Status of SuperSpec: A Broadband, On-Chip Millimeter-Wave Spectrometer
SuperSpec是一种新型的片上光谱仪，我们正在开发的多目标，中等分辨率（R = 100 - 500），大带宽（~1.65：1）的亚毫米和毫米高红移星系的调查光谱。该谱仪采用滤波器组结构，由一系列半波谐振器组成，这些谐振器由光刻图案化的超导传输线形成。由每个谐振器接纳的信号功率由在100-200 MHz下操作的集总元件氮化钛（TiN）动态电感检测器（KID）检测。我们已经测试了一种新的原型设备，它比以前的设备更敏感，更容易制造。我们提出了一个代表性的R=282通道在f = 236 GHz的表征，包括光谱仪检测效率的测量，在大范围的光负载的检测器响应度，和整个系统的光效率。我们概述了对当前系统的未来改进，我们预计将能够构建光子噪声限制R=100的滤波器组，适用于再电离时期针对[CII] 158微米跃迁的线强度映射实验
2015-01-10 astro-ph.IM
Time-ordered data simulation and map-making for the PIXIE Fourier transform spectrometer
我们为PIXIE傅里叶变换光谱仪开发了一个时序数据模拟器和地图制作器，并使用它们来研究偏振泄漏、不完全准直、椭圆光束、亚像素效应、相关噪声和光谱仪反射镜抖动对PIXIE数据分析的影响。我们发现，PIXIE是强大的，所有这些影响，与反射镜抖动可能成为噪声的主要来源，在实验中，如果抖动不保持显着低于$0.1μm\sqrt{s}$的例外。源代码可在https://github.com/amaurea/pixie上获得。
2019-04-07 astro-ph.IM
MKID development for SuperSpec: an on-chip, mm-wave, filter-bank spectrometer
SuperSpec是一款用于毫米和亚毫米波长天文学的超紧凑型片上光谱仪。它非常小的尺寸，宽的光谱带宽和高度多路复用的读出将使强大的多光束光谱仪的建设高红移观测。该光谱仪由喇叭耦合微带馈线，一个银行的窄带超导谐振器滤波器，提供光谱选择性，和动态电感检测器（KID），检测每个滤波器谐振器接纳的功率。该设计是利用硅晶片上的薄膜光刻结构实现的。第一个原型的毫米波微带馈线和光谱滤波器被设计为工作在195-310 GHz的频带内，并由铌制成，Tc为9.2K。KID设计为在数百MHz下工作，由Tc为2K的氮化钛制成。入射到喇叭上的辐射沿着毫米波微带线传播，穿过频率选择滤波器，并最终被相应的KID吸收，在那里它引起谐振频率的可测量的偏移。在这篇文章中，我们介绍了SuperSpec中采用的KID的设计和原型设备的初始实验室测试结果。我们还将简要介绍正在进行的开发演示仪器，将包括两个500通道，R=700光谱仪，一个在1毫米的大气窗口和其他覆盖650和850微米波段。
2012-11-07 astro-ph.IM
The Simulation and Design of an On-Chip Superconducting Millimetre Filter-Bank Spectrometer
超导片上滤波器组提供了一种可扩展、节省空间的解决方案，用于创建毫米和亚毫米波长的成像光谱仪。我们提出了一个易于实现，光刻超导滤波器的设计与制造误差的高容忍度。使用电容耦合的$λ/2$微带谐振器来定义窄（$λ/Δλ= 300$）光谱通带，给定光谱仪通道的滤波输出直接连接到集总元件动态电感检测器（LEKID）。我们展示了我们的设计的公差分析，证明$<11\%$的变化，在过滤器品质因数的任何一个现实的制造误差和一个完整的滤波器组的效率预测为60\%后，占制造误差和介电损耗角正切。
2022-06-14 astro-ph.IM physics.ins-det
The data processing pipeline for the Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer
我们提出的数据处理管道生成校准的数据产品从光谱和光度成像接收器（SPIRE）成像傅里叶变换光谱仪的赫歇尔空间天文台。管道处理SPIRE观测的遥测数据，并为所有分辨率模式产生校准光谱。光谱仪管道与SPIRE光度计管道共享一些元素，包括将遥测数据包转换为数据时间线和计算测辐射热计电压。我们提出了以下基本的处理步骤独特的光谱仪：时间和空间插值的扫描机制和检测器数据，以创建干涉图;傅立叶变换;切趾;和创建一个数据立方体。我们还描述了各种仪器的影响，包括第一和第二级毛刺识别和去除，校正的影响，由于发射从赫歇尔望远镜和光谱仪仪器，干涉基线校正，时间和空间相位校正，非线性响应的测辐射热计，和整个焦平面阵列的仪器性能的变化。天文校准是根据对标准天文源和已知含有最小发射的空间区域的观测结果进行的。
2016-03-01 astro-ph.IM
Spectral characterization and performance of SPT-SLIM on-chip filterbank spectrometers
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理研究所）；Cardiff University（卡迪夫大学）；McGill University（麦吉尔大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Enrico Fermi Institute, University of Chicago（芝加哥大学恩里科·费米研究所）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Boston University（波士顿大学）
本文通过现场傅里叶变换光谱仪测量，表征了SPT-SLIM实验的片上光谱仪通道的带通特性，并提出了超越FTS固有分辨率的窄带测量技术。
