科技前沿2020年8月20日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)發(fā)布一則新聞。新聞顯示，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系“核探測與核電子學(xué)國家重點實驗室”王堅課題組成功地研制出了紅外光譜掃描的天光背景測量裝置。相關(guān)成果日前發(fā)表在該領(lǐng)域知名期刊《JATIS》上，同時申請專利并獲得授權(quán)。
 　　天文研究與其他學(xué)科一樣，都是為人類生產(chǎn)、生活服務(wù)的科學(xué)，如早期的天文學(xué)可以為農(nóng)業(yè)和牧業(yè)校準(zhǔn)季節(jié)。而到了現(xiàn)代，天文研究更是在時間、航空航天、導(dǎo)航定位等方面發(fā)揮著巨大的功用。
 　　天文研究十分依賴靠科技設(shè)備，紅外觀測作為天文研究的重要手段在該領(lǐng)域地位很高。但長久以來，我國紅外天文研究發(fā)展受限于優(yōu)良臺址和探測器的缺乏，國內(nèi)紅外探測器技術(shù)又存在起步較晚且發(fā)展相對滯后的情況，再加上國外在紅外設(shè)備方面對中國的商業(yè)限制，使得我國紅外天文發(fā)展嚴重落后。
 　　隨著近年來我國天文研究領(lǐng)域的不斷擴展，中國天文界擁有紅外天文觀測能力的愿望也更加迫切，我國也有多項大型光學(xué)紅外天文觀測設(shè)備項目獲得天文界支持。王堅課題組帶領(lǐng)的光電探測技術(shù)團隊經(jīng)過兩年的攻關(guān)，根據(jù)InSb探測器在2.5-5um波段上高響應(yīng)的性能，利用線性可變?yōu)V波片在此波段線性可變的特點完成了此波段上連續(xù)掃描觀測的紅外天光背景測量儀。該團隊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)：一、天光背景強度極其微弱，探測器輸出信號低于nA量級，采用鎖相放大技術(shù)成功提取出淹沒在噪聲中的信號；二、為了降低探測器暗電流的影響，探測器制冷到-150℃以下；三、為了克服由于儀器帶來的背景熱噪聲，進行了適應(yīng)低溫的斬波器和光學(xué)設(shè)計。
 　　在研究中，為了保證這些大型設(shè)備建設(shè)成功后，順利高效地開展紅外觀測儀器的研制和紅外天文的觀測研究，必須對相關(guān)候選站址進行紅外天光背景的測量。在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、能夠觀測的極限星等、天文成像系統(tǒng)曝光時間等。相信紅外天光背景測量儀的成功研發(fā)，能為我國紅外天光背景的測量帶來更多便利。
 　　資料來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)