微米波段紅外天光背景測(cè)量?jī)x研制成功

楊凡

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系核探測(cè)與核電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王堅(jiān)課題組經(jīng)過兩年攻關(guān)，攻克了微弱信號(hào)檢測(cè)、高增益靈敏放大、暗流及背景噪聲抑制、高真空低溫封裝、高精度數(shù)字鎖相放大等關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出2.5～5微米波段紅外天光背景測(cè)量?jī)x。相關(guān)成果日前發(fā)表在《天文望遠(yuǎn)鏡儀器和系統(tǒng)雜志》上。

紅外觀測(cè)是天文研究的重要手段。為保證我國(guó)多個(gè)大型天文觀測(cè)設(shè)備順利高效地開展紅外觀測(cè)儀器的研制和紅外天文觀測(cè)研究，必須對(duì)相關(guān)候選站址進(jìn)行紅外天光背景的測(cè)量。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(cè)設(shè)備的一些重要性能，如巡天深度、能夠觀測(cè)的極限星、天文成像系統(tǒng)曝光時(shí)間等。

2.5～5微米是熱紅外波段的開始，是地面觀測(cè)的重要窗口L和M波段的所在區(qū)域。由于地面大氣的吸收效應(yīng)，地基紅外望遠(yuǎn)鏡只能從若干大氣窗口進(jìn)行觀測(cè)。王堅(jiān)課題組帶領(lǐng)的光電探測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)根據(jù)InSb探測(cè)器在2.5～5微米波段上高響應(yīng)的性能，利用線性可變?yōu)V波片在此波段線性可變的特點(diǎn)，成功研制出此波段上連續(xù)掃描觀測(cè)的紅外天光背景測(cè)量?jī)x。

由于天光背景強(qiáng)度極其微弱，探測(cè)器輸出信號(hào)低于nA量級(jí)，他們采用鎖相放大技術(shù)成功提取出淹沒在噪聲中的信號(hào)。為降低探測(cè)器暗電流的影響、克服背景熱噪聲，他們還將探測(cè)器制冷到-150℃以下，并進(jìn)行了適應(yīng)低溫的斬波器和光學(xué)設(shè)計(jì)。目前，王堅(jiān)課題組已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利并獲得授權(quán)。