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oe1(光电查) - 科学论文

23 条数据
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  • [IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 铁路谷干湖床卫星数据光谱校准地面反射率获取的实地方法比对

    摘要： 地面反射率数据是在美国内华达州铁路谷干湖校准场通过不同采集方法获取的。数据采集时间与Landsat 8 OLI和Sentinel-2卫星过境时间相近，以便与反射率产品进行互比，从而确定哪种方法更适合替代定标。野外光谱仪和参考板在野外工作前已完成特性测定。研究对比了连续采集法与定点测量法：两种方法均在80米东西向剖面及80×320米区域内的系列南北向剖面实施，其中定点测量法在随机采样点执行。三组双人团队使用两台野外光谱仪同步测量以评估重复性。该野外工作的目标是确定操作人员差异与采集方法导致的变异性。

    关键词： 铁路谷干湖床、光谱仪、替代校准、反射率

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用JWST/MIRI对直接成像系外行星进行大气特征研究

    摘要： 詹姆斯·韦布空间望远镜搭载的中红外仪器（MIRI）将在5-28微米波段首次通过直接成像法对年轻巨型系外行星进行特征分析。该波长范围对于测定已知冷系外行星的总辐射光度以及探测最强的氨分子吸收带至关重要。结合短波段观测数据，MIRI将能更精确地刻画系外行星的大气特性。本文选取当前已通过直接成像法发现的系外行星子样本，探讨其通过MIRI日冕仪模式或光谱模式的探测可行性?；贓xo-REM大气模型，我们计算了14颗系外行星的中红外辐射光谱，并模拟了MIRI的日冕仪和光谱观测。具体分析了四种依赖以下参数的日冕仪观测方案：(i)目标星与参考星的偏移量（0、3、14毫角秒），(ii)波前误差（130、204纳米均方根值），(iii)望远镜抖动幅度（1.6、7毫角秒）。随后针对行星-恒星对比度介于3.9至10.1星等的日冕仪目标，测定了信噪比与积分时间数值。研究表明所有MIRI观测目标在不同难度等级下均具有可观测性，具体取决于最终在轨仪器性能。此外，我们还测试了最冷目标大气中氨分子的探测可能性。最后以HR 8799 b为例，阐述了MIRI单独观测或结合短波段数据如何增进对行星大气的认知。

    关键词： 行星与卫星：基本参数，行星与卫星：大气层，望远镜，行星与卫星：气态巨行星，仪器：光谱仪，仪器：高角分辨率

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用欧洲极大望远镜上的HARMONI模拟高红移超新星的探测与分类

    摘要： 我们展示了利用欧洲极大望远镜上的HARMONI光谱仪（辅以激光层析自适应光学系统）对红移z～3宿主星系中超新星进行积分视场光谱观测的详细模拟结果。通过HSIM模拟工具进行的这些模拟旨在判断HARMONI能否通过超新星光谱特征识别其类型。研究发现：在3小时观测时间内，覆盖近红外H和K波段、采用约3000的光谱分辨率以及20×20毫角秒空间像素尺度时，我们能可靠地对Ia型超新星及其红移进行分类（最迟可至最大光度后80天，即超新星静止坐标系中的20天）。研究表明HARMONI在z～3处获取的光谱质量将达到（或优于）当前我们在z～1处获得的最佳光谱水平，从而将宇宙膨胀率研究推进到更高红移范围。

    关键词： 仪器：自适应光学，仪器：光谱仪，星系：高红移，仪器：高角分辨率，超新星：一般

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • Echelle++，一款快速通用光谱模拟器

    摘要： 我们推出软件包Echelle++——一个基于Zemax模型模拟任意光谱仪真实原始光谱的开源C++代码，特别针对交叉色散阶梯光栅光谱仪进行了优化。该程序能生成天文与校准光源的真实光谱，精确呈现光学像差、点扩散函数形态、探测器特性及光子噪声。其快速生成高保真光谱的特性尤为重要：无论是测试数据还原流程时处理大量不同输入光谱，还是在仪器设计阶段对级次间距做出关键决策，亦或是在建造过程中进行光谱仪校准时。Echelle++还支持低分辨率、低信噪比、多目标、积分视场单元或长缝光谱的模拟，可适配各类光谱仪。我们最初选择根据Zemax光学处方自行建立光谱仪模型，此后Echelle++即可脱离商业光线追迹软件独立运行。

