基于FOSC型的寬波段高效率中低色散光譜儀設計（特邀）

季杭馨，巴國鑫，3，李軍，余浩然

（1 中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所，南京 210042）（2 中國科學院天文光學技術重點實驗室，南京 210042）（3 中國科學院大學，北京 100049）

0 引言

隨著雙中子星并合事件的發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代天文研究已經進入全波段、多信使、天地一體化發(fā)展的新時代［1-4］。光學天文發(fā)展最早，望遠鏡及其天文儀器對高精尖技術創(chuàng)新的需求也最高，任何可以提高探測深度、廣度、精度以及降低體量、成本等方面的關鍵技術和發(fā)展工藝［5］，都是值得重點關注的。未來五年，多個地面/空間光學巡天望遠鏡，國際如Large Synoptic Survey Telescope （LSST）［6］、Roman Space Telescope［7］和Euclid，國內如China Space Station Telescope （CSST）［8］、Multi-channel photometric survey telescope （Mephisto）［9］、Wide Field Survey Telescope （WFST）等，即將出光，屆時海量的深度巡天數(shù)據將使得光學天文進入一個空前發(fā)展的新時代。天文學家希望建造各類先進的天文儀器以滿足宇宙各層次天體的探索和研究，比如：高分辨、超穩(wěn)定的光譜儀獲得科學目標的精細觀測，如High Accuracy Radial velocity Planet Searcher（HARPS）［10］、Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations （ESPRESSO）［11］等；大視場、多目標光譜儀提高天體目標的光譜獲取率，如Dark Energy Spectroscopic Instrument （DESI）［12］、Prime Focus Spectrograph （PFS）［13］、Multi-Object Optical and Near-infrared Spectrograph （MOONS）［14］等；寬波段、高效率光譜儀實現(xiàn)更暗天體的快速觀測，如X-Shooter［15］、Imaging Spectrograph （IMSP）［16］等；集成式、智能化滿足不同科學目標的自動觀測等。引力波電磁對應體、沉寂黑洞耀發(fā)、伽瑪暴等各類暫現(xiàn)源作為時域天文研究的熱點，一般需要后隨光譜儀對暫現(xiàn)源進行多維度的證認和特性分析。由于暫現(xiàn)源爆發(fā)的不確定性，需要望遠鏡及其光譜儀盡量兼顧以下幾點：1）具有較大的視場、快速響應的能力，滿足不同時標下的精準獲?。?）具有寬波長覆蓋、高儀器效率，滿足暗弱天體目標的全波段普查；3）具有多種觀測模式（成像、偏振和不同的光譜分辨率等），滿足不同維度的特性研究。

中低色散成像光譜儀具有多用途、高效率和小體量的特點，可滿足各類暫現(xiàn)源在光學波段多個方面的觀測需求，如：The Gran Telescope CANARIAS （GTC）望遠鏡的成像和低分辨率集成光譜儀（Optical System for Imaging and low-Intermediate-Resolution Integrated Spectroscopy， OSIRIS）［17］，Keck I 望遠鏡的低分辨成像光譜儀（Low Resolution Imaging Spectrometer， LRIS）［18］，Very Large Telescope （VLT）望遠鏡的縮焦相機和光譜儀（Focal Reducer and low dispersion Spectrograph， FORS-2）［19］，Subaru 望遠鏡的暗天體照相光譜儀（Faint Object Camera and Spectrograph， FOCAS）［20］，歐洲南方天文臺（European Southern Observatory， ESO）3.6 米望遠鏡的暗天體分光照相儀（ESO Faint Object Spectrograph and Camera，EFOSC）及其衍生而來的十幾臺Faint Object Spectrograph and Camera（FOSC）型光譜儀［21］-22］。這些儀器的工作波長以可見光（365～900 nm）為主，雖然部分儀器的工作波長標稱可以小于350 nm 或大于950 nm，但是儀器設計在玻璃材料、關鍵器件（光柵、探測器）等方面均未進行整體優(yōu)化［18，20］；另一方面，部分FOSC 型儀器采用體位相全息棱柵（Volume Phase Holographic Grisms， VPHG）替換原有的直視棱柵進行了升級改造用于儀器效率的提升［23］，但是單通道設計下的直視棱柵為了減少二級光譜的影響需要配合級次濾光片使用，鍍膜效率也因工作帶寬較大而提升有限。

