我國(guó)近紅外天光背景測(cè)量?jī)x在南極成功運(yùn)行

      近日，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)核探測(cè)與核電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授王堅(jiān)團(tuán)隊(duì)與合作者自主研制的我國(guó)近紅外天光背景測(cè)量?jī)x在南極昆侖站安裝成功并投入運(yùn)行。
 

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

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

　　2015年12月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)王堅(jiān)團(tuán)隊(duì)與合作者啟動(dòng)近紅外天光背景測(cè)量?jī)x的研制工作，根據(jù)不同紅外探測(cè)器的特點(diǎn)，進(jìn)行了多個(gè)版本的設(shè)計(jì)和測(cè)試，解決了微弱信號(hào)探測(cè)、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(cè)器完成了J，H，K波段的近紅外天光背景測(cè)量?jī)x，并完成了實(shí)驗(yàn)室樓頂測(cè)試。
 

　　由于InSb探測(cè)器需要深度制冷，導(dǎo)致儀器的功耗和體積比較大，對(duì)于野外觀測(cè)非常不利，王堅(jiān)團(tuán)隊(duì)根據(jù)InGaAs探測(cè)器在J，H，K波段上的探測(cè)優(yōu)勢(shì)，在2017年基于InGaAs探測(cè)器完成面向南極的近紅外天光背景測(cè)量?jī)x，并于2017年7月在西藏阿里觀測(cè)站進(jìn)行了試觀測(cè)，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(cè)儀器的研制和紅外天文的觀測(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。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(cè)設(shè)備的一些重要性能，如巡天深度、能夠觀測(cè)的極限星等、天文成像系統(tǒng)曝光時(shí)間等。
 

　　2018年，針對(duì)南極極低溫度、高海拔、低氣壓、電力困難等條件，王堅(jiān)團(tuán)隊(duì)對(duì)紅外天光背景測(cè)量?jī)x的光學(xué)、低噪聲讀出電子學(xué)、結(jié)構(gòu)和電控、自動(dòng)觀測(cè)等進(jìn)行了改進(jìn)，并于2018年11月隨“雪龍”號(hào)科考船前往南極。
 

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和我國(guó)綜合國(guó)力的提升，我國(guó)對(duì)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(jiān)課題組針對(duì)南極望遠(yuǎn)鏡開發(fā)的自主觀測(cè)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，形成對(duì)惡劣條件下觀測(cè)設(shè)備的控制，適用于各種科研設(shè)備，構(gòu)建了自主觀測(cè)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(cè)設(shè)備，極大地提高其觀測(cè)效能。
 

　　目前，王堅(jiān)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的自主觀測(cè)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，已應(yīng)用在南極紅外天光背景測(cè)量?jī)x、中國(guó)小望遠(yuǎn)鏡陣列2上，并實(shí)現(xiàn)對(duì)青海德令哈量子1.2米望遠(yuǎn)鏡天文端的操控。