KDP 作为热阻挡滤光片——使用温窄带滤光片的深近红外观测

地面天文学受到近红外（NIR，0.7-1.1μm）和短波红外（SWIR，1.1-2.5μm）波长处强烈的大气谱线和热连续谱发射的影响。热连续谱发射朝着最先进的 2.5μm 截止 SWIR 探测器的红色灵敏度截止方向呈指数增长。如果存在具有强 SWIR 阻挡密度的光学质量短通滤光片材料，则可以设计出成本更低的仪器和性能更高的滤光片。我们证明了磷酸二氢钾（KDP，化学式 KH₂PO₄）是此用途的有力候选材料。KDP 在从紫外到 1.3μm 的波长范围内完全透明，但在波长 >2μm 时变得高度不透明。我们通过改进已知带外热泄漏的低温宽带滤光片的性能，并使用非低温窄带滤光片进行深度观测，展示了 KDP 在天文观测中的应用。KDP 在我们使用的有泄漏的 Z 波段滤光片中将天空背景降低了 4.5 个星等。我们 4nm 宽、中心波长 1.191μm 的窄带滤光片与 KDP 结合使用时，与 J 宽带相比，将天空表面亮度降低了三个星等，尽管由于宽带滤光片的高阻挡密度，KDP 的效果较小。我们发现在 1.191μm 的带通内，天空表面亮度为 18.5 mag arcsec⁻²。当 KDP 的温度保持在其居里点 123K 以上时，它是一种极好的热阻挡器。在居里点以下，KDP 会转变其晶体结构，从而降低其原本良好的成像性能。