國內外多個臺址為光學天文望遠鏡在紫外和近紅外波段的觀測提供了非常優(yōu)良的條件，而且隨著高效率光柵、寬波段鍍膜工藝以及新型探測器的技術發(fā)展，各類光譜儀對全波段覆蓋、高效率觀測都提出了更迫切的需求?；诖?，本文以1.9 米光學望遠鏡為研究對象，設計了一種基于FOSC 型的雙通道、高效率中低色散光譜儀，儀器體量較小，不同分辨率模式單次曝光均可實現(xiàn)310～1 000 nm 的全波段覆蓋。

1 光譜儀主要技術指標

1.9 米光學望遠鏡是一架具有高分辨和高測光精度的赤道式望遠鏡，采用經典的Ritchey-Cassegrain 光學系統(tǒng)設計，設置卡焦、折軸卡焦和庫德三個觀測焦點，其中折軸卡焦的系統(tǒng)焦比為F/8，雙通道中低色散光譜儀根據總體布局需求將安裝在望遠鏡的中間塊。由于望遠鏡在卡焦端設置了3 通道同步測光，因此雙通道中低色散光譜儀并不需要兼顧成像功能，其主要技術指標要求見表1。

表1 雙通道中低色散光譜儀的主要技術指標要求Table 1 The main requirements of the double channel medium-low dispersion spectrograph

2 光譜儀性能參數(shù)分析

雙通道中低色散光譜儀需實現(xiàn)不同的光譜分辨率和整個波段的高效率，因此采用類似于FOSC 型的雙通道設計方案，其優(yōu)勢在于：1）不同模式的切換簡單高效，不需要旋轉相機系統(tǒng)；2）相比于單通道FOSC 型光譜儀，雙通道方案每個通道的工作波段變窄，更有利于鍍膜效率的提升以及光柵、相機和CCD 等關鍵器件效率的優(yōu)化；3）單通道的光柵需考慮其它級次的影響配合濾光片使用，雙通道則不需要。

雙通道設計方案的原理如圖1 所示，每個通道保證準直系統(tǒng)、相機系統(tǒng)和像面共軸無偏轉。通過移動或者旋轉方式進行不同光學器件的切換，可實現(xiàn)多種工作模式［21］的快速轉換，如：直接成像、長縫光譜、無縫光譜、階梯光譜、成像偏振、分光偏振、星冕儀和多目標光譜。多工作模式，既節(jié)約時間，又可以根據天文學家的需要、天氣和視寧度變化情況優(yōu)化觀測策略，目前的雙通道中低色散光譜儀的設計需求是實現(xiàn)不同的光譜分辨率，因此具備長縫光譜、無縫光譜和階梯光譜三種基本模式，未來可根據需要進行拓展，比如：小視場的直接成像、有限的多目標光譜，增加偏振器件或星冕板可開展偏振和星冕儀等觀測模式。

圖1 雙通道FOSC 型光譜儀工作原理圖Fig.1 The working principle of the double channel spectrograph based on FOSC type

2.1 直視棱柵的工作原理

雙通道中低色散光譜儀中最關鍵的器件是直視棱柵，它可以實現(xiàn)特定波長的入射光和衍射光不發(fā)生偏折。根據不同的光柵工藝，直視棱柵可以選擇在棱鏡上進行光柵刻劃或者復制（GRISM），如圖2（a）所示，或者選擇棱鏡與體位相全息光柵組合的形式（VPHG），如圖2（b）所示。

圖2 兩種直視棱柵的工作原理圖Fig.2 The working principle of two straight-through GRISMS

2.1.1 GRISM 的工作原理

如果選擇GRISM 作為色散元件，有GRISM 棱柵方程［24］

式中，λ為波長，m為光柵級次，d為光柵常數(shù)，α為光柵入射角，β為光柵衍射角，nprism為波長λ下的棱鏡折射率，nair為波長λ下的空氣折射率（nair≈1）。

