整体光谱学：利用光子梳完整重建宽视场多目标光谱图像

银河系考古学的主要目标是通过数百万颗恒星的详细化学与运动学了解银河系的起源。宽视场多光纤光谱仪正越来越多地用于获取海量恒星样本的光谱信息。一些巡天（如 GALAH）试图测量每颗星多达 30 种独立元素。恒星丰度光谱学是一门精细的艺术，要求每根光纤间具有极高程度的光谱均匀性。然而宽视场光谱仪因需将众多光纤输出成像到探测器上的快速输出光学系统而著称于非均匀性。我们展示，通过采用光子梳——一种在 CCD 上产生均匀间隔光斑以精确映射复杂像差的器件——可在此类仪器上跨所有光纤实现精密光谱学。像差由一组具有 $\sim100$ 个独立参数的正交矩参数化。随后我们通过将高分辨率光谱模板与测得像差卷积来重现观测图像，而非从观测图像中提取光谱。这种前向建模方法还简化了光纤串扰等光谱还原问题，并可靠地以约高于仪器标称分辨率 $\sim2.3$ 倍的分辨率提取光谱。我们对光学像差的严格处理也鼓励未来采用不那么保守的光谱仪设计。