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
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
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
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 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
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
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
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
Volume phase holographic gratings for the Subaru Prime Focus Spectrograph: performance measurements of the prototype grating set
主焦点摄谱仪（PFS）是为8.2米斯巴鲁望远镜开发的主要仪器。四个相同的摄谱仪模块位于一个Nasmyth焦点上方的房间里。一条55米长的光纤电缆将光从主焦点的机器人定位器传输到光谱仪，位于为Hyper Suprime-Cam开发的宽视场校正器后面。该定位器包含2400根光纤，覆盖1.3度六边形视场。摄谱仪的光学设计包括施密特准直器，两个二向色分束器将光分成三个通道，每个通道有一个体积相位全息（VPH）光栅和一个双校正器，改进的施密特再成像相机。该设计提供了275 mm的准直光束直径，从380 nm到1.26 \textmu m的宽同时波长覆盖范围，以及相机所需的快速f/1.05焦比下的良好成像性能，以避免对光纤的过采样。三个通道被指定为蓝色、红色和近红外（NIR），并且覆盖带通380- 650 nm（蓝色）、630- 970 nm（红色）和0.94- 1.26 \textmu m（NIR）。两个Hamamatsu 2k $\times$ 4k，15 μ \textmu m像素CCD的拼接记录了蓝色和红色通道中的光谱，而NIR通道采用来自Teledyne的4k $\times$ 4k，去除衬底的HAWAII-4 RG阵列，具有15 μ \textmu m像素和1.7 μ \textmu m波长截止。VPH光栅是PFS的一个明显选择，一套三个原型VPH光栅（蓝色，红色和近红外设计各一个…
2014-08-12 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
Optimum telescope focal ratios for microlens-to-fiber coupled integral field spectrographs
我们描述了最佳的望远镜焦距比的两个元素，三个表面，远心图像传输微透镜光纤耦合积分场单元内的微光学制造和光学像差的约束。我们从第一原理出发建立了微光学系统光学参数的广义解析描述。我们发现，光学性能，包括所有的像差，设计约束的分析模型，只考虑球面像差和衍射匹配的光线跟踪软件，如Zemax优化的设计的+/-4%。分析模型不需要任何妥协的可用清晰的光圈;约90%的六边形微透镜的机械孔径可用于光收集。以f/3.5馈电的200μm芯光纤的最佳望远镜f比在f/7和f/12之间。我们发现最佳的望远镜的焦比的变化作为光纤芯直径和光纤输入光束速度的函数。f/8的望远镜焦比将支持最大范围的光纤直径（100至500μm）和光纤注入速度（f/3至f/5）。望远镜和小透镜耦合光纤的优化与高效率专用巡天望远镜的设计相关，并且与通过引入聚焦宏观光学器件以匹配仪器输入要求来改造现有设施相关。
2022-04-19 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
Fiber Optical Cable and Connector System (FOCCoS) for PFS/Subaru
