基于超导芯片滤波器谱仪实现的低噪声傅里叶变换光谱

历史上用于大视场映射光谱的仪器架构在毫米和亚毫米天文学中存在显著缺点。芯片滤波器谱仪是一种有前景的技术，但必须克服探测器数量的数量级增加、介质特性导致的效率损失，以及严格的制造公差，这些因素目前限制了其在大型阵列上实现约1000的分辨率。我们提出将中分辨率傅里叶变换光谱仪耦合到低分辨率滤波器谱仪焦平面上，用作后分散元件。在这种配置下，由傅里叶变换光谱仪提供中分辨率成像光谱，而低分辨率滤波器谱仪用于通过降低典型宽带傅里叶变换光谱仪测量中固有的光子噪声来实现超过一个数量级的降噪。同时保持两者体系结构的优势。我们预测从地面站和气球载平台进行滤波器分散傅里叶变换光谱仪的映射速度。我们还展示了以James Clerk Maxwell望远镜为例平台的此类仪器在R~1000线强度映射实验中的潜力。我们证明，滤波器分散傅里叶变换光谱仪能够对CO功率谱进行R~1000的测量，在信噪比为10至100之间，以10^5至10^6小时的扫描时长实现。