The Planet as Exoplanet Analog Spectrograph (PEAS): Design and First-Light
系外行星在我们的银河系中非常丰富，但对其进行表征仍然是一项技术挑战。太阳系行星提供了一个机会，可以用我们无法获得的高信噪比数据来测试系外行星观测的实际局限性。然而，太阳系行星的数据不同于系外行星，因为太阳系行星是空间解析的，而系外行星是未解析的点源。我们提出了一种新的仪器，旨在观察太阳系行星，虽然他们是系外行星，行星作为系外行星模拟光谱仪（PEAS）。PEAS由一个专用的0.5米望远镜和现成的光学系统组成，位于利克天文台。PEAS使用积分球对来自太阳系行星的光进行圆盘积分，产生与我们从系外行星获得的光谱更相似的空间混合光。本文介绍了PEAS仪器的总体系统设计和初步结果。
2020-12-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
On-axis afocal telescopes as framework for Cubesat based astronomical imagers and slit-less spectrographs
针对Cubesat受限包络和指向稳定性难题，提出同轴无焦望远镜设计作为天文成像仪和无狭缝光谱仪框架，通过减少光学组件、在准直光束段引入精细转向机制提升灵敏度，并降低多仪器开发成本与复杂性。
2025-07-11 astro-ph.IM
Thermal control of long delay lines in a high-resolution astrophotonic spectrograph
本文针对高分辨率天文光子傅里叶变换光谱仪中长延迟线易受温度波动影响的问题，提出基于Peltier冷却器与热敏电阻的PID热控制系统，将相位误差降至±0.025弧度并实现0.05°C量级温度稳定性。
2024-04-02 astro-ph.IM
Affordable echelle spectroscopy of the eccentric HAT-P-2, WASP-14 and XO-3 planetary systems with a sub-meter-class telescope
最近在斯洛伐克的Stará Lesná天文台的0.6米望远镜上安装了一台新的现成的低成本中阶梯光栅摄谱仪。本文详细介绍了用该仪器观测到的前三个凌日行星系统HAT-P-2、WASP-14和XO-3的视向速度分析。此外，我们比较了我们的数据与RV数据实现与其他亚米级，米级和两米级望远镜的中阶梯光谱仪在其精度。最后，我们调查我们的RV数据建模轨道参数的适用性。
2016-08-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
Suppression of Fiber Modal Noise Induced Radial Velocity Errors for Bright Emission-Line Calibration Sources
光纤中的模式噪声限制了下一代天文摄谱仪可实现的信噪比和速度精度。这是一个日益紧迫的问题，精密径向速度（RV）光谱仪在近红外（NIR）和光学，需要高稳定性的观察线轮廓和高信噪比。许多光谱仪计划使用高度相干的发射线校准源，如激光频率梳和法布里-珀罗标准具，以达到足以检测类地行星的精度。这些高精度校准源通常使用单模光纤或高相干源。将光从单模光纤耦合到多模光纤导致仅激发非常低数量的模式，从而加剧了由光谱仪测量的模式噪声。我们提出了一种商业现货（COTS）解决方案，可显著减轻所有光学和近红外波长的模态噪声，并可应用于光谱仪校准系统。我们的解决方案使用积分球结合扩散器，该扩散器使用电致伸缩聚合物快速移动，并且通常优于大多数测试形式的机械纤维搅拌。我们证明了一个高水平的模式噪声降低与窄带宽1550 nm的激光。我们相对便宜的解决方案通过消除系统噪声的主要来源，立即使光谱仪能够利用最先进的明亮校准源的固有精度。
2014-03-06 astro-ph.EP 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
The Habitable-Zone Planet Finder: A Stabilized Fiber-Fed NIR Spectrograph for the Hobby-Eberly Telescope
我们提出了最近资助的宜居带行星探测器（HPF）的科学动机和概念设计，HPF是一个稳定的光纤馈电近红外（NIR）光谱仪，用于10米级的霍比-埃伯利望远镜（HET），将能够发现M矮星周围的低质量行星。HPF将覆盖近红外Y和J波段，以获得中M矮星的精确径向速度，并能够探测这些恒星周围的低质量行星。概念设计包括冷却至200 K的低温恒温器、具有科学和校准光纤的双光纤馈电、镀金镶嵌中阶梯光栅和具有1.7 $μ$ m截止值的Teledyne Hawaii-2 RG（H2 RG）NIR探测器。铀氖空心阴极灯是基线波长校准源，我们正在积极测试激光频率梳，以实现更高的径向速度精度。我们将介绍整个仪器系统设计和与HET的集成，并讨论主要的系统挑战，关键选择和正在进行的研发项目，以降低风险。我们还讨论了正在进行的HPF调查的目标选择过程。
2012-09-08 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
The SOXS Spectrograph Instrument Control Software
INAF – Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Incident Angle Oy（Incident Angle公司）；INAF – Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；Instituto de Astronomía - Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）；The School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University（特拉维夫大学物理与天文学学院）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）
本文介绍了SOXS光谱仪的仪器控制软件设计，该软件负责控制所有电机、校准灯和探测器，并实现观测、校准和维护流程。
2026-04-27 astro-ph.IM
Optical design for CETUS: a wide-field 1.5m aperture UV payload being studied for a NASA probe class mission study