FOCCoS，光纤电缆和连接器系统，主要功能是使用光纤从斯巴鲁望远镜的焦平面捕获直射光，每根光纤的尖端都有一个微透镜，并通过一个包含连接器的路径将这些光传导到一组四个光谱仪。光纤电缆分为3个不同的段，称为电缆A、电缆B和电缆C。多光纤连接器确保了所有光纤段之间的精确连接，为仪器更换提供了灵活性。为了确保牢固和准确的连接，这些组件被布置在两种类型的组件内：用于电缆C和电缆B之间连接的塔式连接器;以及用于电缆B和电缆A之间连接的组式连接器。进行放泄试验以评估连接的效率。正在进行寿命测试连接。电缆C安装在PFI（Prime Focus仪器）内部，其中每个带有微透镜的光纤尖端与2级压电旋转电机定位器的轴端粘合;该组件允许将每个光纤放置在其巡视区域内的任何位置，直径为9.5 mm。每个定位器使用光纤臂来支撑套圈、微透镜和光纤。这些组件中的2400个组件以六边形封闭包装布置布置在电机台板上。
2014-08-12 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 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
Visible Photonic Lantern integration, characterization and on-sky testing on Subaru/SCExAO
本文在Subaru/SCExAO上集成并表征了可见光光子灯笼，首次天观测演示表明其通量较单模光纤提升12倍，为高分辨率高通量光谱学铺路。
2024-07-22 astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations III: Empirical Measurement Methods and Applications of High-Resolution Microlens PSFs
新投入使用的双子座行星成像仪（GPI）结合了极端的自适应光学、先进的日冕仪、精确的波前控制和基于小透镜的积分场光谱仪（IFS），可以测量0.9-2.5微米之间的年轻太阳系外巨行星的光谱。每个GPI探测器图像，当在光谱模型中时，由约37，000个微光谱组成，这些微光谱在空间方向上被欠采样或临界采样。本文介绍了如何获得高分辨率的微透镜PSF，并讨论了它们在增强波长校准，弯曲补偿和光谱提取中的用途。这种方法通常适用于任何基于小透镜的积分场摄谱仪，包括拟议的未来仪器概念的空间任务。
2014-07-11 astro-ph.EP 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
Multi-fibers connectors systems for FOCCoS-PFS-Subaru
光纤电缆和连接器系统（FOCCoS）通过光纤电缆在2400个定位器和一组光谱仪之间提供光学连接，作为斯巴鲁望远镜PFS仪器的一部分。光纤电缆将沿路线分为3部分，电缆A、电缆B和电缆C，通过一组多光纤连接器连接。USCONEC公司生产研究中的多光纤连接器。USCONEC 32 F型号可以连接32根光纤，采用4 x 8矩阵排列。套圈由耐用的复合材料聚苯硫醚（PPS）基热塑性塑料制成。连接通过一个推/拉闩锁固定到位，连接器也可以通过从连接器前部突出的一对金属导销来区分。每个连接器将使用两根光纤监测连接程序。它被发现很容易抛光，而且它足够小，可以成组安装。像PFS这样的高度多路复用的仪器需要一个光纤连接器系统，可以提供出色的光学性能和可靠性。PFS需要两种不同类型的结构来组织连接器。塔连接器系统包括80个多光纤连接器，是一组连接器，用于连接电缆B（望远镜结构）和电缆C（定位器板）。Gang连接器系统是一组8个Gang连接器，每个连接器有12个多光纤连接器，用于连接电缆B（望远镜结构）和电缆A（光谱仪）。这些连接器系统和所选光纤的台架测试应测量光的吞吐量以及多次连接和断开后的稳定性。在本文中，我们描述了测试和程序来评估吞吐量和FRD增量。套圈的寿命也在评估中。
2014-08-12 astro-ph.IM
FOCCoS for Subaru PFS
