高分辨率天体光谱仪中长延迟线的热控技术
天体物理仪器与方法
2024-04-04 v2
摘要
使用光谱 Fourier 变换光谱仪(FTS)进行高分辨率天体光谱 spectroscopy 需要可动态调谐的长不对称光学延迟线。例如，为实现 R = 30,000 的光谱分辨率，需要长度达 1.5 cm 的延迟线。此类延迟线因温度波动而容易引入相位误差，这是由于相对较大的热光系数和长长度的波导所致，即 SiN 波导，其光程长度随温度变化。为将相位误差控制在 0.05 弧度级，需要温度稳定度达 0.05{\deg} C 级。具有如此稳定性的热控系统需要快速热响应且最小化超/欠冲。我们采用由 Peltier cooler 和热电阻构成的 PID 温度控制环，最小化了干涉条纹相位误差至 +/- 0.025 弧度，并实现了约 0.05{\deg} C 的温度稳定度。我们提出了一种实用的系统，用于控制制造于 SiN 平台上、长度为 0.5 到 1.5 cm 的延迟线的FTS 设备，采用廉价开箱即用组件，包括设计细节、控制环优化以及集成光子学热控的考虑。
引用
@article{arxiv.2403.10019,
title = {Thermal control of long delay lines in a high-resolution astrophotonic spectrograph},
author = {Gregory P. Sercel and Pradip R. Gatkine and Nemanja Jovanovic and Jeffrey B. Jewell and Luis Pereira da Costa and J. Kent Wallace and Dimitri P. Mawet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10019},
year = {2024}
}