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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2634| Diseño y operación de un prototipo de espectrógrafo astronómico de transformada de Fourier en el rango óptico | |
| Miguel Antonio Nieto-Suárez | |
| Fernando Fabian Rosales-Ortega Perla Carolina Garcia Flores Edgar Castillo Dominguez | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| astronomical instrumentation spectroscopy Fourier transform | |
| En este trabajo se describe el diseño, integración y caracterización de un prototipo de espectrógrafo bidimensional de transformada de Fourier (IFTS) para uso astronómico en el rango óptico, a nivel laboratorio. Este trabajo se enmarca en la primera fase del proyecto “Desarrollo e integración de un IFTS para el Observatorio Astrofísico Guillermo Haro (OAGH)”, llevado a cabo por estudiantes, técnicos e investigadores del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE, México). El diseño del prototipo IFTS consideró el desarrollo previo de un modelo optomecánico de reductor focal, un modelo óptico de cámara-colimador y un modelado de sensibilidad espectrofotométrica para el telescopio de 2.1 m del OAGH. Para el diseño del interferómetro se analizaron tres configuraciones ópticas de un interferómetro de Michelson, considerando diferentes trayectorias de la luz de ciencia y de metrología, tomando en cuenta las especificaciones técnicas dictadas por los requerimientos científicos del proyecto, en términos de campo de visión, longitud de onda operativa y calidad de imagen pancromática. La configuración final maximiza el contraste entre franjas interferométricas y la energía total que llega al detector, permitiendo realizar correcciones en la alineación del interferómetro de ciencia y calibraciones en longitud de onda de segundo orden. De forma paralela, se desarrollaron herramientas de análisis para estudiar el sistema a través de un simulador de interferogramas sintéticos, el cual permitió examinar –de forma teórica– la fluctuación de los interferogramas debido al desplazamiento del espejo móvil, las variaciones en longitud de onda y la inclinación de los espejos. El diseño final del arreglo interferométrico fue caracterizado para determinar los márgenes de error admisibles por fluctuaciones de temperatura, dilataciones térmicas y vibraciones. Se obtuvieron espectros bidimensionales calibrados en flujo y longitud de onda para fuentes monocromáticas y para luz blanca a través de filtros estrechos, obteniéndose resoluciones espectrales de uso astronómico en concordancia con la resolución espectral teórica. Finalmente, se realizaron simulaciones del prototipo IFTS acoplado al telescopio de 2.1 m del OAGH con la finalidad de analizar la degradación de los interferogramas en el detector debido a flexiones gravitacionales, permitiendo conocer los ángulos de apuntado en los que el instrumento sería científicamente útil. This work presents the design, integration and characterization of a laboratory-level Fourier transform imaging spectrograph (IFTS) for astronomical purpose in the optical wavelength range. This work is framed in the first phase of the project: “Development and integration of a IFTS for the Guillermo Haro Astrophysical Observatory (OAGH)”, carried out by students, technicians and researchers at the National Institute for Astrophysics, Optics and Electronics (INAOE, Mexico). The design of the IFTS prototype considered the previous development of an optomechanic model, a cameracollimator model, and the spectrophotometric sensitivity modeling for the OAGH 2.1 m telescope. Three optical configurations of a Michelson interferometer were considered for the design, considering different science and metrology light paths, considering the technical specifications given by the scientific requirements of the project, in terms of the field of view, operative wavelength range and panchromatic image quality. The final configuration maximizes the contrast between interferometric fringes and the total energy arriving to the detector, allowing to perform corrections to the science interferometer alignment and second order wavelength calibrations. Likewise, analysis tools were developed to study the system through a simulator of synthetic interferograms, which allow to examinefrom the theoretical point of view-the fluctuation of the interferograms due to the displacement of the scanning mirror, the variations in wavelength and the inclination of the mirrors. The final design of the interferometric set was characterized to derive the admissible errors due to temperature fluctuations, thermic dilations, and vibrations. Flux and wavelength calibrated spectra were obtained using a monochromatic illumination source and white light through narrow-band filters, obtaining spectral resolutions of astronomical use, in agreement with the theoretical spectral resolution. Finally, simulations of the IFTS prototype attached to the OAGH 2.1 m telescope were performed to analyze the degradation of the interferograms in the detector due to gravitational flexures, allowing to derive the pointing angles at which the instrument would be scientifically useful. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2022-10 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Nieto Suarez, M. A., (2022), Diseño y operación de un prototipo de espectrógrafo astronómico de transformada de Fourier en el rango óptico, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES ASTRONÓMICAS | |
| Versión aceptada | |
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| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Astrofísica |
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