天文光学频率梳及其在天体视向速度高精度测量中的应用

发布时间：2019-07-14 17:39

【摘要】：光学频率梳技术用于高分辨率天文光谱仪的波长定标可以大大提高视向速度测量精度,从而为搜寻类地行星、确定宇宙膨胀速度和测量基本物理常数等重大前沿科学问题提供有利的工具.文章结合视向速度测量技术与天文光学频率梳波长定标技术的最新进展,介绍了天文光学频率梳原理及技术,多普勒光谱位移探测天体的原理,以及天文光梳定标高分辨率天文光谱仪未来发展的趋势和展望.
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图片说明： 有一颗行星围绕该主星转一圈所需的时间是２年，图１中Ｋ代表视向速度的半振幅值，与（２）式中的Ｋ含义相同．由此可见，只要从实际中得到多普勒视向速度的变化曲线图，就可以再倒推回去，算出行星的运动半径及质量极限，从而帮助人们判断行星的质量，这在系外行星搜索中是非常有效的方法．
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图片说明： 图２　飞秒激光脉冲串在时域与频域的对应关系频率信号容易得到，关键是如何测出飞秒脉冲的载波包络相移频率，已经报道的测量方法有很多种，我们将其分为较常用的两种：一种是自参考测量技术［１，２，２４，２５］；另一种是基于差频的测量技术［２６—２９］．利用这两种技术建立的光梳系统分别称为自参考光学频率梳和单块光学频率梳．自参考技术测量飞秒脉冲的载波包络相移频率的原理是在宽度大于一个光学倍频程的光谱中取出低频成分ｆｌ＝ｎｌｆｒｅｐ＋δ和高频成分ｆｈ＝ｎｈｆｒｅｐ＋δ，将低频成分倍频，可得到２ｆｌ＝２ｎｌｆｒｅｐ＋２δ，，然后再与高频成分拍频，如果保证ｎｈ＝２ｎｌ，则拍频信号ｆｈ－２ｆｌ＝δ正好为载波包络相移频率．这里要求飞秒脉冲光谱范围必须大于一个光学倍频程，这种光谱既可以从飞秒振荡器直接获得，也可以在腔外利用光子晶体光纤产生超连续扩展光谱．直接输出大于一个光学倍频程光谱的飞秒振荡器，在技术上实现是非常困难的，目前也只有美国麻省理工学院一家报道他们采用自己设计的双啁啾镜获得了这样的
【作者单位】： 中国科学院物理研究所;中国科学院国家天文台;
【基金】：国家自然科学基金(批准号:60808007,11078022)资助项目
【分类号】：P111

【参考文献】

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1 田金荣,魏志义,王鹏,赵玲慧,王兆华,张军,韩海年,张杰;亚飞秒被动同步掺钛蓝宝石激光器[J];物理学报;2005年01期

2 韩海年;张炜;佟娟娟;王延辉;王鹏;魏志义;李德华;沈乃o

本文编号：2514413