我國近紅外天光背景測量儀在南極成功運行

      近日，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)核探測與核電子學(xué)國家重點實驗室副教授王堅團(tuán)隊與合作者自主研制的我國近紅外天光背景測量儀在南極昆侖站安裝成功并投入運行。
 

 

圖片來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院
 

　　紅外觀測是天文研究的重要手段，但我國紅外天文研究發(fā)展卻受限于優(yōu)良臺址和探測器的缺乏。隨著近年來我國天文研究領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，中國天文界擁有紅外天文觀測能力的愿望也更加迫切。
 

　　2015年12月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王堅團(tuán)隊與合作者啟動近紅外天光背景測量儀的研制工作，根據(jù)不同紅外探測器的特點，進(jìn)行了多個版本的設(shè)計和測試，解決了微弱信號探測、高增益靈敏放大、暗流及背景噪聲抑制等關(guān)鍵技術(shù)，在2016年基于InSb探測器完成了J，H，K波段的近紅外天光背景測量儀，并完成了實驗室樓頂測試。
 

　　由于InSb探測器需要深度制冷，導(dǎo)致儀器的功耗和體積比較大，對于野外觀測非常不利，王堅團(tuán)隊根據(jù)InGaAs探測器在J，H，K波段上的探測優(yōu)勢，在2017年基于InGaAs探測器完成面向南極的近紅外天光背景測量儀，并于2017年7月在西藏阿里觀測站進(jìn)行了試觀測，獲得阿里的近紅外天光背景數(shù)據(jù)。
 

　　為了保證這些大型設(shè)備建設(shè)成功后，順利地開展紅外觀測儀器的研制和紅外天文的觀測研究，必須對相關(guān)候選站址進(jìn)行紅外天光背景的測量。在紅外波段的天光背景輻射強(qiáng)度很大程度上限制著紅外望遠(yuǎn)鏡及其他觀測設(shè)備的一些重要性能，如巡天深度、能夠觀測的極限星等、天文成像系統(tǒng)曝光時間等。
 

　　2018年，針對南極極低溫度、高海拔、低氣壓、電力困難等條件，王堅團(tuán)隊對紅外天光背景測量儀的光學(xué)、低噪聲讀出電子學(xué)、結(jié)構(gòu)和電控、自動觀測等進(jìn)行了改進(jìn)，并于2018年11月隨“雪龍”號科考船前往南極。
 

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和我國綜合國力的提升，我國對地基大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和極地光學(xué)望遠(yuǎn)鏡等相關(guān)天文科學(xué)儀器方面的發(fā)展越來越重視。
 

　　2018年8月，王堅課題組針對南極望遠(yuǎn)鏡開發(fā)的自主觀測和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，形成對惡劣條件下觀測設(shè)備的控制，適用于各種科研設(shè)備，構(gòu)建了自主觀測和遠(yuǎn)程控制框架，并進(jìn)行了推廣應(yīng)用，特別是部署在南極的觀測設(shè)備，極大地提高其觀測效能。
 

　　目前，王堅團(tuán)隊開發(fā)的自主觀測和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，已應(yīng)用在南極紅外天光背景測量儀、中國小望遠(yuǎn)鏡陣列2上，并實現(xiàn)對青海德令哈量子1.2米望遠(yuǎn)鏡天文端的操控。