2026-06-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer Spectral Feature Finder IV. Neutral Carbon Detection in the SPIRE FTS Spectra
SPIRE FTS光谱特征拟合程序（FF）由赫歇尔光谱和光度成像接收器（SPIRE）傅立叶变换光谱仪（FTS）仪器团队开发，是一种自动化光谱特征拟合程序，试图在SPIRE FTS光谱中找到重要特征。$^3$ P $_1$ - $^3$ P $_0$和$^3$ P $_2$ - $^3$ P $_1$中性碳精细结构线是富碳远红外天体物理源的共同特征。这些特征可能难以使用自动特征检测例程来检测，这是由于它们通常是低幅度和线混合。在本文中，我们描述和验证FF子例程设计检测中性碳排放SPIRE光谱数据中观察到的。
2020-06-05 astro-ph.IM
High-resolution wide-band Fast Fourier Transform spectrometers
我们描述了我们的最新一代灵敏的宽带高分辨率数字快速傅里叶变换光谱仪（FFTS）的性能。他们的设计，优化了广泛的射电天文应用，提出。扩展带宽FFTS（XFFTS）专为与SOFIA机载GREAT远红外外差光谱仪配合使用而开发，具有2.5 GHz的高瞬时带宽和88.5 kHz的光谱分辨率，自2011年7月以来一直在SOFIA基础科学期间进行常规操作。我们讨论了先进的现场可编程门阵列（FPGA）的信号处理流水线，与优化的多抽头多相滤波器组算法，提供了一个几乎没有损失的时间到频率的数据转换与显着减少的频率扇贝和快速旁瓣下降。我们的数字光谱仪已被证明是非常可靠和强大的，即使在恶劣的环境条件下的机载天文台，艾伦方差稳定时间为1000秒。目前的2.5 GHz XFFTS的增强将复制光谱通道的数量（64k），在周期1观测期间提供具有更好分辨率的光谱。
2012-03-18 astro-ph.IM
Full-Array Noise Performance of Deployment-Grade SuperSpec mm-wave On-Chip Spectrometers
SuperSpec是一款片上滤波器组光谱仪，采用TiN动态电感探测器，设计用于毫米波长的宽带中等分辨率光谱。SuperSpec技术将使大型光谱积分场单元适用于高红移线强度测绘和多目标光谱仪。在以前的结果中，我们已经证明了在个别探测器的噪声性能适合于光子噪声有限的地基观测在优秀的毫米波网站。在这些程序中，我们提出了一个完整的$R\sim 275$频谱仪使用部署就绪的RF硬件和软件测量的噪声性能。我们报告了典型的噪声等效功率通过整个设备的$\sim 3 \times 10^{-16} \ \mathrm{W}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$在预期的天空负载，这是光子噪声为主。基于这些结果，我们计划在2020年初为大型毫米波望远镜部署一个六光谱仪演示仪器。
2020-02-11 astro-ph.GA astro-ph.IM
Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer: Calibration of its Bright-source Mode
欧空局赫歇尔空间天文台上光谱和光度成像接收器（SPIRE）的傅里叶变换光谱仪（FTS）有两种探测器设置模式：（a）标称模式，该模式最适合观测中等亮度至微弱的天文目标，（b）建议采用亮源模式，用于比500 Jy亮得多的光源，在446.7-1544 GHz（或波长为194-671微米）的SPIRE FTS带宽内，其采用降低的检测器响应度和异相模拟信号放大器/解调器。我们详细地解决了独特的亮源模式的校准问题，描述了集成的亮模式数据处理到现有的流水线的标称模式，并表明，亮源模式的通量校准精度一般是在2%的标称模式，和亮源模式是3至4倍的灵敏度低于标称模式。
2014-01-09 astro-ph.IM
Observational demonstration of a low-cost fast Fourier transform spectrometer with a delay-line-based ramp-compare ADC implemented on FPGA
在这项研究中，一种新型的傅里叶变换无线电频谱仪（称为全数字无线电频谱仪; ADRS）已被开发，其中所有的功能，包括一个无线电频谱仪，包括采样器和傅里叶计算单元被实现为一个现场可编程门阵列（FPGA）上的软核。采用了一种基于延迟线的斜坡比较模数转换器（ADC），并在FPGA上实现了ADC的两个主要部分：模拟-时间转换器（ATC）和时间-数字转换器（TDC）。ADRS $f$的采样率和量化比特率$n$由关系式$τ= \frac{1}{2^{n}f}$限制，其中$τ$是延迟线的延迟元件的等待时间。假定在FPGA上实现的延迟元件的典型延迟为$\sim10$ ps，则采用满足射电天文学要求的低量化比特率有利于实现高达$\sim$ 100 GSa/s的高采样率。此外，由于所提出的\ADRS不需要分立ADC，并且可以在批量生产的评估板上实现，因此其制造成本远低于传统光谱仪。ADRS原型使用PYNQ-Z1评估板制造，其值为$f$ = 600 MSa/s和$n$ = 6.6，$τ$为16.7 ps。测量了样机的性能，包括其线性和稳定性，并使用大坂府立大学1.85米毫米-亚毫米望远镜进行了测试观测;这证实了样机在真实无线电观测中的潜在应用。该样机的性价比（$\sim$ 800 USD GHz $^{-1}$）是传统无线电频谱仪的10倍，有助于在现代接收机系统中经济高效地覆盖$\sim100$ GHz中…
2021-04-01 astro-ph.IM
Low-noise Fourier Transform Spectroscopy Enabled by Superconducting On-Chip Filterbank Spectrometers
Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）
本文提出将中分辨率傅里叶变换光谱仪与低分辨率滤波器组光谱仪结合，以降低宽带傅里叶变换光谱仪的光子噪声，同时保持两者的成像优势，并预测了地面和气球平台的成像光谱仪的测绘速度。
2026-04-13 astro-ph.GA astro-ph.IM physics.ins-det
Calibration of the AKARI Far-Infrared Imaging Fourier Transform Spectrometer
AKARI卫星上的远红外测量仪具有傅里叶变换光谱仪提供的光谱能力。FIS-FTS是第一个专门用于远红外天文观测的星载成像FTS。我们描述了FIS-FTS的校准过程，并讨论其准确性和可靠性。定标是基于亮天文源和两个仪器源的观测数据。我们比较了FIS-FTS光谱与红外空间天文台（ISO）的长波长光谱仪（LWS）具有类似的光谱覆盖范围的光谱。本校准方法准确地再现了具有可靠的光谱模型的几个太阳系物体的光谱。在此条件下，连续谱校准的相对不确定度估计为：SW为$\pm$ 15%，LW为70-85 cm^（-1）为$\pm$ 10%，LW为60-70 cm^（-1）为$\pm$ 20%;绝对不确定度估计为：SW为+35/-55%，LW为70-85 cm^（-1）为+35/-55%，LW为60-70 cm^（-1）为+40/-60%。这些值是通过与理论模型和ISO/LWS之前的观察结果进行比较来确认的。
2010-10-10 astro-ph.IM
OCTAD-S: Digital Fast Fourier Transform Spectrometers by FPGA
我们研制了一种由模数转换器（ADC）和现场可编程门阵列（FPGA）组成的数字快速傅里叶变换（FFT）光谱仪。基础仪器具有独立的ADC和FPGA模块，使我们能够以相对简单的方式实现不同的光谱仪。研制了采样速率为4.096GS/s、频率通道数为2048的光谱仪和采样速率为2.048GS/s、频率通道数为32768的光谱仪。这些光谱仪的信号处理没有死区时间，每8 ms在外部介质中记录一次累积光谱。通过微波跟踪保持电路实现了高达8 GHz的直接采样光谱，这可以减少光谱仪前面的模拟接收器。在一系列实验室实验和对太阳射电爆发的测试观测中证明了具有广泛动态范围的高度稳定的光谱学。
2017-06-27 astro-ph.IM astro-ph.SR
SITELLE: An Imaging Fourier Transform Spectrometer for the Canada-France-Hawaii Telescope
我们提出了一个概述SITELLE，成像傅里叶变换光谱仪（iFTS）可在3.6米加拿大-法国-夏威夷望远镜。SITELLE是一种迈克尔逊型干涉仪，能够在其11'视场内重建可见光（350至900 nm）的滤光片选择波段内的每个光源的光谱。光谱分辨率可以调节到R = 10 000，空间分辨率是视见限制的，并且以每像素0.32弧秒采样。我们描述了仪器的设计以及数据处理和分析过程。为了说明SITELLE的能力，我们展示了2015年8月试运行期间和之后获得的一些数据。特别是，我们证明了它能够分离猎户座中[OII] $λλ$ 3726，29双重谱的组分，并在H α附近达到R = 9500，检测4 × 10 e-17 erg/cm 2/s/arcsec 2水平的漫射发射，获得星系中恒星吸收线的积分光谱，尽管众所周知的多重缺点，iFTS。并探测不同红移的发射线星系。
2018-11-16 astro-ph.IM
Enhanced electron-beam lithography to reduce the frequency scatter of 200-400 GHz superconducting microstrip resonators for on-chip filterbank spectrometers
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；SRON — Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究所）；Universität zu Köln（科隆大学）
通过优化电子束光刻，将超导微带谐振器的频率间隔精度提高四倍，发现减小束斑步长可降低随机频率散射，避免主场拼接可消除系统频率偏移，为实现更高光谱分辨率的下代集成超导光谱仪奠定基础。
2026-09-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Correcting the extended-source calibration for the Herschel-SPIRE Fourier-Transform Spectrometer
我们描述了一个更新的Herschel-SPIRE傅里叶变换光谱仪（FTS）校准扩展源，其中包括一个校正的频率相关的远场喇叭的效率，$η_\mathrm{FF}$。无论光谱分辨率如何，这种显著的校正都会影响稀疏或映射模式下的所有FTS扩展源校准光谱。谱线通量和连续能级在光谱仪长波段（SLW，447-1018 GHz; 671-294 $μ$ m）被低估了1.3-2倍，在光谱仪短波段（SSW，944-1568 GHz; 318-191 $μ$ m）被低估了1.4-1.5倍。该纠正在FTS管道版本14.1中实施，自2017年2月以来，在SPIRE手册中也进行了描述。在此管道版本之前，基于扩展源校准光谱的研究应使用赫歇尔科学档案中现有的产品进行批判性的重新考虑。一旦扩展源校准光谱被校正为$η_\mathrm{FF}$，合成光度学和来自SPIRE光度计图的宽带强度在2-4%内一致-与点源校准光谱和来自点源校准图的光度学的比较相似的水平。FTS的两种校准方案现在是自洽的：校正的扩展源和点源校准光谱之间的转换可以通过光束立体角和考虑衍射损失的增益校正来实现。
2018-01-02 astro-ph.IM
