高效宽带低分辨率天体光谱仪

宽带低分辨率近红外光谱仪在紧凑形式中至关重要，这对于地基和太空天文学以及其他感知领域都是必需的。天文光谱学提出了严格的要求，包括高效性、宽带运行（> 300 nm）以及在某些情况下对偏振的不敏感性。我们present和比较了使用两种最具前景的低损耗平台（Si$_3$N$_4$（矩形波导）和掺杂SiO$_2$（方形波导））构建的宽带（1200-1650 nm）阵列波导 grating（AWG）光谱仪的设计、制造和表征结果。这些AWG的分辨率（$\lambda/\Delta\lambda$）约为200，免费光谱范围为约200-350 nm，尺寸仅为约50-100 mm$^2$。掺杂SiO$_2$ AWG的峰值总体（纤芯纤）效率约为79%（1 dB），其极小的偏振相关位移相对于信道间距而言可以忽略不计。对于Si$_3$N$_4$ AWG，峰值总体效率（TE模式）约为50%（3 dB），主要的损耗组件为纤到芯的耦合损耗。这些宽带AWG是实现紧凑集成（如多对象光谱仪或其他天体光子设备如光子灯笼或零干涉仪的色散后端）的关键。