Thiết bị và Giảm phổ học

Máy quang phổ sử dụng các thành phần tán sắc như cách tử và lăng kính để trải ánh sáng thành một phổ, và dữ liệu được ghi lại phải được hiệu chuẩn theo bước sóng và thông lượng trước khi phân tích.

Definition

Giảm phổ học là chuỗi các thao tác hiệu chuẩn và trích xuất chuyển đổi một hình ảnh quang phổ thô thành một phổ một chiều được hiệu chuẩn theo bước sóng và, nếu có thể, theo thông lượng.

Scope

Chủ đề này bao gồm thiết kế và hoạt động của máy quang phổ thiên văn, bao gồm cấu hình khe hẹp, sợi quang và trường tích hợp, cùng với các bộ tán sắc cách tử, lăng kính và echelle, cùng với các bước giảm phổ biến đổi các khung thô thành phổ đã hiệu chuẩn: hiệu chỉnh độ lệch và trường phẳng, trích xuất phổ, hiệu chuẩn bước sóng từ đèn hồ quang và hiệu chuẩn thông lượng từ các sao chuẩn. Nó bao gồm các khái niệm về độ phân giải phổ và tán sắc.

Core questions

• Cách tử, lăng kính và cấu hình echelle tán sắc ánh sáng như thế nào, và điều gì thiết lập độ phân giải phổ?
• Thang bước sóng được thiết lập như thế nào từ phổ so sánh đèn hồ quang?
• Cần những bước giảm phổ nào để trích xuất một phổ sạch, đã hiệu chuẩn từ một khung thô?
• Một phổ được hiệu chuẩn thông lượng như thế nào bằng cách sử dụng các quan sát của các sao chuẩn?

Key theories

Tán sắc cách tử nhiễu xạ

Một cách tử được khắc hoặc cách tử ba chiều tán sắc ánh sáng bằng nhiễu xạ, với phương trình cách tử liên hệ bước sóng với góc nhiễu xạ và bậc, và công suất phân giải được thiết lập bởi số rãnh được chiếu sáng.

Hiệu chuẩn bước sóng

Phổ vạch phát xạ từ đèn hồ quang với các bước sóng đã biết được quan sát cùng với mục tiêu, cung cấp một giải pháp tán sắc ánh xạ vị trí máy dò đến bước sóng.

Clinical relevance

Thiết bị và giảm phổ cẩn thận quyết định độ chính xác của mọi kết quả phổ học, từ vận tốc xuyên tâm để phát hiện ngoại hành tinh đến các phép đo độ phong phú, và các thiết kế echelle độ phân giải cao cho phép độ chính xác mét trên giây được sử dụng trong các cuộc tìm kiếm hành tinh.

History

Các cuộc khảo sát lăng kính khách quan ban đầu đã nhường chỗ cho máy quang phổ khe hẹp trên các kính thiên văn lớn; cách tử echelle, hệ thống sợi quang đa đối tượng và các đơn vị trường tích hợp đã dần mở rộng độ phân giải và ghép kênh trong kỷ nguyên CCD.

Seminal works

• schroeder2000
• kitchin1995
• chromey2016

Frequently asked questions

Độ phân giải phổ là gì?

Độ phân giải phổ là khả năng của máy quang phổ để phân tách các bước sóng gần nhau, thường được trích dẫn là tỷ lệ giữa bước sóng và sự khác biệt bước sóng nhỏ nhất có thể phân giải; độ phân giải cao hơn cho thấy chi tiết vạch tốt hơn.

Tại sao đèn hồ quang được sử dụng?

Đèn hồ quang phát ra các vạch sắc nét ở các bước sóng được biết chính xác, đóng vai trò là điểm tham chiếu để chuyển đổi vị trí pixel trong phổ thành một thang bước sóng chính xác.