作为NASA总部资助的一项研究的一部分，我们正在开发一种名为“通过紫外光谱学的宇宙进化”（CETUS）的探测器级任务概念。CETUS包括一个1.5米口径的大视场望远镜。CETUS包括三个科学仪器：远紫外（FUV）和近紫外（NUV）成像相机（CAM）; NUV多目标光谱仪（MOS）;以及莱曼紫外（LUV），FUV和NUV光谱区域的双通道点源光谱仪（PSS）。大视场三镜天文（TMA）光学望远镜组件（OTA）同时为三个独立的科学仪器提供信息。也就是说，仪器观察TMA图像平面的单独部分，使得三个仪器能够并行操作。MOS的设计基于Offner型光谱配置以提供宽FOV校正，其视场被主动配置为使用下一代微快门阵列（MSA）选择和隔离众多场源。双通道摄像头设计也基于Offner配置。点源光谱仪（PSS）在中阶梯光栅模式下对NUV区域上的未分辨物体进行高光谱分辨率光谱分析，光谱分辨率为R~ 40，000。PSS还在LUV和FUV光谱区域中以R~ 20，000执行长狭缝成像光谱，其中两个像差校正的闪耀全息光栅用于Rowland状配置。光学系统还包括两个精细制导传感器（FGS）和波前传感器（WFS），可在整个OTA FOV范围内对多个位置进行采样。飞行中波长校准由波长校准系统（WCS）执行，并且还执行平场化，两者都使用飞行中校准源。本文将介绍目前的光学设计和主要的贸易研究导致的设计。
2019-12-14 astro-ph.IM
The iLocater cryostat: design and thermal control strategy for precision radial velocity measurements
当前一代的精密径向速度（RV）光谱仪是视野有限的仪器。为了在8米级望远镜上实现高光谱分辨率，这些摄谱仪需要大的光学器件，进而需要大的仪器体积。实现这些系统的毫开尔文热稳定性具有挑战性，但对于获得优于1 m/s的单次测量RV精度至关重要。这种精度对于研究宜居带内的类地系外行星至关重要。iLocater是为大型双目望远镜开发的下一代RV仪器。与视限RV仪器不同，iLocater使用自适应光学（AO）将衍射限制光束注入单模光纤。这些光纤照亮仪器光谱仪，与当今仪器相比，便于衍射限制设计和小仪器体积。这使得仪器具有内在的稳定性，并有助于精确的热控制。我们提出了目前的设计iLocater低温恒温器，其中包括仪器光谱仪和其热控制的策略。摄谱仪位于一对安装在MLI内衬真空室内的辐射屏蔽内。外部辐射屏蔽被主动控制，以将仪器稳定性保持在亚mK水平，并将外部环境的热变化影响降至最低。内屏蔽被动地抑制任何残余温度波动，并且辐射地耦合到光学板。为了提供固有的稳定性，光学板和光学安装件将由因瓦合金制成，并冷却至58 K，以在该温度下受益于零热膨胀系数（CTE）值。结合，仪器摄谱仪的小足迹，使用因瓦合金，和精密的热控制将允许长期的亚毫开尔文稳定性，以促进精密RV测量。
2016-09-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
NIGHT: a compact, near-infrared, high-resolution spectrograph to survey helium in exoplanet systems
本文提出NIGHT近红外高分辨率光谱仪，通过巡天监测1083nm氦三重线吸收，以低成本设计系统研究系外行星大气逃逸，并扩大蒸发大气行星样本。
2023-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Use of solid fused silica etalon with broadband metallic coatings for calibration of high-resolution optical spectrograph
本研究针对高分辨率光谱仪波长校准的现有方案局限，验证了低成本带宽带金属涂层的固体熔融石英标准具的校准性能，证实其在470-780nm波段优于ThAr灯，是高性价比的宽带校准方案。
2025-07-30 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ins-det
Rubidium-traced white-light etalon calibrator for radial velocity measurements at the cm/s level
我们报告的建设和测试的真空间隙法布里-珀罗标准具校准器的高精度径向速度摄谱仪。我们的标准具是根据铷频率标准追踪的，以提供一个具有成本效益的，但超精确的波长参考。我们在这里描述的交钥匙系统工作在500 nm到900 nm，准备安装在任何当前和下一代径向速度光谱仪，需要校准在一个宽的光谱带通。在适当的情况下，我们使用了具有长期性能的现成商业组件，以加快该仪器的开发时间表。我们的系统结合了第一次被动稳定的光学和近红外波长的激光锁定技术的单模光纤标准具的优势。我们意识到在4 Hz下进行的单独测量中，在10 cm/s水平上一条标准具线的位置存在不确定性。当对10 s以上的数据进行分箱时，我们能够以优于3 cm/s的精度跟踪标准具线。我们提出了在一周的连续操作过程中获得的数据，其中我们检测（并校正）预测的，但以前未观察到的标准具Zerodur间隔对应于每天13 cm/s的移位收缩。
2017-06-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
EON-SII: Design of a transportable picosecond stellar intensity interferometer for compact-star astrophysics
Max Planck Institute for Physics（马克斯·普朗克物理研究所）；Department of Astronomy, University of Geneva（日内瓦大学天文学系）
EON-SII是一款双望远镜可移动皮秒恒星强度干涉仪，针对致密星天体物理设计，可将SII技术扩展至V星等8.5-10.7的目标，具备高集光与分光性能，弥补现有设备的观测局限。
2026-08-19 astro-ph.IM
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Measuring precise radial velocities in the near infrared: the example of the super-Earth CD Cet b
高分辨率，双通道，可见光和近红外光谱仪CARMENES为M矮星的恒星和系外行星研究提供了令人兴奋的机会。在这项工作中，我们解决的挑战，达到最高的径向速度精度可能与复杂的，主动冷却，低温仪器，如近红外通道。我们描述的仪器的性能和工作流程，用于获得精确的多普勒测量的频谱。这两个CARMENES通道的能力，以附近的M5.0 V恒星CD Cet（GJ 1057），我们宣布围绕它的一个超级地球（$4.0\pm0.4\,M_\oplus$）的同伴在2.29 d的轨道上的例子来证明小的系外行星。
2020-06-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
