用于KOSMOS的化学蚀刻硅狭缝的初步制备与表征

KOSMOS是一台低分辨率长狭缝光学光谱仪，已在华盛顿大学完成升级，从其原所在的基特峰国家天文台Mayall 4米望远镜迁移至阿帕奇点天文台的ARC 3.5米望远镜。KOSMOS的改进之一是为其实配一台狭缝观测相机，这需要制备反射式狭缝，因为KOSMOS此前使用的是通过线切割电火花加工（wire EDM）制造的哑光狭缝。我们探索了一种利用纳米加工方法进行狭缝制备的新工艺，并将新制备狭缝的狭缝边缘粗糙度、宽度均匀性以及由此产生的散射与原狭缝进行了比较。我们发现化学蚀刻反射式硅狭缝的切口表面通常比机加工哑光狭缝更光滑，其平均粗糙度上限分别为0.42 $\pm$ 0.03 $\mu$m与1.06 $\pm$ 0.04 $\mu$m。蚀刻狭缝的宽度标准差分别为6 $\pm$ 3 $\mu$m与10 $\pm$ 6 $\mu$m。化学蚀刻狭缝的散射高于机加工狭缝，表明反射率是散射的主要贡献因素而非粗糙度。然而，通过适当的背景扣除，该散射可有效降至零。正如预期，随着狭缝宽度增加，两类狭缝的散射均增大。未来的工作将包括利用实测天空数据测试并比较这些纳米加工狭缝与机加工狭缝的通量和分光测光数据质量，此外还将增强蚀刻狭缝的抗断裂能力并完善狭缝制造工艺。