的静态解决方案。为了解决这个问题，两个磁阻位置传感器用于测量每次轮旋转时所选GWA元件的倾斜和倾斜位移。这些传感器的校准是用于NIRSpec的基于模型的方法的关键组成部分，用于校准，光谱提取和微型快门中的目标放置。在本文中，我们提出的GWA传感器的性能和校准从地面到空间环境的演变的结果。
2022-08-10 astro-ph.IM
Suppression of the near-infrared OH night sky lines with fibre Bragg gratings - first results
地面仪器中1 - 1.8微米的背景噪声主要来自羟基分子的大气排放。我们已经建立并委托了一个新的仪器，GNOSIS，它抑制了1.47 - 1.7微米之间的103个OH双峰的约1000倍，分辨率约为10，000。我们目前的第一个结果，从使用IRIS 2光谱仪在AAT的GNOSIS的调试。GNOSIS前置光学器件、光栅单元和中继光学器件的综合吞吐量约为36%，但如果采用更优化的设计，这一数字可以提高到约46%。我们测量的OH线的强抑制，确认OH抑制与光纤布拉格光栅将是一个强大的低分辨率光谱技术。在1.5和1.7微米之间的综合OH抑制背景与使用没有抑制的相同系统的对照光谱相比减少了9倍。低分辨率OH抑制光谱的潜力与示例的观察说明。GNOSIS背景主要由1.67微米以下的探测器暗电流和1.67微米以上的热发射组成。减去这些值后，我们检测到一个未识别的残留线间成分，其值约为860 +/ 210 ph/s/m^2/微米/弧秒^[2]。该分量在抑制和控制光谱中同样明亮。我们已经调查了线间成分的可能来源，但无法区分可能的仪器伪影和固有的大气排放。解决这种发射源对于设计完全优化的OH抑制光谱仪至关重要。下一代OH抑制摄谱仪将专注于解决线间分量的来源，利用FBG馈电的更好优化。我们量化的最佳OH抑制光纤摄谱仪设计的必要改进。
2012-06-28 astro-ph.IM
Concept of a Double Tilted Rowland Spectrograph for X-rays
本文提出双倾斜罗兰光谱仪（DTRS）概念，通过倾斜同轴罗兰几何以适应闪耀光栅，使两个通道共享探测器，减轻芯片间隙影响并降低对准要求，适用于子孔径镜，如Arcus探针任务。
2024-08-20 astro-ph.IM
Prime Focus Spectrograph (PFS) for the Subaru Telescope: Overview, recent progress, and future perspectives
PFS（Prime Focus Spectrograph）是8.2米斯巴鲁望远镜上的下一代设施仪器，是一种非常宽的视场，大规模多路复用，光学和近红外光谱仪。利用Subaru Prime Focus，2394根可重构光纤将分布在1.3度的视场内。光谱仪设计有三个臂的蓝色，红色和近红外相机，可以在一次曝光中同时观察380 nm到1260 nm的光谱，分辨率为~1.6- 2.7 A。在Kavli IPMU的倡议下，一项国际合作正在开发这一工具。该项目现已进入建设阶段，旨在于2017-2018年进行系统集成，随后于2018-2019年进行工程运营。本文概述了该工具、当前项目状况和未来发展方向。
2016-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
First demonstration of OH suppression in a high efficiency near-infrared spectrograph
地面近红外天文学受到高层大气中OH分子振转衰变产生的大气发射谱线森林的严重阻碍。这些线条的极端亮度，以及它们的空间和时间变化，使得精确的天空减法变得困难。用OH抑制仪器选择性地过滤这些谱线一直是近红外光谱的长期目标。我们以前已经表明了光纤布拉格光栅与光子灯笼相结合，实现OH抑制的功效。在这里，我们报告的PRAXIS，一个独特的近红外光谱仪，是优化的OH抑制与光纤布拉格光栅。我们第一次表明，OH抑制（任何类型）是可能的高整体吞吐量（18%的端到端），并提供OH抑制的相对优势的例子。
2020-01-13 astro-ph.IM
GNOSIS: the first instrument to use fibre Bragg gratings for OH suppression
GNOSIS是一种原型天文光子仪器，它利用由光纤布拉格光栅和光子灯组成的OH抑制光纤来抑制1.47-1.7微米之间的103个最亮的大气发射双峰。GNOSIS在3.9米英澳望远镜上使用IRIS 2摄谱仪，以展示OH抑制纤维的潜力，但也可能与任何望远镜和摄谱仪组合使用。与以前的大气抑制技术不同，GNOSIS在色散之前以纯粹取决于波长的方式抑制线路。我们目前的仪器设计和报告的结果，实验室和天空测试从调试。虽然这些测试证明了OH抑制纤维的高通量和对天际线的优异抑制，但令人惊讶的是，GNOSIS没有产生线间背景的显著降低，并且GNOSIS和IRIS 2的灵敏度与IRIS 2大致相同。目前还不清楚行间背景没有减少是由于物理源还是系统误差，因为观测结果是探测器噪声主导的。OH抑制光纤可能会在自适应光学或更高的水平上影响地基天文学。然而，直到线间背景的明显减少和灵敏度的相应增加被证明，与光纤馈送光谱仪配对的优化的OH抑制光纤将至少在低分辨率下提供真正的益处。
2013-04-11 astro-ph.IM
MITS: the Multi-Imaging Transient Spectrograph for SOXS
SOXS（Son Of X-Shooter）是为ESO 3.6 m NTT设计的R~4500中分辨率摄谱仪。本文介绍了SOXS紫外-可见光臂的光学设计，它采用了一阶（m=1）的高效离子刻蚀光栅作为主要色散元件。光谱带被分成四个通道，这些通道被引导到单独的光栅，并且由单个三元件折反射相机同时成像。我们的设计的预期吞吐量是>60%，包括应急。SOXS合作预计将于2021年初首次亮相。本文是在这些论文中介绍的几篇论文之一，描述了完整的SOXS仪器。
2018-09-05 astro-ph.IM
Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE): a preliminary design of multi-object high resolution spectrograph
Maunakea光谱探测器项目将把CFHT 3.6米光学望远镜改造成10米级专用多目标光谱设施，能够以三种光谱分辨率模式测量数千个目标，这三种模式分别是R~ 3，000的低分辨率、R~ 6，000的中等分辨率和R~ 40，000的高分辨率。两台相同的多目标高分辨率光谱仪预计将同时产生1084个光谱，其中蓝色（401- 416 nm）和绿色（472- 489 nm）通道的高分辨率为40，000，红色（626- 674 nm）通道的高分辨率为20，000。在概念设计阶段（CoDP），提出了不同的光学方案以满足具有挑战性的要求，特别是一种具有新型透射图像切片器阵列的独特设计，以及另一种具有超大尺寸体积相位全息（VPH）光栅的传统设计。在CoDP期间，很明显，这两种设计都存在制造复杂性或可行性的问题，特别是高线密度色散器（各种光栅，棱镜，棱镜的总称）。目前，提出了一种新的设计方案，以探讨最佳的方式，以减少技术风险，并得到更可靠的估计成本和时间尺度。它包括新型色散器、F/2快速准直器等，其中色散器利用特殊的棱镜和棱镜，降低了光栅表面的线密度，保持了大的光路开度角，并在三个光谱通道得到了相似的光谱布局。对于快速准直器，它仔细比较了轴上和离轴设计的吞吐量，接口光纤组件和技术风险。目前的进展比以前的设计更具竞争力和可信度，但它也表明，为了提高工程上的可访问性，将进行更具挑战性的工作。
2018-07-23 astro-ph.IM
