NIRPS first light and early science: breaking the 1 m/s RV precision barrier at infrared wavelengths
本文介绍近红外精密视向速度光谱仪NIRPS的开光、调试与早期科学运行，展示其在0.98–1.8 μm波段实现优于1 m/s精度，并通过720晚GTO计划推进M型矮星行星系统研究。
2024-06-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Diving into the planetary system of Proxima with NIRPS -- Breaking the metre per second barrier in the infrared
本研究利用NIRPS获取比邻星的高分辨率光谱与视向速度数据，结合多观测数据与多维高斯过程回归分析，确认比邻星b和d的存在并修正其参数，验证了近红外波段高精度视向速度测量的潜力。
2025-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
DOTIFS: spectrograph optical and opto-mechanical design
Devasthal光学望远镜积分场摄谱仪（DOTIFS）是一种新的多积分场单元（IFU）仪器，计划安装在印度奈尼塔尔的3.6米Devasthal光学望远镜上。它有8个相同的光纤光谱仪，用于分散来自16个IFU的光。光谱仪在370- 740 nm波长范围内同时产生2，304个光谱，光谱分辨率为R=1200-2400。它由全折射、全球面光学器件组成，设计用于在高透射光谱仪光学器件、体相位全息光栅和4K CCD的梯度涂层e2 v 2K的帮助下实现从望远镜到CCD的平均26.0%的吞吐量。介绍了光谱仪的光学和光机设计以及目前的发展状况。光谱仪的光学和光学机械部件正在制造中。
2018-10-08 astro-ph.IM
Liger at Keck Observatory: Design of Imager Optical Assembly and Spectrograph Re-Imaging Optics
Liger是一种自适应光学（AO）馈入成像仪和积分场摄谱仪（IFS），旨在利用凯克全天精密自适应光学（KAPA）升级为W. M。凯克天文台。我们提出了设计和分析的成像器光学组件，包括光谱仪重新成像光学（RIO），它将光束路径从成像器焦平面的IFS切片模块和小透镜阵列。每个成像器部件和前两个RIO机构被组装并单独对准在同一光学板上。挡板抑制背景辐射和散射光，瞳孔观察相机允许成像器探测器聚焦在望远镜瞳孔的图像上。光学板安装在适配器框架上，用于整个系统的对准。成像仪和RIO将在安装到最终科学低温恒温器之前在低温测试室中进行表征。
2022-08-16 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
A new concept for the combination of optical interferometers and high-resolution spectrographs
光学天文学的高空间分辨率和高光谱分辨率相结合，使恒星和星周天体物理学中许多悬而未决的问题有了新的观测方法。然而，为干涉仪构建高分辨率光谱仪是一项昂贵且耗时的任务。我们的目的是表明，通过现有的高分辨率光谱仪耦合到现有的干涉仪，可以观察在高光谱和空间分辨率的域，并避免建设一个新的复杂和昂贵的仪器。在这篇文章中，我们研究了将干涉仪与高分辨率光谱仪相结合所带来的不同挑战。确定了对不同子系统的要求，并特别关注条纹跟踪和色散问题。对VLTI（甚大望远镜干涉仪）与UVES（紫外-可见光谱仪）组合的概念进行了研究，并讨论了其他几种具体的仪器配对。我们表明，提出的干涉仪与高分辨率光谱仪的组合确实是可行的，与当前的技术，成本的一小部分，建立一个全新的光谱仪。对现有文书及其现行方案的影响将是最小的。
2009-12-08 astro-ph.IM
HARMONI at ELT: optical design of the spectrograph sub-system
University of Oxford（牛津大学）
介绍欧洲极大望远镜上HARMONI光谱仪子系统光学设计，因顶层目标和规格变化而修订，采用双镜无遮拦准直器等，更紧凑，用变形自由曲面镜校正像差，提高探测器单元透过率、减少散射光并改善可达性。
2026-07-24 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
Commissioning ShARCS: the Shane Adaptive optics infraRed Camera-Spectrograph for the Lick Observatory 3-m telescope
本文介绍了Lick天文台3米Shane望远镜上Shane自适应光学红外照相摄谱仪（Sharcs）的设计和早期科学性能。ShARCS旨在与新的ShaneAO自适应光学系统配合使用，能够在J、H和K波段进行高效、衍射极限成像和低色散棱镜光谱学。ShARCS使用HAWAII-2 RG红外探测器，提供高量子效率（>80%）和Nyquist采样在所有三个波段的衍射极限。ShARCS仪器还配备了线性偏振仪，灵敏度低至650 nm，以支持未来的可见光自适应光学能力。我们报告在调试期间采取的早期科学数据。
