微米波段紅外天光背景測量儀研制成功

楊凡

中國科學技術(shù)大學近代物理系核探測與核電子學國家重點實驗室王堅課題組經(jīng)過兩年攻關(guān)，攻克了微弱信號檢測、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量儀。相關(guān)成果日前發(fā)表在《天文望遠鏡儀器和系統(tǒng)雜志》上。

紅外觀測是天文研究的重要手段。為保證我國多個大型天文觀測設(shè)備順利高效地開展紅外觀測儀器的研制和紅外天文觀測研究，必須對相關(guān)候選站址進行紅外天光背景的測量。紅外波段的天光背景輻射強度很大程度上限制著紅外望遠鏡及其他觀測設(shè)備的一些重要性能，如巡天深度、能夠觀測的極限星、天文成像系統(tǒng)曝光時間等。

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

由于天光背景強度極其微弱，探測器輸出信號低于nA量級，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。為降低探測器暗電流的影響、克服背景熱噪聲，他們還將探測器制冷到-150℃以下，并進行了適應低溫的斬波器和光學設(shè)計。目前，王堅課題組已申請國家發(fā)明專利并獲得授權(quán)。