    关键词： 方法：数值法；技术：径向速度法；仪器：光谱仪

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于电荷耦合器件的近红外多光谱高温计的测量性能分析

    摘要： 手持式电荷耦合器件（CCD）光谱仪能够快速检测发射、反射或透射的光谱，因此被广泛应用于科研和工业领域。本文基于CCD阵列光谱仪开发了一种多光谱高温计，并通过黑体炉确定了光谱辐射强度与模数转换器（ADC）计数的关系。同时建立了该多光谱高温计的噪声模型，定量评估了读出噪声、光电子噪声和暗噪声对温度测量精度的影响。实验结果表明：温度测量精度主要受读出噪声影响，在800℃至1200℃温度范围及780nm至1030nm近红外波段，当曝光时间设为9ms时，读出噪声导致的最大相对温度测量偏差为1.79%；相同设置条件下，光电子噪声和暗噪声导致的最大相对温度测量偏差分别为1.00%和0.24%。

    关键词： 温度测量、噪声分析、高温计、光谱仪

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • TOU光学超高分辨率光谱仪的数据缩减流程及其亚米每秒性能

    摘要： TOU是一台超高分辨率光学光谱仪（R=100,000，波长范围380-900纳米），专为采用径向速度技术探测低质量系外行星而设计。我们描述了基于IDL语言的TOU光谱仪径向速度（RV）数据处理流程及其在稳定恒星上的性能表现。该流程通过最小二乘拟合算法，将观测到的恒星光谱与为每颗恒星创建的高信噪比模板进行匹配。通过严格控制硬件和数据处理流程中所有影响径向速度测量的误差来源，我们使用最稳定的径向速度恒星之一——天仓五，实现了约0.9米/秒的长期径向速度精度，与HARPS光谱仪的精度相当。本文详细介绍了数据处理流程中实现亚米/秒级径向速度精度的步骤与细节，以及导致最终径向速度测量不确定性的所有主要误差来源。本流程开发中获得的经验可应用于其他环境受控的超高分辨率光学光谱仪，以提高其径向速度测量精度。

    关键词： 技术：径向速度法；天体：行星与卫星的探测；仪器：光谱仪；技术：光谱分析法

    更新于2025-09-22 14:51:10

  • VLT行星探测器SPHERE的性能

    摘要： 背景：甚大望远镜（VLT）的新型系外行星搜寻设备——高对比度系外行星光谱偏振研究仪（SPHERE）近日在帕瑞纳天文台完成首次观测。这台专门用于直接探测行星的仪器包含可见光波段偏振相机（苏黎世成像偏振仪ZIMPOL），以及两个近红外子系统：红外双光束成像光谱仪（IRDIS，兼具成像、偏振测量和长缝光谱功能的多用途相机）和积分视场光谱仪（IFS）。 目标：我们展示了实验室集成验证阶段注入合成行星后所获数据的分析结果。由于实验室环境无法实现连续视场旋转，本分析采用不依赖角度微分成像（ADI）技术的数据处理方法。 方法：通过模拟实验，我们使用仪器点扩散函数（PSF）及L/T型天体的模型光谱（其对比度相对于宿主恒星进行缩放）。在IRDIS经过光谱微分成像（SDI）处理、IFS经过光谱解卷积（SD）或主成分分析（PCA）数据处理后，我们评估了伴星信噪比与测光误差、天体测量误差的关联。 结果：分析表明，例如一颗1200万年历史、质量约10倍木星（MJup）、半长轴9-10天文单位（AU）的β绘架座b行星，IRDIS可检测到0.16星等的测光误差和1.1毫角秒（mas）的相对天体测量位置误差；IFS则能获取每个通道约0.15星等误差棒的光谱及0.6毫角秒的天体测量相对位置误差。对于更暗弱的天体如HR 8799d（27AU处13MJup的行星），IRDIS可获得3毫角秒的相对天体测量误差。