對棱柵方程式（1）進行微分，可得棱柵的角色散

通常情況下，光柵在Littrow 條件下具有峰值效率，此時α=?β=θ，其中θ為光柵閃耀角，此時的波長定義為光柵的閃耀波長λb，角色散可簡化為

根據經驗和現(xiàn)有的棱柵工藝，假設θ最大接近63°，nprism玻璃材料的平均折射率假設為1.5，因此

式中，ψ為狹縫對天張角，ftel為望遠鏡焦距，fcol為光譜儀準直系統(tǒng)焦距。在Littrow 條件下，基于棱柵的光譜儀極限分辨率近似為

為了減少成本，GRISM 一般利用現(xiàn)有光柵模板進行復制。復制材料的不同，對應的棱柵的閃耀波長λb和無偏折波長λs就會有很大區(qū)別。一般偏離閃耀波長越大，效率下降越快，因此在滿足色散能力的基礎上，為了保證整個工作波段的效率，盡量挑選工作波段兩端相對閃耀波長對稱分布的光柵模板。同時對GRISM 材料和頂角進行優(yōu)化，可實現(xiàn)整個工作波段在探測器靶面的效率分布進行優(yōu)化。當nprism=nresin時，為簡化計算，假設入射角i=0，θ=?，GRISM 在閃耀波長發(fā)生光線無偏折，此時的光柵效率也最高；當nprism≠nresin時，除了挑選合適的光柵模板保證工作波段的效率，還可根據工作波段，選擇合適的玻璃材料，通過數(shù)值計算等方式，優(yōu)化調整棱鏡頂角?，實現(xiàn)無偏折波長λs等于λb或根據相機設計難度和探測器的波長分布進行權衡取舍。

GRISM 應用在雙通道中低色散光譜儀的優(yōu)勢：1）滿足不同光譜分辨率的應用需求，尤其是階梯棱柵一次曝光可通過多級次實現(xiàn)很寬的波長覆蓋；2）FOSC 型光譜儀應用最成熟的色散器件，復制用感光材料在紫外也有較好的透過率。主要缺點：1）受限貨架母版光柵的種類，不能與每臺光譜儀特定分辨率的需求完美匹配，而且很難兼顧特定工作波段的整體衍射效率；2）重新加工光柵模板，成本較高，周期較長；3）階梯棱柵角度較大，對玻璃材料本身的性能要求較高，而且無偏折波長與材料折射率直接相關，通常不能兼顧不同級次，適合階梯棱柵的玻璃材料較少。

2.1.2 VPHG 的工作原理

如果選擇VPHG 作為色散元件，有光柵方程［26］

式中，λ是波長，m是光柵工作級次，d是光柵常數(shù)，ni、αi和βi分別表示不同介質層的折射率、入射角和出射角（i=0，1，2，分別為空氣，棱鏡材料和感光介質）?；诠鈻欧匠?，同樣可推導得到基于VPHG 的光譜分辨率與系統(tǒng)各個參數(shù)的關系

式中，?a和?b為VPHG 兩個棱鏡的頂角，fcol為光譜儀準直系統(tǒng)焦距，ftel為望遠鏡焦距，ψ為狹縫對天張角。在Littrow 條件下，有?a=?b=?，αi=βi，式（7）可簡化為

根據VPHG 工作原理圖，當α0+?=0 時，可實現(xiàn)光線無偏折。

VPHG 應用在雙通道中低色散光譜儀的優(yōu)勢：1）相比于GRISM，衍射效率高，通過參數(shù)調整可保證光柵閃耀波長與光線無偏折波長相等，整個工作波段的效率也可對稱分布，避免某一端的效率過低；2）不受現(xiàn)有模板限制，整個工作波段可調制實現(xiàn)對稱分布，有效利用探測器靶面，降低相機系統(tǒng)的設計難度。但是，VPHG 也有其自身的缺陷：1）光譜分辨率R≥5 000，工作帶寬窄，對于一次曝光需全波長覆蓋的應用不太適合；3）光譜分辨率R≤500，光柵線密度較低，工作級次的效率轉移到其它級次，效率與GRISM 相當，優(yōu)勢不大；4）VPHG 感光材料在紫外波段吸收相對較小，但是光柵與基底的膠合材料在波長小于350 nm 的吸收相對較大，隨著工藝的發(fā)展，使用其它膠合材料和特殊的固定方式，可以提高VPHG 在紫外波段的性能。