Systematic effects in polarizing Fourier transform spectrometers for cosmic microwave background observations
探测到宇宙微波背景（CMB）的原始B模偏振信号将为暴胀提供证据。然而，越来越清楚的是，检测这样一个微弱的信号需要一个仪器，既有宽的频率覆盖范围，以拒绝前景和良好的控制仪器系统的影响。使用偏振傅里叶变换光谱仪（FTS）进行CMB观测符合这两个要求。在这项工作中，我们提出了偏振傅里叶变换光谱仪中的仪器系统效应的分析，使用原始通货膨胀探测器（PIXIE）作为一个工作的例子。我们解析解决固有的FTS发射光学元件，未对准的光学元件，采样和相位误差，和自旋同步效应的最重要的系统效应-并证明，校正后的残留系统误差条款将全部在子nK水平，远低于预测的100 nK B模式信号。
2015-10-27 astro-ph.CO astro-ph.IM
A 3D-Printed Millimeter-Wave Inline Waveguide-to-Coplanar-Waveguide Transition to Enable Dense Spectrometer Arrays for Intensity Mapping Surveys
University of Chicago（芝加哥大学）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；Dept. of Physics, University of Chicago（芝加哥大学物理系）；Dept. of Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天体物理学系）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Dept. of Aeronautics and Astronautics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院航空航天系）；NVIDIA Corporation（英伟达公司）
研究设计了3D打印毫米波八倍频程带宽 inline 波导到共面波导过渡结构用于密集光谱仪阵列焦平面，采用四步脊波导变压器及公差感知优化方法，还介绍相关制作与测量，该结构低温下耦合效率约95%。
2026-07-07 astro-ph.IM
Development and validation of a cryogenic far-infrared diffraction grating spectrometer used to post-disperse the output from a Fourier transform spectrometer
针对远红外高灵敏度下光子噪声占主导的问题，研制了一款4K低温、工作于285-500μm的衍射光栅光谱仪，用于偏振FTS输出的后色散以降低光子噪声，并通过波长和偏振相关的响应、效率测量表征了其性能。
2024-01-30 astro-ph.IM physics.ins-det
A horn-coupled millimeter-wave on-chip spectrometer based on Lumped Element Kinetic Inductance Detectors
上下文毫米波天文学是普通天体物理学和宇宙学研究的重要工具。在大型望远镜上运行的大视场连续体仪器正在探测到大量的不明来源。目的。需要新的智能焦平面来弥补在单碟望远镜上操作的大带宽连续仪器与高光谱和角分辨率干涉仪（例如智利的ALMA、法国的NOEMA）之间的差距。目的是进行中低光谱分辨率观测，并选择较少数量的可能感兴趣的源，即高红移星系，以供进一步跟踪。方法.我们已经设计，制造和测试了一个创新的片上光谱仪在85 - 110~GHz范围内敏感。它包含16个信道，每个信道选择约0.2 GHz的频带。一个圆锥形喇叭天线耦合到一个缝在接地平面收集辐射，并引导它到一个毫米波微带传输线放置在单晶基板的另一侧。毫米波线路耦合到滤波器组。每个滤波器电容耦合到集总元件动态电感检测器（LEKID）。微带配置允许受益于高质量（即低损耗）单晶衬底，并且同时防止直接（即未过滤）LEKID照射。结果原型光谱仪显示出光谱分辨率R = lambda/Delta_lambda = 300。对于每通道约0.2pW的输入功率，光噪声等效功率在1E-16W/sqrt（Hz）的低范围内。该器件对偏振敏感，最佳通道的交叉偏振低于1%。
2022-09-06 astro-ph.IM physics.ins-det
An Archive of Spectra from the Mayall Fourier Transform Spectrometer at Kitt Peak
我们描述的SpArc科学网关的光谱数据期间，从1975年到1995年在基特峰国家天文台使用傅里叶变换光谱仪（FTS）在操作中的Mayall 4米望远镜。SpArc由印第安纳大学布卢明顿分校主办，可供公众访问。该档案包括800多个不同天文来源的近10，000个光谱，包括恒星，星云，星系和太阳系物体。我们简要介绍了FTS仪器本身，并总结了原始干涉图到光谱数据的转换和恢复到FITS文件的数据的过程。档案的体系结构进行了讨论，并从档案检索数据的过程进行了介绍。示例用例显示典型的FTS光谱。
2016-10-08 astro-ph.IM astro-ph.SR
New scientific results with SpIOMM: a testbed for CFHT's imaging Fourier transform spectrometer SITELLE
我们提出了新的数据与SpIOMM，成像傅里叶变换光谱仪连接到1.6米望远镜的天文台杜蒙梅甘蒂奇在魁北克省。最近在技术和数据简化方面的改进大大提高了SpIOMM观测较暗物体或较弱星云谱线以及连续谱源和吸收谱线的能力，并提高了其在近紫外区的调制效率。为了说明这些改进，我们提供的数据超新星遗迹Cas A，行星状星云M27和M97，沃尔夫-拉叶环星云M1-67，螺旋星系M63和NGC 3344，以及相互作用的星系对Arp 84。