光纤电缆和连接器系统（FOCCoS）通过光纤电缆在2400个定位器和一组光谱仪之间提供光学连接，作为Subaru PFS仪器的一部分。每个定位器保留一个光纤入口，并将其连接在一个微透镜上，该微透镜负责将F比转换为更大的F比，从而减轻了光谱仪设计的困难。光纤电缆将被分成3部分，电缆A、电缆B和电缆C，通过一组多光纤连接器连接。电缆B将永久连接在斯巴鲁望远镜。第一组多光纤连接器将从Nasmith平台处的光谱仪系统将电缆A连接到电缆C。电缆A是伪狭缝装置的延伸，该伪狭缝装置通过光纤末端的线性布置获得并且通过环氧树脂固定在复合基板的基部处。第二组多光纤连接器将电缆A的另一端连接到电缆B，电缆B是定位器器械结构的一部分。该项目正在研究的光纤是Polymicro FBP120170190，它已经显示出非常令人鼓舞的结果。这种试验涉及由纤维末端旋转和扭曲引起的应力引起的FRD测量，与PFS仪器定位器产生的条件相似。所研究的多光纤连接器由USCONEC公司生产，可连接32根光纤。测试包括多次连接和断开后的光通量和稳定性。本文将审查的FOCCoS子系统的总体设计，所使用的方法来制造所涉及的设备和必要的测试结果，以评估总效率的设置。
2012-10-09 astro-ph.IM physics.ins-det
Focal ratio degradation for fiber positioner operation in astronomical spectrographs
焦比退化（FRD）是光纤输入端和输出端之间光焦比的增加，它对天文摄谱仪的吞吐量和点扩散函数有重要影响。然而，虽然FRD是许多光纤特性的函数，例如应力、微弯曲和表面缺陷，但入射光与光纤表面之间的角度不对准也会影响光分布并使测量复杂化。一个紧凑的实验装置和一个模型分离FRD从角度失调被施加到光纤受到不同的应力或角度失调，以确定这些影响的大小。然后确定光纤定位器中光纤的FRD，该光纤定位器将用于Subaru Prime Focus摄谱仪（PFS）。我们对PFS定位器进行的分析表明，角偏差的影响占主导地位，应力不会导致FRD显著增加。
2020-06-19 astro-ph.IM
Developing Engineering Model Cobra fiber positioners for the Subaru Telescope Prime Focus Spectrometer
Cobra光纤定位器由加州理工学院（CIT）和喷气推进实验室（JPL）开发，用于将安装在夏威夷莫纳克亚山的斯巴鲁望远镜上的主焦点光谱仪（PFS）仪器。PFS是一种光纤馈电多目标光谱仪，它使用一组Cobra光纤定位器快速重新配置斯巴鲁望远镜主焦点处的2394根光纤，能够将光纤定位到指定目标位置的5 um范围内。单个Cobra光纤定位器直径为7.7 mm，高115 mm。Cobra光纤定位器使用两个压电旋转电机在9.5mm直径的巡逻区域内移动光纤。在准备全面生产2550 Cobra定位器的过程中，开发、构建和测试了工程模型（EM）版本，以验证设计、降低制造成本并提高系统可靠性。EM利用了之前开发的Cobra光纤定位器原型版本。本文描述了EM Cobra光纤定位器的要求、设计、组装技术、开发测试、设计鉴定和性能评价。还讨论了使用EM构建和测试活动来验证计划于2014年底开始的2550个Cobra光纤定位器的全面生产计划。
2014-08-12 astro-ph.IM
Optical Design of the SuMIRe PFS Spectrograph
为8米级SUBARU望远镜开发的SuMIRe主焦点摄谱仪（PFS）将由四台相同的摄谱仪组成，每台摄谱仪在望远镜主焦点处接收来自2394光纤机器人定位器的600根光纤。每个光谱仪包括三个光谱通道，以覆盖波长范围0.38-1.26 μ m，分辨率范围在2000和4000之间。还实现了中等分辨率模式，以在0.8 μ m处达到5000的分辨率。每个摄谱仪由4个光学单元组成：产生三个校正准直光束的入口单元和三个相机单元（每个光谱通道一个）。光束通过使用两个大的二向色镜分裂;并且在每个臂中，光被大的VPH光栅分散。提出的光学设计进行了优化，以实现所要求的图像质量，同时简化了整个光学系统的制造。相机的设计包括一个创新的施密特相机观察大视场（10度）与非常快的光束。为了实现这样的性能，经典的球面镜被折反射镜（即，在玻璃的后侧具有反射表面的弯月形透镜，如曼金镜）代替。本文重点介绍了PFS摄谱仪的光学结构和实现的性能。我们将首先描述摄谱仪的全局光学设计。然后，我们将重点介绍Mangin-Schmidt相机的设计。最后给出了光学性能的分析和得到的结果。
2014-08-18 astro-ph.IM
