微米波段红外天光背景测量仪研制成功

杨凡

中国科学技术大学近代物理系核探测与核电子学国家重点实验室王坚课题组经过两年攻关，攻克了微弱信号检测、高增益灵敏放大、暗流及背景噪声抑制、高真空低溫封装、高精度数字锁相放大等关键技术，成功研制出2.5～5微米波段红外天光背景测量仪。相关成果日前发表在《天文望远镜仪器和系统杂志》上。

红外观测是天文研究的重要手段。为保证我国多个大型天文观测设备顺利高效地开展红外观测仪器的研制和红外天文观测研究，必须对相关候选站址进行红外天光背景的测量。红外波段的天光背景辐射强度很大程度上限制着红外望远镜及其他观测设备的一些重要性能，如巡天深度、能够观测的极限星、天文成像系统曝光时间等。

2.5～5微米是热红外波段的开始，是地面观测的重要窗口L和M波段的所在区域。由于地面大气的吸收效应，地基红外望远镜只能从若干大气窗口进行观测。王坚课题组带领的光电探测技术团队根据InSb探测器在2.5～5微米波段上高响应的性能，利用线性可变滤波片在此波段线性可变的特点，成功研制出此波段上连续扫描观测的红外天光背景测量仪。

由于天光背景强度极其微弱，探测器输出信号低于nA量级，他们采用锁相放大技术成功提取出淹没在噪声中的信号。为降低探测器暗电流的影响、克服背景热噪声，他们还将探测器制冷到-150℃以下，并进行了适应低温的斩波器和光学设计。目前，王坚课题组已申请国家发明专利并获得授权。