光谱仪设计与实现  070400M08001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:实验课 | 任课教师:邓元勇,白先勇,张志勇
授课时间: 星期六,第5、6、7、8 节
授课地点: 教一楼121
授课周次: 1、2、3、4、6、7、8、10、11、12、13
课程编号: 070400M08001H 课时: 48 学分: 1.50
课程属性: 实验课 主讲教师:邓元勇,白先勇,张志勇 助教:冯志伟
英文名称: Building Fiber Spectrograph 召集人:

教学目的、要求

本课程讲述光谱分析在天文学中的应用,光纤光谱仪器的基础理论、设计、装调和检测的基本方法,光谱数据的定标和处理;学生亲自动手完成光纤光谱仪的设计,亲自动手安装和调试光纤光谱仪、并使用该光谱仪观测太阳活动区、月面等;通过上述理论和实验课程使学生熟悉天文技术并建立天文理论、观测与技术之间的联系,达到对学生全面培养的目的。为天体物理和空间物理等专业的本科生和研究生系统了解光纤光谱仪器的理论、设计、装调和定标方法,锻炼学生的动手能力,培养学生的综合能力。

预修课程

基础天文学、实测天体物理

教 材

(1)吴国安. (1978). 光谱仪器设计. 科学出版社.
(2)RafaelC.Gonzalez, RichardE.Woods, StevenL.Eddins, & 冈萨雷斯. (2013). 数字图像处理(MATLAB版). 电子工业出版社.
(3)梁晋文. (2001). 误差理论与数据处理. 中国计量出版社.

主要内容

本课程的教授内容分两部分,一部分为光谱仪相关理论,采用课堂讲授的方法;另一部分为光纤束制作、光谱仪的装调、检测和观测实验,在实验室由学生亲自动手完成:
第一部分 光谱仪相关理论(计划6学时):
1. 绪论(3学时):邓元勇主讲
教学重点:光的基本知识、光谱的产生机制、光谱分析在天文学中的应用、光谱观测设备的历史、现在和未来发展趋势
教学难点:通过光谱诊断天体的物理性质
2. 光纤光谱仪结构与原理(6学时):张志勇主讲
教学重点:光纤、光栅的基本原理,光栅光谱仪设计 ,经典光谱仪的光学系统及其优缺点,光谱仪搭建、装调的常用方法及其原理
教学难点:光栅的基本原理
3. 光谱数据处理(3学时):白先勇主讲
教学重点:光谱数据定标的目的、定标项目和方法、数字图像处理在光谱数据中的应用、误差分析
教学难点:光谱数据定标项目和方法
第二部分 光谱仪实验:全体教师
4. 光纤束制作与测试(6课时)
光纤切割、光纤耦合、光线进入光纤前后焦比的变化、光纤束的制作
5. 望远系统光路搭建与调整(6课时)
定天镜基本原理、点光源的制作、望远系统的安装、调试和检测
6.光谱仪搭建与调整(9课时)
准直镜、成像镜焦点的确定、光谱仪的安装、调试和检测
7.CCD装调和观测软件使用(3课时)
CCD的基本原理和使用方法、定标和科学观测的基本内容、观测参数的确定
8.光纤光谱仪封装并接入太阳望远镜调试(3课时)
望远系统、光纤束和光谱仪的联合装调和检测
9.获取日面活动区的二维光谱并完成相关数据处理(3课时)
开展科学和定标观测、获得不同日面特征数据、光谱数据定标
10.课题设计答疑(3课时)
光谱仪设计题目和数据处理相关内容的指导和答疑

参考文献

暂无