Photonic spectro-interferometry with SCExAO/FIRST at the Subaru Telescope: towards H-alpha imaging of protoplanets
本研究介绍斯巴鲁望远镜的SCExAO/FIRST光子光谱干涉仪的性能、最新天顶观测结果与升级，新增的高分辨率光谱仪为探测年轻吸积系外行星的H-alpha发射线提供了技术支撑。
2023-08-28 astro-ph.IM
AO3000 at Subaru: Combining for the first time a NIR WFS using First Light's C-RED ONE and ALPAO's 64x64 DM
经过16年的天空运行，斯巴鲁望远镜的设施自适应光学AO 188正在得到几个重大升级，成为极端的AO AO 3000（3000致动器在瞳孔相比，188以前）。AO 3000将为从可见光到中红外的几种仪器提供高斯特列尔图像，特别是红外相机和光谱仪（IRCS）和斯巴鲁Coronagraphic Extreme自适应光学（SCExAO）。在此次升级中，原有的188单元可变形反射镜（DM）将被ALPAO的$64\times64$ DM取代。可见波前传感器也将在稍后升级，但与此同时，我们正在添加一个近红外波前传感器（NIR WFS），使用双屋脊棱镜金字塔模式或焦平面WFS模式。这款新的波前传感器将首次使用First Light的C-RED ONE相机，允许在高达1.6 kHz的频率下完全控制$64\times64$ DM。挑战之一是使用非破坏性读取和具有调制金字塔的滚动快门。这一升级对SCExAO来说尤其令人兴奋，因为极端AO循环将更多地专注于创建高对比度暗区，而不是校正大的大气残差。这将是第一次在同一台望远镜上组合两个极端AO环路。最后，AO 3000 +SCExAO+IRCS将成为30米望远镜行星系统成像仪（TMT-PSI）的完美演示器。我们将在这里介绍AO 3000的设计、集成和测试，并展示第一批空中测试结果。
2022-09-26 astro-ph.IM
A microlens-array based pupil slicer and double scrambler for MAROON-X
我们报告的设计和建造的微透镜阵列（MLA）为基础的光瞳切片器和双扰MAROON-X，一个新的光纤馈电，红色光学，高精度径向速度光谱仪的双6.5米麦哲伦望远镜在智利。我们已经构建了一个基于单个圆柱形MLA的3X切片器，并表明可以实现>85%的几何效率，受限于MLA的填充因子和光学表面质量。我们在这里介绍了用于MAROON-X的3倍光瞳切片器和双扰频器的最终设计，该设计基于具有（a）球形小透镜的双MLA设计。我们还讨论了用于创建具有低FRD水平的矩形芯光纤的伪狭缝的技术。
2016-06-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Detectors and cryostat design for the SuMIRe Prime Focus Spectrograph (PFS)
我们描述的概念设计的相机低温恒温器，探测器，和探测器读出电子的SuMIRe总理焦点光谱仪（PFS）正在开发的斯巴鲁望远镜。SuMIRe PFS将由四个相同的光谱仪组成，每个光谱仪在主焦点处接收来自2400光纤机器人定位器的600根光纤。每个摄谱仪将有三个通道，覆盖波长范围3800 nm- 6700 nm，6500 nm- 10000 nm和9700 nm- 13000 nm，分散的光在每个通道中由f/1.10真空施密特相机成像。在蓝色和红色通道中，使用一对具有15 um像素的Hamamatsu 2K x 4K边缘对接CCD来形成4K x 4K阵列。对于IR通道，将使用新的Teledyne 4K x 4K，15 um像素，碲化汞镉传感器，去除了用于短波长响应的基板，截止值为1.7 um。相同的探测器几何形状和几乎相同的光学设计允许共同的低温恒温器设计，唯一显著的区别是需要在IR相机中使用冷辐射屏蔽来减轻热背景。本文详细介绍了低温恒温器的设计和冷却方案，相关的热考虑和分析，并讨论了探测器和探测器读出电子。
2012-10-09 astro-ph.IM