2.2 光譜儀初始結構參數(shù)的確定

根據式（5），已知望遠鏡的焦距ftel=15.2 m，狹縫對天張角ψ=0.8″，Rlim≥5 500，因此fcol≥325 mm，為了保證儀器具備更高分辨率的可拓展性和設計允差，最終確定光譜儀的準直系統(tǒng)焦距fcol=400 mm，準直口徑大小為50 mm。

光譜儀相機系統(tǒng)的焦距與探測器的尺寸、采樣大小和每個通道的工作帶寬相關［27］

式中，s為光譜在像面的分布長度，Dtel為望遠鏡口徑，F(xiàn)cam相機系統(tǒng)焦比，Δλ為工作帶寬，λc為光柵中心波長。

綜合考慮后，光譜儀初始結構的參數(shù)見表2，兩個通道棱柵的參數(shù)見表3，其中R=2 000 模式下，GRISM和VPHG 中，優(yōu)先選擇VPHG。

表2 光譜儀的初始結構參數(shù)Table 2 The initial configuration parameters of the spectrograph

表3 紅藍通道棱柵的主要參數(shù)Table 3 The main parameters of grisms for the blue & red-channel

3 多功能天文光譜儀設計及性能評價

3.1 光譜儀光學設計

光譜儀安裝在望遠鏡的折軸卡焦，觀測過程中隨望遠鏡運動，因此儀器設計應盡量簡化并減少整體包絡，同時優(yōu)化提高儀器效率。根據光譜儀初始結構參數(shù)，準直系統(tǒng)焦距400 mm，若采用傳統(tǒng)FOSC 型的透射式設計，整個儀器的長度過長將導致結構產生變形，儀器性能下降，因此考慮選擇反射式或折反射式設計作為準直系統(tǒng)的初始結構；準直系統(tǒng)后，利用分色鏡分成紅藍兩個通道，同時利用折轉平面鏡進一步優(yōu)化布局減小儀器包絡。光譜儀需在不同的光譜分辨率間快速切換，尤其是高分辨率模式需要主色散和橫向色散組合工作，因此至少需要2 個切換輪，第1 個切換輪裝配中低色散GRISM 并兼顧橫向色散的功能，第2 個切換輪配置高色散GRISM 或VPHG；另外，2 個濾光輪也可裝配不同的濾光片、偏振器件等實現(xiàn)多種觀測模式。

雙通道中低色散光譜儀的相機系統(tǒng)是最為關鍵的子系統(tǒng)，不僅需要考慮各個光譜分辨率模式不同的視場需求，而且需要兼顧像質和高效率的設計要求?？紤]到相機系統(tǒng)的焦比不快，紅藍通道沒有采用類似LAMSOT 中低分辨率光譜儀的施密特相機設計［25］，采用傳統(tǒng)透射式設計并保證空間布局的近似對稱；同時為了提高儀器效率，相機系統(tǒng)在滿足設計像質的前提下，適當選擇非球面，減少透鏡數(shù)量，并對玻璃材料進行優(yōu)化；另外，整個光譜儀需在?30 ℃～20 ℃范圍內正常工作，為了實現(xiàn)全年的環(huán)境適應性，相機系統(tǒng)考慮采用主動調焦補償或者無熱化相機設計方案。

基于上述思路，雙通道中低色散光譜儀的光學系統(tǒng)如圖3 所示，每個通道最后一個鏡子作為探測器的封窗；Grisms 和Filters 兩個濾光輪可裝配不同的直視棱柵；藍通道相機系統(tǒng)由于可選擇的玻璃材料非常少，設計難度非常大，透鏡數(shù)量比紅通道多，像質也略差一些。

圖3 雙通道多功能天文光譜儀的光路Fig.3 The optical layout of the double channel multi-mode spectrograph

雙通道中低色散光譜儀兩個通道都需要大面陣的CCD，靶面大小4 000×4 000，像元15 μm，同時由于工作波段覆蓋紫外-近紅外，不同廠家基于不同工藝的CCD 芯片量子效率差異較大。目前，天文應用4 000 CCD 芯片以Teledyne 公司的e2v CCD231-84 和Semiconductor Technology Associates 公司的STA4850 產品為主，為了盡可能的提高兩個通道的效率，效率最大的組合：藍通道選擇STA4850 芯片，紅通道選擇e2v基于HiRho 的芯片；工程實施可行性最高的組合：藍通道選擇e2v 最新技術NBB 芯片，紅通道選擇e2v 的深耗盡（Deep Depletion）芯片，但是相應的在紫外和近紅外兩端的效率有所下降。

