我自主研制的近紅外天光背景測(cè)量?jī)x在南極投入運(yùn)行

科技日?qǐng)?bào)合肥2月18日電 (記者吳長(zhǎng)鋒)記者從中國(guó)科大獲悉，由該校近代物理系“核探測(cè)與核電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”王堅(jiān)副教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)及其合作者，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)，首先完成為基于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。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際著名雜志《科學(xué)儀器評(píng)論》上。

我國(guó)紅外天文研究發(fā)展受限于優(yōu)良臺(tái)址和探測(cè)器的缺乏。隨著近年來(lái)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。為了保證這些大型設(shè)備建設(shè)成功后，順利高效地開(kāi)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。

科研人員介紹，由于InSb探測(cè)器需要深度制冷，帶來(lái)了儀器的功耗和體積比較大，對(duì)于野外觀測(cè)非常不利，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)，獲得首批阿里的近紅外天光背景數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示夏季阿里在晴朗夜間的近紅外天光背景強(qiáng)度微弱，同時(shí)驗(yàn)證了設(shè)備的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)運(yùn)行的能力。

在此基礎(chǔ)上在2018年針對(duì)南極極低溫度、高海拔、低氣壓(昆侖站極夜情況下平均溫度-60℃，最低溫度-86℃，海拔4087米，氣壓為0.5個(gè)大氣壓)、電力困難等極端條件，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)行了相應(yīng)改進(jìn)，于2018年11月隨“雪龍”號(hào)科考船前往南極，并于2019年1月23日在南極昆侖站安裝并投入運(yùn)行。