2014-07-30 astro-ph.IM
Optical ray tracing of echelle spectrographs applied to the wavelength solution for precise radial velocities
本文提出光线追迹软件moes，通过对CARMENES VIS光谱仪建模实现0.024像素的波长定标精度，并可预测1 m/s水平的仪器视向速度系统误差。
2024-04-30 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
A spectrograph instrument concept for the Prime Focus Spectrograph (PFS) on Subaru Telescope
我们描述了正在为SUBARU望远镜开发的SuMIRe主焦点光谱仪（PFS）的光谱仪光机概念的概念设计。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。每个光谱仪将有三个通道，总共覆盖380 nm至1300 nm的波长范围。第1节总结了仪器的要求。我们在第2节中介绍了光学设计和光学性能和分析。第3节介绍了机械设计，其要求和建议的概念。最后，在第5节中描述了摄谱仪系统的AIT阶段。
2012-10-09 astro-ph.IM
HARMONI: the ELT's First-Light Near-infrared and Visible Integral Field Spectrograph
高角分辨率单片光学和近红外积分场摄谱仪（HARMONI）是欧洲南方天文台的极大望远镜（ELT）的可见光和近红外（NIR），自适应光学辅助，积分场摄谱仪。它将具有单共轭自适应光学（SCAO）模式（使用单个明亮的自然导星）和激光层析自适应光学（LTAO）模式（使用多个激光导星），分别提供具有高性能和良好天空覆盖的近衍射极限超光谱成像。一个独特的高对比度自适应光学（HCAO）的能力，最近增加了系外行星的特性。HARMONI拥有8个HAWAII-4 RG阵列的大型探测器、4种光谱标度选择和11种光栅选择，分辨率范围从R~3000到R~17000，使其成为一种非常通用的仪器，可以满足广泛的观测计划。
2021-03-20 astro-ph.IM
KOOLS--IFU: Kyoto Okayama Optical Low-dispersion Spectrograph with Optical-Fiber Integral Field Unit
瞬变天体的观测，如短伽马射线暴（GRB）和电磁对应的引力波源，需要即时光谱。为了进行瞬发光谱，我们开发了一个光纤积分场单元（IFU），并将其与现有的光学光谱仪KOOLS连接。KOOLS和IFU（以下简称KOOLS-IFU）安装在Okayama Astrophysical Observatory 188-cm望远镜上。光纤束的光纤芯和包层直径分别为100 $μ$ m和125 $μ$ m，并且127根光纤在二维（2D）光纤阵列的套管中呈六边形紧密堆积。我们对KOOLS--IFU的性能进行了测试观察，并得出以下结论：（1）空间采样为每根光纤2“. 34 $\pm$ 0”. 05，127根光纤的总视场（FoV）为30“. 4 $\pm$ 0”. 65;（2）KOOLS光栅的可观测波长和光谱分辨率分别为4030- 7310和400- 600，5020- 8830和600- 900; 4160--6000A和1000--1200;分别为6150--7930A和1800--2400;和（3）在最佳条件下暴露30分钟，估计极限震级为18.2--18.7 AB mag。
2019-05-14 astro-ph.IM
CUBES: optical design and analysis of the VLT's high-resolution UV spectrograph past final design review
STFC - United Kingdom Astronomy Technology Centre (UK ATC)（英国科学技术设施委员会-英国天文学技术中心）；Durham University - Centre for Advanced Instrumentation - Department of Physics（杜伦大学-先进仪器中心-物理系）；INAF-Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所-布拉拉天文台）；Optical Lab Baader Planetarium GmbH（巴德尔天文馆有限公司光学实验室）；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 CUBES 这一将装在甚大望远镜卡塞格伦焦点的紫外光谱仪，其在 300 - 405nm 有高仪器效率与分辨率。本文给出最终设计评审后的光学设计，含紫外优化校正器、图像切片器及光谱相机设计等。
2026-07-27 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