    关键词： 技术：成像光谱学、行星系统、仪器：光谱仪、方法：数据分析、仪器：高角分辨率

    更新于2025-09-22 22:32:03

  • 从大型望远镜向单模光纤高效注入：开启超精密天文学时代

    摘要： 光子技术在光谱仪和干涉仪等天文仪器中具有诸多优势，例如体积小巧且功能多样。但由于其工作在衍射极限条件下，这类设备与大型望远镜直接高效耦合向来是个难题。我们证明通过精确控制望远镜的非理想孔径几何形状和残余波前误差，确实可以实现与单模器件的高效耦合。在昴星团日冕极端自适应光学（SCExAO）仪器中构建了光纤注入系统，将近红外（J-H波段）光耦合至位于极端自适应光学系统和孔径渐晕光学元件下游的单模光纤。实验室中，在1550纳米波长下对衍射极限光束实现了理论最大值86%的耦合效率，该效率与斯特列尔比呈线性相关。在1250-1600纳米范围内，耦合效率波动小于30%。初步的天文观测数据显示，在H波段斯特列尔比为60%时，单模光纤耦合效率约达50%，与预期相符。其中84%时段耦合效率超过40%，41%时段超过50%。根据实验室结果推算：当达到极端自适应光学校正水平（H波段斯特列尔比>90%）时，耦合效率可超过67%（接近当前多模光纤的耦合水平）；标准波前校正水平（H波段斯特列尔比>20%）可实现>18%的耦合效率；而当斯特列尔比<20%时，少端口光子灯笼成为更优选择（但需考虑信噪比和像素可用性）。这些成果为天基单模光纤高效耦合指明了路径，可应用于实现无模噪声径向速度测量仪、超长基线光学/近红外干涉仪，或未来仪器设计中更广泛地应用光子技术。

    关键词： 仪器设备：干涉仪、高角分辨率仪器、光谱仪、自适应光学系统

    更新于2025-09-22 22:52:39

  • 基于MEMS可变形悬臂梁的可重构表面等离子体共振光电探测器

    摘要： 等离子体光电探测器具有许多实用特性，例如波长或偏振特异性光电探测。尽管可重构等离子体结构已被深入研究，但等离子体光电探测器光学特性的重构尚未见报道。本文报道了一种金衍射光栅型等离子体光电探测器，该探测器通过MEMS可变形悬臂梁重构其光学特性。通过将悬臂梁在-21°至21°范围内进行角度扫描来重构光电探测器特性，发现光电流信号波形的峰值偏移与1200纳米至1500纳米波长范围相关，这与表面等离子体共振理论一致。在演示实验中，所提出的可重构等离子体光电探测器使我们能够获取光的光谱信息。

    关键词： 肖特基势垒、表面等离子体共振、微机电系统、近红外光、光谱仪、光电探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于自由运转铒芯片激光器的甲烷宽带双梳光谱测量

    摘要： 双梳干涉测量法通过高分辨率快速获取气体的独特光谱特征来实现气体识别。本研究采用该方法分析了重要温室气体——甲烷的光谱特性。鉴于甲烷对环境的影响及其经济价值，亟需对其光谱特征进行高精度研究。我们报道了一台自由运转双梳光谱仪，该仪器有望满足高精度便携式甲烷监测需求。通过光纤放大器和高度非线性光纤（HNLF），将原C波段光谱仪的测量范围从1400纳米扩展至1700纳米。双梳激光源自集成于单块掺铒ZBLAN芯片的两个被动锁模波导激光器，无需相位锁定、光学参考或自参考即可产生重复频率968 MHz、重复频率差27 kHz的高相干性自由运转梳状光。采用SESAM锁模结构使激光器具备自启动特性，整机体积小于1.2升，实现了高效紧凑的设计。

    关键词： 甲烷，自由运行激光器，双梳光谱技术，光谱仪，铒芯片激光器

    更新于2025-09-16 10:30:52