无IFU的全场光谱学：结合宽场旋转狭缝无阵列光谱学与履历重建

在光谱技术中，积分场光谱学（IFS）被认为是最灵活和强大的之一，但受限于小视场（FoV）、复杂设计和高成本。我们提出了ROSSINI（ROtational Slitless Spectrograph for INtegral field spectroscopy and Imager），一种新型光谱仪设计，旨在无需IFU即可实现IFS。该装置依赖于通过旋转整个望远镜和/或旋转光学元件的分散方向来生成一系列独立的探测器图像，以及后处理履历重建算法，生成由用户定义的任意角度和谱像素化的完整IFS datacube。我们首先发展了问题的数学表述并导出解作为线性矩阵反演。然后，我们对ROSSINI进行解释，作为特定的履历应用，并据此提出基于迭代重建的实用数值解。我们通过一系列数值实验测试了这一新构想：首先在天空上生成玩具 datacube，然后模拟光谱仪和相应的探测器图像，最后应用履历重建，恢复输入的 datacube。所需的旋转次数可轻易从 datacube 与探测器像素数量相对像素化中计算得出。从数值实验来看，ROSSINI能够以百分比精度恢复基准 datacube，只需几百次迭代，使用的计算资源极少。ROSSINI是未来光谱设施的有前景的路径，使我们能够以高效且经济的方式进行宽场IFS，主要依赖现有的无阵列光谱仪技术。