The Infrared Imaging Spectrograph (IRIS) for TMT: closed-loop adaptive optics while dithering
红外成像光谱仪（IRIS）是30米望远镜（TMT）上窄场红外自适应光学系统（NFIRAOS）的第一台轻型客户端仪器。IRIS包括三个自然导星（NGS）仪器上波前传感器（OIWFS），用于测量仪器焦平面中的倾斜/倾斜和聚焦误差。NFIRAOS也有一个内部的自然引导星波前传感器，IRIS和NFIRAOS必须精确地协调它们的波前传感器定位器的运动，以在望远镜抖动时跟踪NGS的位置（偏移望远镜以覆盖更多的区域），以避免昂贵的重新获取时间惩罚。首先，我们对所有相关子系统的排序策略进行了概述。然后，我们预测的运动的望远镜抖动的基础上提供的有限元模型TMT，最后分析延迟和抖动的问题，影响传播的位置需求从望远镜控制系统到个别电机控制器。
2018-08-22 astro-ph.IM
Pollux: decisions affecting the optical architecture of a high-resolution spectrograph and polarimeter for the Habitable Worlds Observatory
Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）；Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院空间研究所）；LIRA, Observatoire de Paris, Universite PSL, CNRS, Sorbonne Universite, Universite Paris Cite, CY Cergy Universite（巴黎天文台 LIRA 实验室（隶属于 PSL 大学、CNRS、索邦大学、巴黎西岱大学、CY 塞尔吉大学））；Aix Marseille Univ, CNRS, CNES, LAM, Marseille（艾克斯-马赛大学）
Pollux作为欧洲对宜居世界天文台仪器贡献候选，是宽光谱覆盖的高分辨率光谱仪。展示了三个紫外通道光学设计进展，评估望远镜抖动影响，讨论FUV通道纯光谱学及补偿散焦方法，还估计探测器尺寸限制及NUV通道波长覆盖变化影响。
2026-07-27 astro-ph.IM
Considerations for a new low-/moderate-resolution optical facility spectrograph at the VLT Coudé focus
在VLT Coude焦点进行观测可以通过组合来自多个VLT单元望远镜（UT;尽管在光训练中有一些损失）的光来增加收集面积。Coude的仪器具有显著的操作灵活性优势：它可以连接到任何可用的UT，并且“额外”仪器可以帮助更好地匹配当前条件下的观测约束。通过对现有训练的修改，它甚至可以与具有不同UT的ESTERO并行观察。在这里，我们认为一个通用的VLT Coude光纤馈低分辨率设施摄谱仪-暂时命名为卡布奇诺-适合快速跟进和微弱的瞬变特性，后期监测瞬变和快速分类条件差或在黄昏。像任何同类乐器一样，卡布奇诺可以用来解决各种科学问题。如果以现有硬件为基础，只需进行适度的改动，就可以大大降低建造成本。
2020-04-26 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
The infrared imaging spectrograph (IRIS) for TMT: on-instrument wavefront sensors and NFIRAOS interface
红外成像光谱仪（IRIS）是TMT天文台的第一个轻型客户科学仪器，作为NFIRAOS设施多共轭自适应光学系统的客户。本文报告了IRIS科学仪器的仪器上波前传感器（OIWFS）和NFIRAOS接口子系统的概念研究和基线概念设计，这是NRC-HIA、加州理工学院和TMT AO和仪器团队的合作成果。这包括系统工程，结构和热设计，天空覆盖建模，巡逻几何，探测器光学和机械设计，相机设计和控制设计的工作。
2010-07-12 astro-ph.IM
HERMES: a high-resolution fibre-fed spectrograph for the Mercator telescope
HERMES高分辨率摄谱仪项目旨在利用小型但灵活的望远镜在观测天体物理学方面的具体潜力。光谱仪的优化光学设计是基于白瞳光束折叠的高分辨率光谱学的成熟概念。在这篇文章中，我们提出了完整的项目，包括摄谱仪的设计和采购细节，望远镜适配器和校准单元，检测器系统，以及优化的数据处理管道。我们提出了一个详细的性能分析表明，光谱仪执行指定的光学质量和总效率。凭借85000的光谱分辨率（低分辨率光纤为63000），单次曝光的光谱覆盖范围为377至900 nm，峰值效率为28%，HERMES被证明是建立变量（恒星）现象的高质量数据时间序列的理想仪器。
2010-11-01 astro-ph.IM
On-sky commissioning of MAROON-X: A new precision radial velocity spectrograph for Gemini North
