Highly replicable, low-cost, portable, general-purpose, high-resolution spectrometer with applications in stellar studies and exoplanet science
Highly replicable, low-cost, portable, general-purpose, high-resolution spectrometer with applications in stellar studies and exoplanet science
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高度可复制、低成本、便携式、通用、高分辨率光谱仪，适用于恒星研究和系外行星科学
DOI：
10.1117/12.2529290
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Baker C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Baker C
高分辨率光谱仪已被证明是天文观测的重要工具，并继续具有不断扩大的应用范围，例如高分辨率IFS（积分场光谱学）。考虑到这一点，我们提出了一种替代方法的设计和建造中阶梯型光谱仪。通常的方法是通过使用大光栅和长焦距准直器来驱动高分辨率，导致大约1，000，000美元的巨大生产成本。我们的紧凑型概念验证原型通过自适应光学的耦合实现了相当的性能和分辨率;在可见-近红外区域（500 nm- 1μm）的理论分辨率R<80，000，成本<10，000美元。这是通过使用COTS（商用现货）和经济设计的组件来实现的。整个设备的占地面积很紧凑，测量“鞋盒”的大小，约30 cm × 15 cm。光谱仪原型采用单根10μm光纤进行光纤馈电，并采用双通设计-采用定制设计的108.24 mm焦距、准直和重新聚焦透镜。该系统采用中阶梯式设计，通过使用紧凑的R4衍射光栅和棱镜作为交叉色散器来实现高分辨率。
High-resolution spectrometers have proven to be an important tool for astronomical observations and continue to have an ever expanding set of applications, such as high resolution IFS (Integral Field Spectroscopy). With this in mind, we present an alternative approach to the design and construction of Echelle type spectrometers. The usual approach is to drive high resolving power through the use of large gratings and long focal length collimators, leading to great production costs in the order of $1,000,000. Our compact, proof-of-concept prototype, via the coupling of adaptive optics, achieves comparable performance and resolution; with a theoretical resolving power R<80,000 in the Vis-NIR regime (500nm- 1μm) at a cost <$10,000. This is attained through the use of COTS (Commercially-Off-The-Shelf) and economically designed components. The overall device footprint is compact, measuring the size of a ‘shoe-box’, approximately 30cm×15cm. The spectrometer prototype is fibre-fed with a single 10μm fibre and follows a double-pass design - applying a custom designed, 108.24mm focal length, collimating and re-focussing lens. The system follows an Echelle type design with high resolution achieved through the use of a compact R4 diffraction grating and a prism as the cross-disperser.
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C. Kintziger;G. Rauw;R. Desselle;P. Rochus;J. Loicq
通讯作者：
J. Loicq
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发表时间：
2019
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通讯作者：
R. P. Butler
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通讯作者：
R. P. Butler
DOI：
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作者：
O. Struve
通讯作者：
O. Struve