2012-09-18 astro-ph.GA astro-ph.IM
Observing Extended Sources with the \Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer
欧洲航天局赫歇尔空间天文台的光谱和光度成像接收器（SPIRE）采用了傅里叶变换光谱仪（FTS）形式的成像光谱仪的开创性设计。标准的FTS数据简化和校准方案针对的是空间范围远大于光束尺寸的物体，或者可以近似为光束内的点源的源。然而，当源的中间空间范围，这些校准方案都是适当的，仪器和源的光分布的空间响应必须考虑到它们之间的耦合明确派生。为此，我们得到了必要的修正，使用观察到的光谱的一个完全扩展的源的光束轮廓和源的光剖面考虑。我们将导出的校正应用于几个行星的观测，并将校正后的光谱与它们的光谱模型进行比较，以研究仪器在部分扩展源的情况下的光束耦合效率。我们发现这些修正因子可以应用于角尺寸达θ_{D} ~ 17”的源。我们演示了如何使用在光谱仪中的两个频率通道的重叠带宽处观察到的子光谱之间的差异来估计扩展源的角度大小，在959<ν<989 GHz。使用这种技术对土星进行观测，我们估计其大小为17.2”，比观测当天的真实大小大3%。最后，我们显示的结果，适用于附近的星系，M82，和银河系分子云，Sgr B2的致密核心的观测校正。
2013-06-24 astro-ph.IM
The Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer Spectral Feature Finder V. Rotational measurements of NGC 891
欧空局赫歇尔光谱和光度成像接收器（SPIRE）傅里叶变换光谱仪（FTS）光谱特征拟合（FF）项目是SPIRE仪器团队内部开发的自动光谱特征拟合例程，用于从所有公开的SPIRE FTS观测中提取所有突出的光谱特征。在这项工作中，我们演示了使用的FF信息提取的三个观测的边缘上的螺旋星系NGC 891测量旋转的NII和CI气体在远红外频率补充无线电观测的HI 21厘米线和CO（1-0）的过渡，以及光学测量的H α。我们发现，测量的NII和CI气体遵循类似的速度剖面HI和Halpha显示中性和电离区域之间的相关性的星际介质（ISM）在NGC 891的磁盘。
2020-11-02 astro-ph.GA astro-ph.IM
A High Sensitivity Fourier Transform Spectrometer for Cosmic Microwave Background Observations
QUIJOTE实验是为了研究10-50 GHz频率范围内的宇宙微波背景（CMB）中的偏振而开发的。它的第一个仪器，多频仪器（MFI），在10-20 GHz的范围内测量，这与大气中的一个天然透明窗口相吻合。特内里费微波光谱仪（TMS）的设计是为了更详细地研究10-20 GHz之间的频谱。MFI频带为2 GHz宽，而TMS频带将为250 MHz宽，覆盖整个10-20 GHz范围，具有一个接收器链和傅立叶频谱滤波器组。预计频带之间的相对校准将比MFI频道更为人所知，更高的分辨率将提供关于窄带干扰和臭氧等特征的基本信息。TMS将研究大气光谱，并提供关于地面绝对光谱测量可行性的关键信息。本文介绍了一种新型傅里叶变换光谱仪的设计，它适用于宽频带测量，并具有$\sqrt{N}$优于通常扫描技术的优点。
2019-10-23 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer Spectral Feature Finder II. Estimating Radial Velocity of SPIRE Spectral Observation Sources
Herschel SPIRE FTS光谱特征探测器（FF）探测SPIRE光谱中的重要光谱特征，并采用两个例程和外部参考来估计源径向速度。第一个程序是基于旋转CO发射的识别，第二个互相关检测到的功能与线模板包含在典型的远红外观测的大部分特征线。在本文中，我们概述和验证这些例程，总结的结果，因为它们涉及到FF，并评论如何外部参考文献被纳入。
2020-06-05 astro-ph.GA astro-ph.IM
Efficient Differential Fourier-Transform Spectrometer for precision Sunyaev-Zel'dovich effect measurements
精确测量星系团中的Sunyaev-Zel'dovich效应需要出色的共模信号抑制和宽频率覆盖范围。我们描述了一种成像，高效，差分傅里叶变换光谱仪（FTS），在毫米波长的微弱亮度梯度的测量进行了优化。我们的仪器是基于马丁-普普莱特干涉仪（MPI）配置。我们将两个同步工作的MPI结合起来，以使用整个输入功率。在我们的实现中，所观察到的天空场沿子午线分为两半，每个半场对应于MPI的两个输入端口之一。通过这种方式，FTS焦平面中的每个探测器测量相对于子午线对称定位的两个天空像素之间的亮度差异。利用MPI的高共模抑制，我们可以测量高各向同性背景上的低天空亮度梯度。该仪器的工作范围$\sim$ 1 $-$ 20厘米$^{-1}$（30 $-$ 600 GHz），具有最大的光谱分辨率$1/(2 \ OPD) = 0.063 \ cm^{-1}$（1.9 GHz），和2.3厘米$^2$ sr的无晕吞吐量。它占用的体积为0.7 $\times$ 0.7 $\times$ 0.33米$^3$，并具有70公斤的重量。这种设计可以作为一个低温装置在空间使用，也可以作为一个室温装置在亚轨道和地面毫米波望远镜的焦点上工作。该仪器的第一次飞行测试是OLIMPO在平流层气球上进行的实验;正在为撒丁岛射电望远镜准备更大的实施。
2014-05-26 astro-ph.IM