MAROON-X是一个光纤馈电的，红色光学的，高精度径向速度摄谱仪，最近在夏威夷莫纳克亚山的双子北望远镜上投入使用。它的分辨能力为85，000，波长覆盖范围为500-920 nm，可提供晚K和M矮星的径向速度测量，精度低于50 cm s $^{-1}$。MAROON-X是目前北半球唯一一台8米级望远镜上的光学EPRV摄谱仪，也是唯一一台大型望远镜上的EPRV仪器，可供整个美国社区使用。我们在这里报告2019年12月的调试活动结果和早期科学结果。
2021-06-03 astro-ph.IM
The Adaptive Optics System for the Gemini Infrared Multi-Object Spectrograph: Performance Modeling
本文介绍了GIRMOS自适应光学系统的性能建模，通过结合GNAO闭环与GIRMOS开环校正，确定其16x16阶系统设计，并验证了在特定条件下满足57%包围能量的图像质量要求。
2023-10-23 astro-ph.IM
CYCLOPS2: the fibre image slicer upgrade for the UCLES high resolution spectrograph
CYCLOPS2是英澳望远镜UCLES高分辨率摄谱仪的升级版，计划于2012年上半年投入使用。通过将5面反射镜Coudé训练替换为卡塞格伦安装的基于光纤的图像切片器，CYCLOPS 2同时提供了更高的吞吐量、更低的孔径损失和更高的光谱分辨率。16根光纤从5.0弧秒^2的天空区域收集光，并将其重新格式化为相当于0.6弧秒宽的狭缝，提供R = 70000的光谱分辨率和高达两倍的通量，相当于库代训练的标准1弧秒狭缝。CYCLOPS2还通过专用光纤增加了对同步ThAr波长校准的支持。CYCLOPS2由三个主要部件组成，前光学单元、光纤束和狭缝单元。前光学单元集成了放大光学器件和小透镜阵列，设计用于安装到CURE卡塞格伦仪器接口，该接口提供采集、引导和校准设施。光纤束将光从卡塞格伦焦点传输到Coudé的UCLES摄谱仪，还包括一个光纤扰模器。狭缝单元由光纤狭缝和中继光学器件组成，用于将狭缝的图像投射到UCLES摄谱仪的入口孔径上。CYCLOPS2建立在第一代CYCLOPS光纤系统的经验基础上，我们也在本文中进行了描述。我们介绍了中阶梯光谱学图像切片光纤馈送的科学案例，并描述了CYCLOPS和CYCLOPS 2的设计。
2013-01-04 astro-ph.IM
The Wide-field Spectroscopic Telescope: optical designs for the low-resolution multi-object spectrographs
Astralis, Australian Astronomical Optics, Macquarie University（澳大利亚国立光学天文台，麦考瑞大学）；Aix Marseille Univ, 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，天体物理与行星学实验室）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam（波茨坦阿斯特拉菲克莱布尼茨研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；UK Astronomy Technology Centre（英国天文学技术中心）；INAF（意大利国家天体物理研究所）；Univ. Paris-Saclay, CEA-IRFU（巴黎萨克雷大学，法国原子能和替代能源委员会研究部）
宽视场光谱望远镜低分辨率多目标光谱仪设计面临挑战，初始设计后因CMOS探测器成本和噪声降低采用新方案，采用4个屈光F/1.64相机，图像质量好、易无热效应，可容纳多光纤且成本低。
2026-07-08 astro-ph.IM
Instrument Simulator and Data Reduction Pipeline for the iLocater Spectrograph
iLocater是一个近红外（NIR）径向速度（RV）光谱仪，正在为亚利桑那州的大型双目望远镜开发。与看到有限的设计不同，iLocater使用自适应光学将星光直接注入单模光纤。此功能提供高光谱分辨率，同时保持紧凑的光学设计。虽然这种方法有望产生非常精确的RV测量，但它不同于传统的多普勒频谱仪，因此具有额外的风险。为了帮助仪器的设计，我们开发了一个全面的模拟器和数据简化管道。在本文中，我们描述了模拟代码，并量化其性能的理解条款的RV错误预算的上下文中。我们发现，该程序具有固有的精度为$σ< 5$厘米/秒，从而证明其使用在一些仪器贸易研究。代码是用Matlab编写的，可以在GitHub上下载。
2018-12-04 astro-ph.IM
KalAO the swift adaptive optics imager on 1.2m Euler Swiss telescope in La Silla, Chile
