极大望远镜光谱学策略. I — 图像切片

为极大望远镜 (ELTs) 制造摄谱仪的一个问题是,如果所有其他参数保持不变,光束尺寸需要随望远镜口径缩放,从而导致巨大的尺寸和相应的成本。对于远大于衍射极限的图像尺寸,这尤其成问题,如果自适应光学系统最初无法在仪器的整个视场上提供高度校正的图像,或者如果信噪比考虑需要大的空间采样,则情况可能如此。在这种情况下,图像切片在减小有效狭缝宽度从而减小光束尺寸方面具有潜在优势。然而,这意味着需要更大的探测器和光学元件的过度尺寸,这可能会抵消这一优势。通过一个以现有仪器校准尺寸的摄谱仪玩具模型,估算了 ELT 摄谱仪的尺寸和相对成本。利用从参考仪器导出的范围缩放定律,可以估计预测中的不确定性,并探索不同设计策略的后果。该模型预测,通过 5-20 倍的切片因子,根据摄谱仪类型,可大幅节省成本 (2-100 倍)。预测表明,最好将多个切片容纳在单个摄谱仪内,而不是将它们分布在并行架构中更小、更便宜的复制品中,但随着输入图像质量的提高,复制选项为积分场光谱学 (IFS) 提供了一条有吸引力的升级路径。