光学/红外光谱的探测器采样：每FWHM多少像素？
天体物理仪器与方法
2017-09-05 v1 仪器与探测器
光学
摘要
大多数光学和红外光谱现在使用具有有限宽度像素的方形阵列探测器获取。本文通过计算机模拟检验了这种像素化效应，以说明最令天文学家终端用户关注的效应。粗略采样在2像素/FWHM时通常使波长随机噪声误差增加10-20%，但根据仪器线扩散函数(LSF)的函数形式以及像素相位的不同而有很大差异。在低采样频率下，线宽受到的影响甚至更强。然而，拟合峰值振幅的噪声受最小影响。像素化对于看到两个紧邻峰之间的相对极小值（或两个吸收线之间的相对极大值）的能力具有显著但复杂的影响。Robertson (2013)提出的分辨本领的一致尺度被扩展至涵盖像素化光谱。检验了像素化引入的波长系统偏差误差。虽然对于平滑、良好采样、对称的LSF它们可能可忽略，但它们对不对称性和高空间频率子结构非常敏感。所示采样数据的调制传递函数(MTF)给出了LSF中不当采样信号程度的有用指示。常见的格言“2像素/FWHM是奈奎斯特极限”是不正确的，大多数LSF在此采样频率下会表现出某种混叠。虽然2像素/FWHM对于中等信噪比工作常是可接受的最小值，但最好对任何实际或提议的LSF进行模拟以找到采样频率的效应。当终端用户通过片上合并和/或光谱仪配置有采样频率的选择时，仪器用户手册应包括对其效应的检验。（节略）
引用
@article{arxiv.1707.06455,
title = {Detector sampling of optical/IR spectra: how many pixels per FWHM?},
author = {J. Gordon Robertson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.06455},
year = {2017}
}
备注
22 pages, 37 figures. Accepted for publication in PASA