KalAO是一个天然导星自适应光学成像仪，将安装在智利拉西拉1.2米欧拉瑞士望远镜的第二个Nasmyth焦点上。该系统的初始设计灵感来自RoboAO，并进行了修改，以便在自然导航星（NGS）模式下运行。KalAO的建立是为了通过主要来自TESS卫星调查的后续候选者来搜索行星宿主恒星的双星。光学设计针对450 - 900 nm波长范围进行了优化，并配备了SDSS \emph{g,r,i,z}滤光片。该系统的设计波前控制到$I$-星等11星，以探测相同的参数空间的径向速度仪器，如HARPS和NIRPS。该系统的主要组成部分是一个11 × 11 10.9厘米的子孔径电子倍增CCD（EMCCD）夏克哈特曼波前传感器，140致动器微机电系统（MEMS）变形镜，快速翻转/倾斜镜，和图形处理单元（GPU）供电乙二醇冷却实时计算机。它的设计运行频率高达1.8kHz，以检测接近150mas可见光衍射极限的同伴。实时自适应光学控制使用在GPU上运行的CACAO软件。如果新冠病毒限制解除，该仪器计划于2021年初在智利投入使用。
2020-12-16 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
First Light results from PARAS: The PRL Echelle Spectrograph
我们提出了第一个光调试结果从物理研究实验室（PRL）的光纤馈送高分辨率交叉色散中阶梯光谱仪。它能够在R ~ 63，000时实现3700 A至8600 A的单次光谱覆盖，并且在非常稳定的温度条件下（23°C时为0.04°C）。在不久的将来，压力控制也将通过将整个摄谱仪封闭在低压真空室（~0.01mbar）中来实现。它连接到一个1.2米望远镜，使用两个50微米芯光纤（一个用于恒星，另一个用于同步Th-Ar光谱校准）。1.2米望远镜位于Mt.阿布，印度，我们保证每年有80到100个晚上用摄谱仪进行观测。该仪器最终将用于在未来5年内对1000颗矮星周围的系外行星进行径向速度搜索，亮度超过10等，精度为3至5米/秒，使用同步Th-Ar光谱灯参考技术。光谱仪在短期时间尺度上已经达到了3.7m/s的稳定性，在不久的将来，我们预计一旦我们将光谱仪安装在真空室内，稳定性将达到1 m/s。
2010-07-24 astro-ph.IM
A small actively-controlled high-resolution spectrograph based on off-the-shelf components
我们提出了一个原型的设计和测试的基础上，主动控制的光纤馈电双程设计的面内阶梯光栅光谱仪。该系统的目标是小而高效，具有最少数量的光学表面-目前是准直器/相机透镜，交叉色散棱镜，光栅和反射器，以将光发送到检测器。它由目录光学元件制成，尺寸约为20 x30 cm。它在光学范围内工作，分辨率> 70，000。摄谱仪由分叉光纤馈电，其中一根光纤连接到望远镜，另一根光纤用于同时提供钍氩光照明以进行波长校准。对探测器上的弧线位置进行实时处理，利用商业自动导航软件将弧线位置作为导航星。引导软件将任何所需的调整发送到机械压电致动器，该致动器移动反射镜，将光发送到相机，以消除弧线位置的任何漂移。使用sCMOS探测器的当前配置在标准实验室环境中提供相当于4 m/s的3.5毫像素的精度。
2020-11-20 astro-ph.IM
Fiber scrambling for high-resolution spectrographs. I. Lick Observatory
在本文中，我们报告了在利克天文台的汉密尔顿摄谱仪上使用光纤扰频器获得的所有结果。我们证明了使用这种光纤扰频器的仪器配置文件的稳定性的改善。此外，我们目前获得的数据与双扰频器，进一步提高了仪器的稳定性的一个因素2。这些结果表明，与望远镜和摄谱仪之间的耦合有关的误差是利克天文台仪器轮廓变化的主要来源。特别是，我们表现出很强的相关性之间的仪器配置文件的变化和小时角，最有可能是由于点依赖照明的光谱仪光学。
2013-03-22 astro-ph.IM
Current status of the High-Resolution Multi-Object Spectrograph (MOS-HR) for the Wide-field Spectroscopic Telescope
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-Merate（意大利国家天体物理研究所梅拉特分部）；CRAL, Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学克劳德·贝尔纳天体物理研究实验室）；UK Astronomy Technology Centre (UKATC/STFC), Royal Observatory Edinburgh（爱丁堡皇家天文台英国天体技术中心）
介绍宽视场光谱望远镜中高分辨率多目标光谱仪模块现状，含团队组织、光学设计、参数确定及结构分析等，受科学需求和技术限制驱动发展。
2026-07-02 astro-ph.IM
The Science Performance of the Gemini High Resolution Optical Spectrograph
本文介绍了双子座高分辨率光学光谱仪GHOST的设计与运行能力，并系统推导和量化了其在天观测中对科学用户最关键的性能指标。
2024-01-15 astro-ph.IM
Replicated Spectrographs in Astronomy