3.2 像質評價和光譜分辨率

天文光譜儀的像質可通過彌散斑大小進行初步評價，也可以通過能量集中度或點擴散函數(shù)進行描述。圖4 和圖5 給出了紅藍通道在室溫20 ℃下部分級次的彌散斑大小，圖中，每個矩形框大小為2 個像素（30 μm），可以看出藍通道最大彌散斑半徑均方根小于5 μm，紅通道最大彌散斑半徑均方根小于3.5 μm，遠優(yōu)于設計要求，給加工和裝調精度提供了較大的冗余公差?？紤]到光譜儀在?30 ℃～20 ℃的應用需求，每個通道選擇倒數(shù)第二個透鏡作為大動態(tài)溫度范圍的主動調焦補償器件，補償后的像質與室溫下差異較小，藍通道不同分辨率模式調焦最大靈敏度小于27 μm/℃，紅通道不同分辨率模式調焦最大靈敏度小于9 μm/℃，藍通道由于CaF2的熱膨脹系數(shù)較大，后期考慮采用無熱化鏡筒設計進行自動補償。

圖4 藍通道4 個光譜工作模式不同波長的彌散斑大小Fig.4 The spot diameter of different wavelength at 4 spectral modes in the blue channel

圖5 紅通道4 個光譜工作模式不同波長的彌散斑大小Fig.5 The spot diameter of different wavelength at 4 spectral modes in the red channel

基于表3 的8 種光柵，計算得到不同波長下的光譜分辨率以及光譜在CCD 色散方向的分布情況，如圖6所示，紅藍通道的光譜分辨率滿足設計要求，均可實現(xiàn)R=500，2 000 和5 500 三種模式；GRISM 和VPHG 經過棱鏡角度的優(yōu)化，光譜在CCD 靶面上的位置基本呈對稱分布。

圖6 不同直視棱柵，光譜分辨率與波長的關系（左），光譜在CCD 上的位置（色散方向）與波長的關系（右）Fig.6 Different straight- through grisms， the relationship between spectral resolution and wavelength （left）， the relationship between the spectrum position on the CCD in dispersion direction and wavelength （right）

3.3 理論光譜效率評估

3.3.1 基于現(xiàn)有技術的光譜效率

光譜效率的評估按照要求從光譜儀狹縫之后到探測器之前進行計算，主要包括光譜儀準直系統(tǒng)、相機系統(tǒng)的材料吸收和鍍膜效率，色散系統(tǒng)的光柵衍射效率，不含狹縫損失和CCD 芯片的量子效率。材料吸收數(shù)據以現(xiàn)有玻璃庫的理論數(shù)據進行計算；鍍膜數(shù)據以實測數(shù)據進行評估［1］，310～1 000 nm 的寬波段透射膜可實現(xiàn)平均效率99.2%，310～1 000 nm 的紫外增強銀膜，平均效率大于98.3%，實際以每個通道的工作波段進行優(yōu)化都有一定的提升空間，而且反射膜效率曲線不平整可進一步優(yōu)化改善；各個棱柵的理論效率由Newport 和Wasatch 公司提供，部分GRISM 數(shù)據廠家未提供330 nm 以下衍射效率數(shù)據；探測器分別以STA 4850 和e2v HiRho 的芯片量子效率進行計算?；谏鲜黾僭O，圖7 給出了光譜儀兩個通道的理論光譜效率（不含狹縫損失），最終效率取決于每個器件的實測結果，一般在理論效率的基礎上有所下降。

圖7 不同直視棱柵（GRISM 或VPHG）的光譜儀效率曲線Fig.7 The spectrograph efficiency curve with different straight-through grisms （GRISM or VPHG）

3.3.2 其它技術的發(fā)展現(xiàn)狀

天文光譜儀為了追求極限觀測能力，通常對光譜效率有著很高的要求，任何能提高儀器效率的關鍵技術或工藝都是光譜儀設計過程中需要重點考慮的因素。一方面是基于現(xiàn)有方案的提升手段，如：寬波段高效率反射膜和透射膜，高效率光柵，低吸收玻璃材料，高量子效率的探測器等；另一方面是基于新的工藝或關鍵技術的突破，顛覆傳統(tǒng)光譜儀的設計形式，從而減少光學零件數(shù)量，提高光譜效率，如：不斷成熟的非球面或自由曲面加工、檢測能力，曲面探測器，集成光學等基于光子晶體的新型技術等。