Fiber positioning in microlens-fiber coupled integral field unit
提出了微透镜-光纤耦合积分场单元的通用光纤定位策略和加工路径。假设微透镜产生的微图像通过阶跃折射率多模光纤被传送到光谱仪输入端，但是我们的结果也适用于微光瞳重成像应用。考虑了微图像在纤芯中的填充率与吞吐量和观测效率之间的性能权衡，定义了传输效率与光学扩展量损耗的乘积作为评价函数。对于空间元件的六边形包装，已经发现优值函数最大化到理想光纤IFU优值（其具有零传输损耗并且不增加光学扩展量）的94%，微透镜-光纤对准（定心）公差为1 μ m RMS。光纤和微透镜面之间的最大可接受的相对倾斜已经通过光学建模进行了分析，并且发现对于慢于f/3.5的输入f比，其为0.3度RMS，但是对于更快的光束，其更为宽松。已经比较了制造光纤保持器的几种选择，以确定提供所需光纤定位精度的具有成本效益的解决方案。飞秒激光钻孔方法在板上提供排列的孔，其位置和直径精度为1.5 um RMS，纵横比为1：10。商业供应商生产厚度为5 mm的板，但具有相似的（1 um RMS）定位精度。这两种技术都被认为是适度昂贵的。在WCAM（威斯康星大学麦迪逊分校的一个设施）进行的纯光刻技术，在串联与深反应离子蚀刻，已被用来产生一个可重复的配方与100%的产量。光刻在孔定位和类似的直径精度（1 um RMS）方面更精确（0.5 um RMS）。
2020-06-24 astro-ph.IM
Fiber mode scrambler for the Subaru infrared Doppler instrument (IRD)
我们报告的结果，光纤模式扰频器的实验，红多普勒仪器（IRD）的斯巴鲁8.2米望远镜。IRD是一种光纤馈电的高精度径向速度（RV）仪器，用于在近红外波长下搜索附近M矮星周围的系外行星。这是一台带有中阶梯光栅的高分辨率光谱仪。预期的RV测量精度为1 m s-1，采用最先进的激光频率梳进行波长校准。在IRD观测中，多模光纤出口光强分布的变化是最重要的仪器噪声之一，它降低了RV测量精度。为了稳定光纤出口的光强分布，必须引入光纤扰模器。在以往的研究中，已经提出了几种模式扰频器，但有必要确定最合适的模式扰频器系统的IRD。因此，我们进行了各种模式扰频器，静态和动态的性能的系统测量。我们测试了不同长度的多模光纤、八角形光纤、双光纤扰码器和两种动态扰码器以及它们的组合。我们报告这些模式扰频器的性能，并提出候选模式扰频器系统的IRD。
2018-03-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
DOTIFS: a new multi-IFU optical spectrograph for the 3.6-m Devasthal optical telescope
Devasthal Optical Telescope Integral Field Spectrograph（DOTIFS）是一种新的多目标积分场光谱仪（IFS），由印度浦那的大学间天文和天体物理中心（IUCAA）设计和制造，用于由Aryabhatta观测科学研究所（ARIES）建造的3.6米Devasthal Optical Telescope（DOT）的卡塞格伦侧端口。它主要用于研究附近星系中电离气体、恒星形成和H II区的物理和运动学。就多IFU、内置展开系统和高通量而言，它是一种新型仪器。它由一个放大镜，16个积分场单元（IFU）和8个光谱仪组成。每个IFU由微透镜阵列和光纤组成，具有7.4“x 8.7”的视场，144个spectrum元件，每个采样0.8“六边形孔径。使用说明书可通过展开系统分布在望远镜侧端口的8“直径焦平面上。光纤将光从IFU传输到光谱仪。八台相同的全折射专用摄谱仪将在370- 740 nm波长范围内产生2,304 R~1800光谱。体相位全息光栅的选择，使更小的光学和获得高吞吐量。包括望远镜的仪器的总吞吐量预计平均为27.5%。观测技术、数据模拟器和简化软件也在开发之中。目前，概念和基线设计审查已经完成。其中一些部件已经采购。该仪器预计将于2016年首次亮相。
2018-10-08 astro-ph.IM
Demonstration of an efficient, photonic-based astronomical spectrograph on an 8-m telescope