Calibration of the Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer
Herschel SPIRE仪器由成像光度照相机和成像傅里叶变换光谱仪（FTS）组成，两者都在450-1550 GHz的频率范围内工作。在本文中，我们简要地回顾了FTS的设计，操作和数据处理，并详细描述了相对校准（去除仪器签名）和绝对校准对标准天文源的方法。校准方案假设一个空间扩展的源，并使用赫歇尔望远镜作为主要的校准器。从扩展到点源校准的转换是使用天王星的观测进行的。望远镜发射的模型被证明是精确到6%以内，可重复性好于0.06%，与火星和海王星的模型相比，天王星模型被证明是精确到3%以内。对多个点源的多次观测表明，在校正卫星绝对指向误差（APE）的影响后，定标的重复性优于1%。卫星APE导致导出的通量减少，在任务的第一部分中，在SPIRE范围的高频端，其可以高达~10%（1 sigma），并且在Herschel操作第1011天之后为~4%。由于较大的波束尺寸，SPIRE频带的较低频率范围不受此指向误差的影响。总体而言，对于指向良好的点状源，绝对通量校准优于6%，对于需要映射的扩展源，绝对通量校准优于7%。
2014-03-05 astro-ph.IM
Relative pointing offset analysis of calibration targets with repeated observations with Herschel-SPIRE Fourier-Transform Spectrometer
我们提出了一种方法来获得相对指向偏移SPIRE傅里叶变换光谱仪（FTS）太阳系对象（SSO）的校准目标，定期观察整个赫歇尔任务。我们构造一个给定的源的所有观测的光谱相对于参考的比率。参考观测被迭代地选择为具有最高观测连续性的观测。假设任何指向偏移导致连续谱水平的整体偏移，则这些比率表示由于误指向而导致的相对通量损失。对于较小的光束，误指向效应更明显，因此我们仅考虑FTS短波长阵列（SSW，958-1546 GHz）来导出指向校正。我们得到的相对指向偏移的比例比较到网格的预期损失的模型源在不同的距离从光束的中心，假设SSW FTS光束可以很好地近似高斯。为了避免依赖于点源通量转换，它使用一个特定的观测天王星，我们使用扩展的源通量校准光谱来构建的比率的SSO。为了解释连续谱的变化，由于赫歇尔望远镜的距离变化，SSO比率由相应观测时期的预期模型比率归一化。我们通过与一些控制观测结果进行比较来确认导出的指向偏移的准确性，其中赫歇尔的实际指向具有良好的精度。使用该方法，我们推导出指向偏移重复观测天王星（包括观测中心的离轴探测器），海王星，谷神星和NGC 7027。研究结果用于验证和改进FTS的点源通量定标。
2014-01-09 astro-ph.IM
The POLARBEAR Fourier Transform Spectrometer Calibrator and Spectroscopic Characterization of the POLARBEAR Instrument
我们描述的傅里叶变换光谱仪（FTS）用于POLARBEAR接收器，实验位于智利的阿塔卡马沙漠，测量宇宙微波背景（CMB）的偏振在现场测试。POLARBEAR-FTS（PB-FTS）是一种马丁-普普莱特干涉仪，设计用于耦合到安装POLARBEAR接收器的Huan Tran望远镜（HTT）。PB-FTS测量了POLARBEAR接收器的光谱响应，其中$\sim$ 69%的焦平面探测器具有信噪比（SNR）$>20$，这归因于三个特征：15.1球面度cm $^{2}$的高吞吐量，使用定制设计的输出抛物柱面镜优化与POLARBEAR光学器件的光耦合，以及连续调制的输出偏振器。PB-FTS抛物柱面镜的设计模仿了直径为2.5 m的HTT主反射器的形状，从而实现了与POLARBEAR接收器的最佳光学耦合，减少了像差和系统性。一个偏振栅格被放置在PB-FTS的输出处，并且通过连续旋转来调制。这种调制允许将信号分解成不同的谐波，这些谐波可用于探测偏振敏感仪器中潜在的有害系统误差源。与CMB领域使用的其他FTS校准器相比，高通量和连续输出偏振器调制功能是独一无二的。2014年4月，使用PB-FTS完成了POLARBEAR接收器的现场表征。我们讨论了PB-FTS的设计、构造和操作，并给出了POLARBEAR接收机的频谱特性。我们介绍了未来的应用PB-FTS在下一代CMB实验，西蒙斯阵列。
2020-01-27 astro-ph.IM
A Compact Millimeter-Wavelength Fourier-Transform Spectrometer
我们已经构建了一个傅里叶变换光谱仪（FTS）的工作频率为50和330 GHz之间的最小体积（355 × 260 × 64 mm）和重量（13磅），同时最大限度地提高光吞吐量（100 $\mathrm{mm}^2$ sr）和优化的光谱分辨率（4 GHz）。该FTS被设计为具有无障碍输入和输出的偏振马丁-普莱特干涉仪，其中两个输入偏振都经历干涉。仪器结构很简单，在盒壁上铣有镜子，一个电动载物台作为单个移动元件。我们表征的FTS的性能，比较测量的光学模拟，并讨论功能，涉及到FTS设计的细节。该模拟还用于确定所需规格的光学对准公差。我们详细介绍了FTS的机械设计，并提供了控制软件以及在线分析代码。
2019-05-17 astro-ph.IM physics.ins-det
Towards 10 cm/s radial velocity accuracy on the Sun using a Fourier transform spectrometer
该研究利用法布里-珀罗标准具与碘池组合校准傅里叶变换光谱仪，在90小时内实现10 cm/s的径向速度精度，达到当前最先进水平。
2023-11-09 astro-ph.IM
The Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer Spectral Feature Finder III. Line Identification and Off-Axis Spectra