随着望远镜孔径的增加，缩放光谱天文仪器的挑战变得尖锐。下一代超大望远镜（ELT）使光学和工程玻璃坯料的可用性变得紧张，以提供足够的机械稳定性。虽然通过自适应光学打破望远镜直径和仪器瞳孔大小之间的关系是小视场的一条清晰的道路，但利用多路复用优势的测量仪器将被迫找到具有成本效益的解决方案。在这篇评论中，我们认为，利用ELTs的全部潜力，将需要的成本和工程难度的单片仪器的障碍被打破的使用大规模复制的光谱仪。在这个方向上已经迈出了第一步，即将分别为甚大望远镜和霍比-埃伯利望远镜投入使用的MUSE和VIRUS仪器。MUSE使用24个摄谱仪通道，而VIRUS有150个通道。我们比较了这些复制的仪器的信息收集能力与目前最先进的更传统的摄谱仪，并与正在开发的ELTs仪器。复制的设计原则与经验教训一起探讨，我们期待着未来的技术，可以使重复复制的文书更加引人注目。
2014-08-20 astro-ph.IM
Semi-automated single-mode fiber coupling for AO-fed spectrographs
University of Notre Dame（圣母大学）；Penn High School（彭恩高中）
本文为衍射极限径向速度光谱仪开发半自动单模光纤耦合控制程序，模拟显示可将星-光纤间距从3.9降至0.11模场直径，耦合指标从零提升至0.6-0.8，并适用于紧密双星。
2026-09-18 astro-ph.IM
The Prototype Telescope and Spectrograph System for the AMASE Project
我们提出了设计的原型望远镜和摄谱仪系统的负担得起的多孔径光谱探测器（AMASE）项目。AMASE是一个计划中的项目，它将把100台相同的多光纤摄谱仪与一个大的长焦透镜阵列配对，以半弧分的空间分辨率和R= 15，000的光谱分辨率对天空进行大面积积分场光谱调查，覆盖光学中的重要发射线，以研究银河系及更远的地方的电离气体。该项目将通过显著降低每个光谱仪单元的成本来实现，这是通过减少光束宽度和在光谱仪中使用小像素CMOS探测器，50微米芯光纤和商业摄影镜头来实现的。虽然受到具有挑战性的高光谱分辨率要求的限制，但我们实现了在恒定的光学扩展量下每根光纤的成本降低40%，DESI。由于成本的降低比每根光纤接收到的光量的减少要显著得多，因此多次复制这样的系统比建造一台达到相同测量速度的大型摄谱仪更具成本效益。我们提出的原型望远镜和仪器系统的设计和其成本效益的研究。
2021-05-24 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
The infrared imaging spectrograph (IRIS) for TMT: spectrograph design
红外成像光谱仪（IRIS）是30米望远镜（TMT）的三个首批光学仪器之一，也是唯一一个直接采样衍射极限的仪器。该仪器由一个平行的成像仪和离轴积分场光谱仪（IFS）组成，以最佳地利用近红外（0.84 μ m-2.4 μ m）自适应光学校正的焦面。我们介绍了IRIS摄谱仪的概述，该摄谱仪旨在探测从高z星系的动力学和形态到研究太阳系物体的大气和表面的一系列科学目标，后者需要窄场和高Strehl性能。IRIS光谱仪是一个混合系统，由两种最先进的IFS技术组成，提供四种板尺度（4 mas，9 mas，25 mas，50 mas光谱尺寸）。我们提出了独特的混合系统的设计，结合了一个小透镜光谱仪和图像切片光谱仪的配置，其中主要的硬件是共享的权力。结果是一个强大而经济的解决方案，否则需要两个单独的30米级仪器。
2010-07-12 astro-ph.IM
On-Sky Operations with the ALES Integral Field Spectrograph
大型双目望远镜干涉仪（LBTI）内的LMIRCam科学相机的积分场摄谱仪配置有助于直接成像气体巨系外行星的2至5 $μ$ m光谱。该模式被称为ALES，包括放大光学器件，小透镜阵列和直视棱镜，所有这些都包含在LMIRCam的滤光轮中。我们的观测方法包括手动调整滤光轮位置以优化对准，开/关点头以跟踪天空背景变化，以及使用窄带滤光片与ALES光学器件串联进行波长校准。对于在我们的1“x1”视野之外分离的行星，我们使用三点点头模式来访问主，副和天空。为了最大限度地减少开销，我们选择最长的曝光时间和点头周期给定的观测条件，特别是天空亮度和变化。使用这种策略，我们收集了几个数据集的低质量同伴附近的恒星。
2018-08-07 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
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
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
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
GRACES: Gemini remote access to CFHT ESPaDOnS Spectrograph through the longest astronomical fiber ever made (Experimental phase completed.)