我们首次展示了一个高效的，基于光子的天文摄谱仪上的8米斯巴鲁望远镜。一个极端的自适应光学系统与光瞳切趾光学系统相结合，以有效地将光直接注入单模光纤，该单模光纤馈送基于阵列波导光栅技术的紧凑型交叉色散光谱仪。该仪器目前提供的从天空到探测器的吞吐量为5%，我们概述了可以轻松升级到~13%（假设耦合效率为50%）。在1550 nm处，从单模光纤到检测器的隔离摄谱仪吞吐量为42%。进入单模光纤的耦合效率受到给定夜晚可实现的Strehl比的限制。到目前为止，在Strehl比为60%的情况下，已经实现了47%的耦合效率。对自适应光学系统的改进最终将使斯特列尔比达到90%，耦合度达到67%。这项工作表明，先进技术的独特组合能够实现紧凑和高效的光谱仪，为未来超大型和超大型望远镜的仪器设计开创了先例。
2017-08-26 astro-ph.IM physics.optics
3D-M3: High-spatial resolution spectroscopy with extreme AO and 3D printed micro-lenslets
通过将IFS与ExAO相结合，我们现在能够解析接近大型望远镜衍射极限的物体，探索新的科学案例。我们介绍了一份IFU，其设计用于将SCExAO机构在NIR波长下的最小板级光耦合到SM光谱仪。IFU在定制SM MCF顶部有一个3D打印的MLA，以优化光耦合到光纤芯中。我们通过8.2米斯巴鲁望远镜的首次天空运行的初步结果展示了该仪器的潜力，该望远镜具有使用现成光学器件的光谱仪，可以以低成本快速开发。
2021-06-14 astro-ph.IM
Current status of the Spectrograph System for the SuMIRe/PFS
主焦点摄谱仪（PFS）是斯巴鲁望远镜的新设施仪器，将于2017年左右安装。它是一个多目标光谱仪，由大约2400根光纤馈电，放置在主焦点，覆盖一个对角线为1.35度的六边形视场，能够同时获得波长范围从0.38 μ m到1.26 μ m的光谱数据。光谱仪系统由四个相同的模块组成，每个模块接收来自600根光纤的光。每个模块包含三个通道，分别覆盖波长范围0.38-0.65 μ（“蓝色”）、0.63-0.97 μ（“红色”）和0.94-1.26 μ（“NIR”）;分辨能力从蓝色的约2000到红外的约4000相当平稳地发展。一个额外的光谱模式允许达到光谱分辨率5000在0.8 μ（红色）。所提出的光学设计是基于施密特准直器面向三个施密特相机（每个光谱通道一个）。这个架构非常健壮，众所周知，并且有文档记录。它允许仅用几个简单元件（高吞吐量）获得高图像质量，但以中心遮蔽为代价，这导致更大的光学器件。每个模块在设计上都必须是模块化的，以便集成和测试，并安全地运输到望远镜：这是机械设计的主要驱动力。特别是，每个模块将首先在LAM（法国）进行完全集成和验证，然后再运往夏威夷。将在工作台上对所有子组件进行索引，以便准确重新定位。本文将对2014年3月成功通过关键设计评审（CDR）并处于建设阶段的光谱仪系统进行概述。
2014-08-12 astro-ph.IM
Exo-NINJA at Subaru: fiber-fed spectro-imaging of exoplanets and circumstellar disks at R$\sim$4000
Exo-NINJA通过hexabundle光纤连接Subaru望远镜的SCExAO与NINJA光谱仪，实现R$\sim$4000衍射极限近红外光谱成像，以20%高吞吐量表征系外行星大气与星周盘，探测原行星气体吸积及近距系外行星。
2024-07-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Design and construction progress of LRS2-B: a new low resolution integral field spectrograph for the Hobby-Eberly Telescope
