เครื่องมือทางสเปกโทรสโกปีและการลดทอนข้อมูล
สเปกโตรกราฟใช้ส่วนประกอบที่ทำให้เกิดการกระจายแสง เช่น เกรตติงและปริซึม เพื่อแยกแสงออกเป็นสเปกตรัม และข้อมูลที่บันทึกไว้จะต้องได้รับการสอบเทียบความยาวคลื่นและฟลักซ์ก่อนการวิเคราะห์
Definition
การลดทอนข้อมูลทางสเปกโทรสโกปีคือลำดับของการสอบเทียบและการดำเนินการสกัดข้อมูลที่แปลงภาพสเปกโตรกราฟดิบให้เป็นสเปกตรัมหนึ่งมิติที่สอบเทียบความยาวคลื่น และหากเป็นไปได้ ก็สอบเทียบฟลักซ์ด้วย
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมการออกแบบและการทำงานของสเปกโตรกราฟทางดาราศาสตร์ รวมถึงการจัดเรียงแบบสลิต ไฟเบอร์ และอินทิกรัลฟิลด์ และตัวกระจายแสงแบบเกรตติง ปริซึม และเอเชลล์ พร้อมด้วยขั้นตอนการลดทอนข้อมูลที่เปลี่ยนเฟรมดิบให้เป็นสเปกตรัมที่สอบเทียบแล้ว: การแก้ไขไบแอสและแฟลตฟิลด์ การสกัดสเปกตรัม การสอบเทียบความยาวคลื่นจากหลอดอาร์ค และการสอบเทียบฟลักซ์จากดาวมาตรฐาน นอกจากนี้ยังรวมถึงแนวคิดของความละเอียดเชิงสเปกตรัมและการกระจายแสง
Core questions
- เกรตติง ปริซึม และการจัดเรียงแบบเอเชลล์กระจายแสงอย่างไร และอะไรเป็นตัวกำหนดความละเอียดเชิงสเปกตรัม?
- มาตราส่วนความยาวคลื่นถูกกำหนดขึ้นอย่างไรจากสเปกตรัมเปรียบเทียบของหลอดอาร์ค?
- ต้องมีขั้นตอนการลดทอนข้อมูลใดบ้างในการสกัดสเปกตรัมที่สะอาดและสอบเทียบแล้วจากเฟรมดิบ?
- สเปกตรัมถูกสอบเทียบฟลักซ์อย่างไรโดยใช้การสังเกตการณ์ดาวมาตรฐาน?
Key theories
- การกระจายแสงของเกรตติงการเลี้ยวเบน
- เกรตติงแบบขีดหรือแบบโฮโลแกรมกระจายแสงโดยการแทรกสอด โดยสมการเกรตติงจะเชื่อมโยงความยาวคลื่นกับมุมการเลี้ยวเบนและอันดับ และกำลังการแยกจะถูกกำหนดโดยจำนวนร่องที่ได้รับแสง
- การสอบเทียบความยาวคลื่น
- สเปกตรัมเส้นการเปล่งแสงจากหลอดอาร์คที่มีความยาวคลื่นที่ทราบจะถูกสังเกตการณ์ควบคู่ไปกับเป้าหมาย ซึ่งให้โซลูชันการกระจายแสงที่แมปตำแหน่งของตัวตรวจจับกับความยาวคลื่น
Clinical relevance
เครื่องมือและการลดทอนข้อมูลที่แม่นยำเป็นตัวกำหนดความเที่ยงตรงของผลลัพธ์ทางสเปกโทรสโกปีทุกอย่าง ตั้งแต่ความเร็วแนวรัศมีสำหรับการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบไปจนถึงการวัดปริมาณธาตุ และการออกแบบเอเชลล์ที่มีความละเอียดสูงช่วยให้ได้ความแม่นยำระดับเมตรต่อวินาทีที่ใช้ในการค้นหาดาวเคราะห์
History
การสำรวจด้วยปริซึมวัตถุประสงค์ในยุคแรกเริ่มได้พัฒนาไปสู่สเปกโตรกราฟแบบสลิตบนกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่; เกรตติงเอเชลล์ ระบบไฟเบอร์แบบหลายวัตถุ และหน่วยอินทิกรัลฟิลด์ได้ขยายความละเอียดและการมัลติเพล็กซ์อย่างต่อเนื่องในยุค CCD
Related topics
Seminal works
- schroeder2000
- kitchin1995
- chromey2016
Frequently asked questions
- ความละเอียดเชิงสเปกตรัมคืออะไร?
- ความละเอียดเชิงสเปกตรัมคือความสามารถของสเปกโตรกราฟในการแยกความยาวคลื่นที่อยู่ใกล้กัน ซึ่งมักจะระบุเป็นอัตราส่วนของความยาวคลื่นต่อความแตกต่างของความยาวคลื่นที่เล็กที่สุดที่สามารถแยกได้; ความละเอียดที่สูงขึ้นจะเผยให้เห็นรายละเอียดของเส้นที่ละเอียดขึ้น
- ทำไมจึงใช้หลอดอาร์ค?
- หลอดอาร์คปล่อยเส้นแสงที่คมชัดที่ความยาวคลื่นที่ทราบอย่างแม่นยำ ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดอ้างอิงในการแปลงตำแหน่งพิกเซลในสเปกตรัมให้เป็นมาตราส่วนความยาวคลื่นที่แม่นยำ