我自主研制的近紅外天光背景測量儀在南極投入運(yùn)行

科技日報(bào)合肥2月18日電 (記者吳長鋒)記者從中國科大獲悉，由該校近代物理系“核探測與核電子學(xué)國家重點(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)不同紅外探測器的特點(diǎn)，進(jìn)行了多個(gè)版本的設(shè)計(jì)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)，首先完成為基于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(shí)驗(yàn)室樓頂測試。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際著名雜志《科學(xué)儀器評論》上。

我國紅外天文研究發(fā)展受限于優(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。為了保證這些大型設(shè)備建設(shè)成功后，順利高效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(shí)間等。

科研人員介紹，由于InSb探測器需要深度制冷，帶來了儀器的功耗和體積比較大，對于野外觀測非常不利，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)定性和長期監(jiān)測運(yùn)行的能力。

在此基礎(chǔ)上在2018年針對南極極低溫度、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(dòng)觀測等進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)，于2018年11月隨“雪龍”號科考船前往南極，并于2019年1月23日在南極昆侖站安裝并投入運(yùn)行。