Gemini远程访问CFHT ESPaDONS光谱仪已于2014年5月实现了其实验阶段的第一束光。它成功地收集了来自Gemini North望远镜的光线，并通过两条270米长的光纤将其发送到CFHT的ESPaDOnS光谱仪，以提供整个光学区域的高分辨率光谱。在800 nm处，光纤的平均焦比衰减为14%，最大透过率为85%。GRACES实现了在400和1,000 nm之间提供分辨率为R = 40，000和R = 66，000的光谱。它具有~8%的通量，并且在1小时内对比21等暗的目标敏感。目标的平均获取时间约为10分钟。该项目是Maunakea两个天文台之间富有成效的合作的一个很好的例子，由于Gemini，CFHT和NRC Herzberg团队的相互参与，以及所有密切或间接参与的工作人员，该项目取得了成功。
2014-09-26 astro-ph.IM
Preliminary results on the characterization and performances of ZBLAN fiber for infrared spectrographs
目前的望远镜和未来的超大型望远镜使用光纤光谱仪来观察光学和红外波长。光纤的使用大大简化了摄谱仪与望远镜的接口。在高光谱分辨率（R> 50，000）下，光纤可用于实现非常高的光谱精度。GIANO是一个红外（0.95-2.5μm）高分辨率（R= 50，000）光谱仪[1] [2] [3]，最近在TNG望远镜（La Palma）上投入使用。该仪器的设计和建造是为了从望远镜直接馈电[4]。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。为此，研制了一种基于85 μm纤芯ZBLAN红外传输光纤的新型望远镜接口。在这篇文章中，我们报告的第一个，初步结果的影响，这些纤维的质量记录光谱与GIANO和一个类似的摄谱仪，我们在实验室设置。这些影响主要与模式噪声（MN）有关，在GIANO中，由于波长更长，因此比光学光谱仪更明显。
2014-07-11 astro-ph.IM
Wavefront sensing from the image domain with the Oxford-SWIFT integral field spectrograph
自适应光学（AO）成像在高对比度和高分辨率的限制是由残留的相位误差，从非共路像差没有被波前传感器，特别是积分场摄谱仪，其中相位分集技术是复杂的图像限幅器。我们提出了第一个应用核相位为基础的波前传感地面AO，其中一个不对称的光瞳掩模和一个单一的图像足以映射像差高阶。我们将牛津-SWIFT积分场摄谱仪与Palomar 200英寸望远镜上的PALM-3000极端AO系统相结合，以实现内部衍射极限性能。这是首次观察到PALM-3000 + SWIFT内部点扩散函数非常接近Airy模式。虽然这只能用在具有内部激励源的SWIFT上，因为在短波长下，未校正的大气波前误差仍然> 1弧度，但这仍然证明了用这种方法检测非公共路径误差的可行性，作为帕洛玛近红外AO校正仪器的主动光学范例。我们注意到，这是一个特别有前途的方法，用于校正积分场光谱仪，因为许多窄带图像的多样性提供了强大的约束波前误差估计，从许多窄带重建的平均值可以用来提高整体重建质量。
2014-07-02 astro-ph.IM
Spectrographs for astrophotonics
下一代的极大望远镜（ELT），直径高达39米，计划在未来十年开始运作，并承诺在仪器的发展新的挑战，因为仪器的尺寸增加成比例的望远镜直径D，和成本为D2或更快。不断发展的天文光子学领域（在天文学中使用光子技术）可以通过大规模生产结合各种光学功能的完全集成和强大的仪器来解决这个问题，并有可能减少仪器的尺寸，复杂性和成本。天文光子学允许广泛的新的光学功能，应用范围从天空背景过滤，高空间和光谱分辨率成像和光谱学。在本文中，我们希望为天文学家提供有价值的钥匙，以了解如何根据可预见的应用实施（或不实施）光子学解决方案。本文介绍了第一个关键概念与光子技术的特点，放置在天文学和光谱学的框架。然后，我们描述了一系列的优点标准，帮助我们确定一个给定的微型摄谱仪技术的天文应用的潜力，然后采取库存的集成微型摄谱仪与天文学的潜力的最新发展。最后，我们比较了它们的性能，最终绘制了典型科学要求的地图，并将确定的集成技术固定在上面。最后，我们强调了未来几年必须支持微型光谱仪的必要发展。
2017-07-06 astro-ph.IM
LRS2: the new facility low resolution integral field spectrograph for the Hobby-Eberly Telescope
第二代低分辨率摄谱仪（LRS 2）是霍比-埃伯利望远镜（HET）的新设备。基于可见光积分场可复制单元摄谱仪（VIRUS）的设计，这是进行HET暗能量实验（HETDEX）的新旗舰仪器，LRS 2提供了12 x 6角秒的可见光限制场的积分场光谱。对于LRS 2，VIRUS的可复制设计被用来获得从370 nm到1微米的宽波长覆盖，分布在两个光纤馈电双通道光谱仪之间，每个光谱仪都可以作为一个独立的仪器运行。蓝色摄谱仪LRS 2-B覆盖370-470 nm和460-700 nm，固定分辨率分别为~1900和~1100，而红色摄谱仪LRS 2-R覆盖650-842 nm和818-1050 nm，其两个通道的分辨率均为~1800。在本文中，我们提出了一个仪器的设计，我们专注于偏离基本病毒框架的详细描述。主要修改包括用于以单位填充因子馈送光纤积分场单元的前光学器件、相机的校正光学器件和检测器以及体相位全息光栅。我们还提出了仪器灵敏度的模型和驱动LRS 2设计的特定科学案例的描述，包括系统地研究2 < z < 3的扩展莱曼α斑点的空间分辨特性。LRS 2将为HETDEX等大型调查提供强大的光谱后续平台。
2014-07-22 astro-ph.IM
First Light with ALES: A 2-5 Micron Adaptive Optics Integral Field Spectrograph for the LBT
积分场光谱仪是系外行星成像的重要技术，因为它们能够在高对比度环境中获取光谱，并通过光谱差分成像提高行星探测灵敏度。ALES是第一台能够对3-5 $μ$ m的系外行星进行成像的积分场摄谱仪，它将把我们对自发光系外行星的特征描述能力扩展到它们亮度达到峰值的波长范围。ALES安装在大双目望远镜的LBTI/LMIRcam内，利用现有的AO系统，相机光学和HAWAII-2 RG探测器。包括ALES的新光学器件是开普勒放大镜、具有衍射抑制针孔的硅小透镜阵列、直视棱镜和校准光学器件。所有这些组件都安装在滤光轮中，使ALES成为完全模块化的设计。ALES于2015年6月在LBT上首次亮相。
2015-08-25 astro-ph.EP 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
Characterizing and Improving the Data Reduction Pipeline for the Keck OSIRIS Integral Field Spectrograph
OSIRIS是一台近红外（1.0- 2.4 $μ$ m）积分场摄谱仪，在凯克天文台的自适应光学系统后面运行，是第一台基于小透镜的积分场摄谱仪之一。自2005年投入使用以来，它一直是一台多产的仪器，在凯克上生产了近一半的激光导星自适应光学（LGS AO）论文。其原始数据格式的复杂性需要与仪器一起提供的自定义数据简化管道（DRP），以便将重叠光谱中的通量迭代分配到数据立方体中的适当空间和光谱位置。除了硬件升级所需的漏洞修复和更新外，自初始仪器调试以来，大部分DRP尚未更新。我们报告的第一个主要的综合表征的DRP使用的天空和校准数据。我们还详细介绍了DRP的改进，包括表征的通量分配算法;探索减少数据立方体的空间波纹;和改进的几个校准文件，包括整流矩阵，坏像素掩模，和波长的解决方案。我们介绍了从十多年OSIRIS数据简化中吸取的经验教训，这些经验教训与下一代积分场光谱仪硬件和数据简化软件设计相关。
2018-12-05 astro-ph.IM
Optical design of a multi-object fiber-fed spectrograph system for Southern Spectroscopic Survey Telescope
南方分光巡天望远镜（SSST）是中国计划在未来几年内在智利建造的宽视场分光巡天望远镜。多目标光纤摄谱仪作为一种天文光谱测量仪器，是SSST最重要的科学仪器之一。在本文中，我们提出了一个推荐的光学设计的MOFFS系统的基础上的体积相位全息光栅（VPHG）。详细阐述了整个设计思想和过程，包括确定初始结构的解析方法、VPHG和摄像机组的优化过程。最后得到的光谱仪的数值结果表明，在整个工作波段和视场范围内具有较高的透射比和良好的成像质量。本文提出的设计方法可为分光巡天望远镜的MOFFS设计提供参考。
2021-02-18 astro-ph.IM physics.optics
Optical and Opto-Mechanical Design of a Novel "Macro" Image Slicer for the MIRADAS Instrument
介绍了10.4 m大加那利望远镜（GTC）第三代中分辨率射电天文摄谱仪（MIRADAS）在1-2.5 $μ$ m波段的宏切片光学和光机设计。MIRADAS使用多达12个低温、完全可操纵的探头，在5弧分的视场内选择同时的目标。摄谱仪模块是交叉色散中阶梯光栅摄谱仪。宏切片器实际上是由六个先进的图像切片器积分场单元（IFU）（如FRIDA或FISICA）组成的堆栈，与我们小组在佛罗里达大学设计和构建的其他IFU一样，使用“螺栓连接”方法来最大限度地减少对齐难度并最大限度地提高鲁棒性。与其他高级图像切片器IFU一样，有三组镜子共同工作，以几何方式将来自探针臂的松散包装输入重新排列为紧密包装的伪狭缝。宏切片器还被动地保持MIRADAS的光谱分辨率固定在$R>20,000$，从1.2角秒下降到0.4角秒（GTC的典型观测条件）。
2019-02-04 astro-ph.IM