欧空局赫歇尔光谱和光度成像接收器（SPIRE）傅里叶变换光谱仪（FTS）光谱特征拟合（FF）项目是SPIRE仪器团队内部开发的自动光谱特征拟合例程，用于从所有公开的SPIRE FTS观测中提取所有突出的光谱特征。我们提出了扩展的FF包括离轴探测器的FTS在稀疏采样的单点观测，其结果已被摄入到目录。我们还提出了从一个自动化的例行识别的原子/分子的转换，对应于由FF提取的光谱特征的结果。我们使用307个原子精细结构和分子线的模板，这些原子精细结构和分子线通常在SPIRE FTS光谱中发现用于交叉匹配。该例程利用由线路识别提供的信息来搜索已经被迭代FF排除或遗漏的低信噪比特征。总共识别了178，942条谱线的原子/分子跃迁（相当于整个FF目录的83%），另外33，840条与SPIRE FTS观测中缺失特征相关的谱线被添加到FF目录中。
2020-09-28 astro-ph.GA astro-ph.IM
Solar observation with the Fourier transform spectrometer I : Preliminary results of the visible and near-infrared solar spectrum
傅里叶变换光谱仪（FTS）是太阳观测的核心仪器，具有很高的光谱分辨率，特别是在红外波段。在10-13 $μm$工作的精确测量太阳磁场红外系统将使用FTS观测太阳光谱。利用满足AIMS光谱分辨率要求但仅配备点源探测器的Bruker IFS-125 HR对AIMS进行了初步实验。进一步研制了太阳光投喂实验系统。在2018年和2019年期间，他们分别进行了几次实验，以观察可见光和近红外波长的太阳光谱。我们还提出了一种从观测干涉图中反演太阳光谱的方法，并将其与标准太阳光谱图谱进行了比较。虽然目前的太阳光馈入系统存在一定的波长限制，但在0.45-1.0 $μm$和1.0-2.2 $μm$波段的观测结果与太阳光谱图谱显示了良好的一致性，表明我们的观测配置、数据分析方法和在更长波长下工作的潜力是有效的。这项工作为大西洋、印度洋、地中海和南海区域提供了宝贵的经验，不仅有助于FTS的运作，而且有助于开发其科学数据处理软件。
2021-07-16 astro-ph.IM astro-ph.SR
An RFSoC-Based 100 GbE Spectrometer/Correlator for the Baryon Mapping Experiment: Digital Backend Design and On-Sky Validation
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
本文介绍基于RFSoC的BMX双输入光谱仪/相关器，实现直接射频采样与100 GbE传输，通过天空观测验证性能，并论证了向八输入系统扩展的可行性。
2026-10-06 astro-ph.IM
Systematic characterisation of the Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer
为了监测赫歇尔空间天文台上SPIRE FTS仪器的性能，实施了一项系统的校准观测方案。对行星（包括主要的点源校准器天王星）、小行星、线源、暗天空和交叉校准源进行了观测，以监测重复性和灵敏度，并改进FTS校准。我们提出了一个完整的分析，全套的校准观测，并使用它们来评估性能的FTS。特别注意理解和分离出指向不确定性的影响，包括在任务早期进行稀疏观测的内部光束转向镜的位置。对于信噪比>40的谱线，谱线中心位置的重复性<5 km/s，相当于分辨率元素的<0.5-2.0%。对于谱线通量，重复性优于6%，对于校正指向偏移的光谱，重复性提高到1-2%。SLW波段的连续可重复性为4.4%，SSW波段为13.6%，一旦对数据进行指向偏移校正，连续可重复性将降低至~1%。暗天空的观测被用来评估灵敏度和连续谱中的系统偏移，发现这两者在FTS探测器阵列中是一致的。对于SLW和SSW，中心探测器的平均点源校准灵敏度为0.20和0.21 Jy [1 sigma; 1小时]。SLW波段的平均连续谱偏移为0.40 Jy，SSW波段的平均连续谱偏移为0.28 Jy。
2015-02-19 astro-ph.IM
SuMAC: On-sky demonstration of multi-pixel on-chip millimeter-wave spectroscopy at the Large Millimeter Telescope
Cardiff University（卡迪夫大学）；Jet Propulsion Laboratory（喷气推进实验室）；Dalhousie University（达尔豪斯大学）；Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica（国家天体物理学、光学和电子学研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Boston University（波士顿大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣巴巴拉分校）
SuMAC合作组在LMT的MUSCAT仪器中部署SuperSpec光谱仪，完成安装调试后开展观测，成功探测NGC253星系CO线、绘制猎户座KL区域图并完成线强度映射扫描，验证了相关技术的可行性。
2026-08-05 astro-ph.IM
On-Chip Resonator for Nonlinear Kinetic Inductance Characterisation and Future Spectrometry Applications
Cardiff University（卡迪夫大学）
本文开发了可调超导片上谐振器，利用超导铝的电流依赖非线性动能电感，研究氧含量影响，通过蒸发铝薄膜进行实验，旨在优化毫米波片上光谱仪的设计，提升性能。
2026-05-06 astro-ph.IM