以雙通道中低色散光譜儀為例，目前通過改變設計形式提高光譜效率的技術手段：1）采用高次非球面或自由曲面，有望減少相機系統(tǒng)的透鏡數(shù)量1 塊，但是會增加加工難度和成本；2）采用膠合或者折射率匹配液等形式減少部分玻璃-空氣交界面的數(shù)量。在動態(tài)工作溫度范圍較大的情況下，光學膠合適用于口徑相對較小，膠合玻璃材料熱膨脹系數(shù)相近的設計，而折射率匹配液的約束相對較少，是大口徑相機系統(tǒng)解決膠合應力等問題的最佳選擇，但會增加結構設計的復雜度；3）用反射式相機設計代替透射式，但對于空間包絡的需求更大，裝調難度也更高。

相對于上述相對成熟的三種關鍵技術或工藝，更值得關注的是曲面探測器，它對于相機系統(tǒng)場曲和像散的矯正有一定幫助，可以簡化相機系統(tǒng)的設計從而有效控制研制成本、體量并提高系統(tǒng)效率［28-29］，這將極大的改變現(xiàn)有光譜儀相機系統(tǒng)的設計思路，尤其是突破現(xiàn)有快焦比折射式相機的經驗極限。雖然曲面探測器的天文應用還不夠成熟，但是部分生產商已經開始或完成對曲面芯片的試制和樣機系統(tǒng)測試，如：Teledyne e2v 通過改造現(xiàn)有的CCD30-11 芯片實現(xiàn)曲率半徑70 mm 的凹柱面探測器，同時一直致力于60 mm 或90 mm 更大靶面曲面探測器的研究［30］；ESO 和亞利桑那大學成像技術實驗室（Imaging Technology Laboratory， ITL）第一次在4 000 大靶面芯片上實現(xiàn)曲率半徑500 mm 的凹球面［31］；麻省理工學院林肯實驗室在2 000×4 000 的芯片上實現(xiàn)曲率半徑為5 440 mm 的凸球面探測器，并最終完成6×2 的焦面拼接成為Space Surveillance Telescope （SST）望遠鏡的焦面接收器［31］。

如果雙通道中低色散光譜儀采用曲面探測器，以紅通道為例，它的相機系統(tǒng)可以大大簡化，如圖8 所示，對應的像質如圖9 所示，其中每個矩形框大小為2 個像素（30 μm），雖然像質相比圖5 有一定的下降，但是仍可滿足設計要求，而且減少了2 個透鏡5 個玻璃-空間交界面，不考慮玻璃材料吸收方面帶來的效率增益，在現(xiàn)有鍍膜工藝條件下已經可以提高整體效率約4%。

圖8 多功能天文光譜儀紅通道的相機系統(tǒng)設計對比Fig.8 The camera design comparison for the red channel of multi-mode astronomical spectrometer

圖9 紅通道采用曲面探測器后，4 個光譜工作模式不同波長的彌散斑大小Fig.9 The spot diameter of different wavelength at 4 spectral modes in the red channel with curved detector

4 結論

針對大視場巡天項目需要對各類暫現(xiàn)源開展全波段、暗弱信號的光譜后隨觀測，設計了一種基于FOSC型的雙通道、高效率中低色散光譜儀。該光譜儀單次曝光可實現(xiàn)紫外-近紅外（310～1 000 nm）的全波段覆蓋，并可實現(xiàn)多種光譜分辨率模式（R=500， 2 000， 5 500）的快速切換?；诂F(xiàn)有的工藝技術，設計完成的光學系統(tǒng)在大動態(tài)溫度范圍內，最大彌散斑半徑均方根小于5 μm，整個工作波段不含探測器的理論光譜峰值效率最高可超過60%，最低效率基本上均可大于20%，優(yōu)于傳統(tǒng)的FOSC 型設計，滿足實際的工程應用需求。考慮未來的天文新技術發(fā)展，若采用新型曲面探測器，雙通道中低色散光譜儀的相機系統(tǒng)將大大簡化，以紅通道為例，整體效率將至少提高4%以上。