即将到来的宽视场升级（WFU）迎来了霍比-埃伯利望远镜（HET）仪器的新时代。在这里，我们介绍了蓝色优化的第二代低分辨率光谱仪（LRS 2-B）的设计，施工进度和实验室测试。LRS 2-B是一种双通道光纤馈入仪器，基于可见光积分场可复制单元光谱仪（VIRUS）的设计，VIRUS是进行HET暗能量实验（HETDEX）的新旗舰仪器。LRS 2-B利用微透镜耦合积分场单元（IFU），其覆盖天空上的7“x12”区域，具有单位填充因子，具有约300个空间元素，对中值HET图像质量进行二次采样。光纤馈送组件包括优化的二向色分束器，其允许LRS 2-B分别以R \approx 1900和1200的固定分辨率同时观察370 nm至470 nm和460 nm至700 nm。我们讨论了与标称VIRUS设计的偏离，包括IFU、光纤馈送、摄像机校正光学器件和体相全息光栅。此外，简要讨论了两个通道的波长覆盖范围和光谱分辨率的选择动机。其中一个动机是对HETDEX巡天中z ~ 2.5恒星形成星系的光谱和（或）空间分辨Lyman α发射的后续研究。LRS 2-B计划作为HET WFU的调试仪器，并应在2013年第4季度期间升空。最后，我们提到了LRS 2-B的红色优化姐妹仪器LRS 2-R的现状。
2014-07-25 astro-ph.IM
Indirect Detection of Decaying Dark Matter with High Angular Resolution: Case for axion search by IRCS at Subaru Telescope
提出利用微分$D$因子分析矮椭球星系暗物质衰变信号，发现8.2m Subaru望远镜的IRCS可探测eV级类轴子粒子，数晚观测即可超越恒星冷却界限。
2023-05-22 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
CHARIS Science: Performance Simulations for the Subaru Telescope's Third-Generation of Exoplanet Imaging Instrumentation
我们描述了预期的科学能力的CHARIS，高对比度积分场摄谱仪（IFS）目前正在建设的斯巴鲁望远镜。CHARIS是新一代仪器的一部分，由极端自适应光学（AO）系统（包括斯巴鲁的SCExAO）实现，由于它们能够使用光谱信息将行星与恒星点扩散函数（PSF）中的准静态斑点区分开来，因此有望在小角度分离时大大提高对比度。CHARIS在概念上类似于双子座南望远镜和甚大望远镜上的GPI和SPHERE，但其独特之处在于它能够以低分辨率模式同时覆盖整个近红外$J$、$H$和$K$波段。这种非常宽的波长覆盖范围将使光谱差分成像能够达到几个$λ/D$的角度间隔，对应于$\sim$ $0.\!\!''1$。SCExAO还将以类似的间距提供接近$10^{-5}$的对比度，$\sim$ $0.\!\!''1$ -- $0.\!\!''2$。CHARIS调查的发现率将取决于大约10 AU的系外行星分布函数。如果径向速度测量发现的行星分布不变地扩展到$\sim$ 20天文单位，那么用现有的高对比度仪器对$\sim$ 200颗主要是年轻的邻近恒星进行观测，可能会发现$\sim$ 1- 3颗行星。仔细优化目标样品可以将该产率提高几倍，而在几个AU处的频率上升也可以增加检测的数量。CHARIS拥有更高的光谱分辨率模式$R \sim 75$，也将成为表征行星和像HR 8799 cde和$κ$ And b这样的褐矮星的最佳…
2014-09-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Spectroscopy using a visible photonic lantern at the Subaru telescope: Laboratory characterization and first on-sky demonstration on Ikiiki (α Leo) and `Aua (α Ori)
本研究首次在Subaru望远镜利用SCExAO和FIRST光谱仪对可见光光子灯笼进行在轨测试，证明其在大气扰动下对紧凑天体的耦合效率与光谱重建能力优于单模光纤。
2024-11-14 astro-ph.IM
The Circumgalactic H$α$ Spectrograph (CH$α$S) I. Design, Engineering, and Early Commissioning
环银河H $α$摄谱仪（CH $α$ S）是一台地面光学积分场摄谱仪，用于探测附近宇宙中弥漫电离气体的超微弱扩展发射。CH $α$ S特别适合于直接探测环绕低红移星系的环星系介质（CGM）中微弱的H $α$辐射。它有效地映射大区域的CGM在一个单一的曝光，针对附近的星系（d $< 35 $ Mpc）的CGM预计将填补视野。我们正在调试CH $α$ S作为MDM天文台的设施仪器。CH $α$ S部署在Hiltner 2.4米望远镜的焦平面上，利用几乎所有望远镜的无渐晕焦平面（10弧分）进行宽视场光谱成像。折反射设计提供了出色的宽视场成像性能。CH $α$ S是一种光瞳成像光谱仪，采用微透镜阵列将视场划分为$> 60,000$光谱。CH $α$ S的角分辨率为$[1.3 - 2.8]$角秒，分辨率为R $ = [10,000 - 20,000]$。因此，摄谱仪可以分辨$1-5$ kpc（10 Mpc）尺度的结构，并测量低至15-30 km/s的速度。CH $α$ S有意地在窄（30埃）带通上操作;然而，它被配置为调节中心波长并且单独地以宽范围的光发射线为目标。高衍射效率的VPH光栅确保了跨配置的高吞吐量。CH $α$ S保持高把握度和中等光谱分辨率，为映射离散的超低表面亮度发射（几毫瑞利量级）提供了理想的组合。
2022-09-29 astro-ph.GA astro-ph.IM
A Pathfinder for Imaging Extrasolar Earths from the Ground
Subaru Coronagraphic Extreme自适应光学（SCExAO）项目是Subaru望远镜上的一种仪器，它正在推动太阳系外行星地面高对比度成像的可能性。该系统在波前传感和日冕测量方面取得了重大突破，即使对于光学昏暗的恒星，也能产生极高的Strehl比校正和深行星与恒星的对比度。SCExAO与近红外积分场摄谱仪- CHARIS-耦合，产生强大的行星光谱特征。在其第一个完整的运行年，SCExAO已经澄清了$κ$ And，LkCa 15和HD 163296周围的候选同伴的属性，表明前者可能是一个低重力，行星质量的物体，后两个是被错误识别的磁盘信号。SCExAO的行星成像能力在不久的将来将进一步升级;该系统正在成为一种专用行星成像系统的原型，该系统可以直接探测到附近低质量恒星周围的类地行星，如30米望远镜等超大望远镜。
2019-06-05 astro-ph.EP 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
Indirect Detection of eV Dark Matter via Infrared Spectroscopy
本文提出利用高分辨率红外光谱仪探测电子伏特级暗物质衰变产生的单色红外光子，并以WINERED和NIRSpec为例证明数小时观测矮椭球星系即可探测类轴子粒子暗物质，同时给出多普勒频移和银心搜寻等补充方案。
2025-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Polish device for FOCCoS/PFS slit system
光纤电缆和连接器系统（FOCCoS）用于主焦点摄谱仪（PFS），负责将光线从斯巴鲁望远镜焦平面传输到一组四台摄谱仪。每个摄谱仪将由一个凸形弯曲狭缝与616光纤组织在一个线性排列。狭缝正面覆盖着一种特殊的深色复合材料，由难熔氧化物制成，在抛光过程中能够用最少量的磨料维持其性能;这种稳定性是通过分离难熔氧化物纳米颗粒获得的，然后轻轻地加强抛光过程并提高其效率。在高性能抛光后在几个样品中测量的表面粗糙度为约0.01微米。此外，获得具有这种质量的抛光表面的时间比抛光相同尺寸的黄铜、玻璃或陶瓷表面所需的时间少约10倍。在本文中，我们描述了高质量的抛光这种类型的狭缝开发的程序。这里所描述的圆柱形抛光使用圆柱形凹金属基底，玻璃纸基于该圆柱形凹金属基底。抛光过程包括使用30微米、12微米、9微米、5微米、3微米、1微米的网格序列，最后是化学布上的胶体二氧化硅。为了获得最大的吞吐量，光纤的表面应该以这样的方式抛光，即它们是光学平坦的并且没有划痕。光纤在抛光过程的所有阶段都用显微镜进行检查，以确保高质量。通过使用圆柱形凹形复合基底作为适合于金刚石液体溶液的基底，可以提高该过程的效率。尽管这个过程完全是手工完成的，但最终的结果显示出非常高的质量。
2014-08-12 astro-ph.IM physics.ins-det