A waveguide spectrometer for high-resolution millimeter-wave imaging
Boston University（波士顿大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Rutherford Appleton Laboratory Space, UKRI（鲁瑟福阿普尔顿实验室空间，英国研究理事会）
该研究研发了工作于毫米波和亚毫米波的SWISS波导光谱仪，采用矩形波导架构，通过非接触超材料过渡等设计提升性能，相关原型研发取得进展。
2026-08-06 astro-ph.IM
The Herschel SPIRE Fourier Transform Spectrometer Spectral Feature Finder I. The Spectral Feature Finder and Catalogue
我们提供了一个详细的描述赫歇尔-SPIRE傅里叶变换光谱仪（FTS）的光谱特征谱（FF）。FF是一个自动化的过程，旨在从SPIRE FTS数据产品中提取重要的光谱特征。优化SPIRE-FTS光谱中发现的特征数量具有挑战性。宽的SPIRE-FTS频率范围（447-1568 GHz）导致许多分子种类和原子精细结构线落在观察到的频带内。由于SPIRE-FTS的最佳光谱分辨率约为1.2 GHz，因此可能存在显著的谱线混合，具体取决于源类型。为了有效且可靠地找到与宽范围的源相关联的光谱中的特征，FF迭代地搜索多个信噪比（SNR）阈值上的峰值。对于每个阈值，新识别的特征在添加到拟合模型之前都要经过严格检查。在每次迭代结束时，FF同时拟合所发现的连续体和特征，并在下一次迭代中使用所得到的残留光谱。最终的FF产品报告发现的特征的频率和相关的SNR。FF产品中不包括谱线通量测定，因为从SPIRE-FTS数据中提取可靠的谱线通量是一个复杂的过程，需要根据具体情况对光谱进行仔细评估和分析。对于SNR大于10的特征，FF结果为100%完成，SNR为5时，FF结果为50-70%完成。FF代码和所有FF产品都可以通过Herschel Science Archive公开获得。
2020-06-05 astro-ph.GA astro-ph.IM
On-chip filter bank spectroscopy at 600-700 GHz using NbTiN superconducting resonators
我们实验证明了一个芯片上的亚毫米波滤波器组光谱仪的原理，使用超导微谐振器作为窄带分离滤波器。该滤波器是由NbTiN/SiNx/NbTiN微带线谐振器，它具有在614-685 GHz的范围内的谐振频率-两个数量级的频率比目前研究的电路量子电动力学和光电探测器中使用的高。滤波器的频率分辨率随着频率的增加而从350降低到140，这很可能受到谐振器耗散的限制。
2013-06-21 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
Development of high resolution arrayed waveguide grating spectrometers for astronomical applications: first results
天文光子学是下一代方法，它为即将到来的大型望远镜提供了近红外（NIR）光谱仪，并使其更加坚固和廉价。我们的光谱仪的目标要求是：约3000的分辨率，宽光谱范围（J和H波段），约30 nm的自由光谱范围，约80%（-1dB）的高片上吞吐量和小于1%（-20dB）的相邻片上波长通道之间的低串扰（高对比度）。阵列波导光栅（AWG）是一种很有前途的光子技术，以实现这些要求。我们已经开发出第一代AWG器件，使用硅基硅衬底，在波导的核心中有一层非常薄的氮化硅。通过优化波导的几何形状来最小化波导弯曲损耗。我们的第一代AWG器件专为H波段设计，分辨率约为1500，自由光谱范围约为10 nm，中心波长为1600 nm。这些器件的基底面仅为12 mm x 6 mm，具有宽带（1450-1650 nm）特性，片上峰值吞吐量约为80%（-1 dB），对比度约为1.5%（-18 dB）。这些结果证实了我们的设计，制造和模拟方法的鲁棒性。目前，这些器件是针对横向电（TE）偏振设计的，所有结果都是针对TE模式的。我们正在开发单独的J和H波段AWG，在更宽的自由光谱范围内具有更高的分辨率，更高的吞吐量和更低的串扰，使它们更适合天文应用。
2016-06-08 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Fabrication Development for SPT-SLIM, a Superconducting Spectrometer for Line Intensity Mapping
本文开发了面向毫米波线强度测绘的120–180 GHz片上超导滤波器组光谱仪，重点解决低损耗电介质集成与混合leKID制造工艺，以支持SPT-SLIM探路者仪器。
2023-04-03 astro-ph.IM physics.ins-det
Advances in the Fabrication of On-chip Superconducting Integral Field Units for CMB and Line-Intensity Astronomy
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；SRON Space Research Organization Netherlands（荷兰空间研究所）；Universität zu Köln（科隆大学）
研究微波背景辐射和远红外背景辐射的极化和光谱畸变，利用芯片上超导光谱仪技术实现高效大范围观测，提出新型芯片组件和制造工艺以提升光谱和偏振测量性能。
2026-03-17 astro-ph.CO astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci
