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Designing the prototype of acousto-optic processor for astrophysical applications
ANA VIRGINIA HANESSIAN DE LA GARZA
VAHRAM CHAVUSHYAN
ALEXANDER SHCHERBAKOV
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Acousto-optical signal processing
Two dimensional spectroscopy
The development of a new instrument is presented in this thesis. It will serve as a perspective prototype able to estimate the performance of their applications for practical measurements in astronomical spectroscopy covering from visible to near infrared range. A very obvious advantage of this arrangement is the relative schematic simplicity due to the absence of any large aperture components. Another important advantage, is the possibility of change the spectral range and the resolution using only one dispersing element, that will increase the efficiency of the observing time. The system is a prototype of the triple product processor and it produce the folded spectrum, accumulating advantages of both space and time integrating. Separately, the space integrating gives a wide frequency bandwidth together with relatively low frequency resolution, while the time integration provides a high resolution for spectrum components accompanied by comparably narrow frequency bandwidth. The processor is able to provide really high frequency resolution, with a wide frequency bandwidth. The main attention is paid to the time-bandwidth product, because just this parameter can be taken as the most general one for the characterization of performance data inherent in each individual cell. Both the theoretical estimations and the experimental data obtained for a large-aperture acousto-optical cell based on a tellurium dioxide crystal, exploiting the anomalous light scattering, gives the time-bandwidth product equal to about 4000. The problem of optimizing the profile for the incident light beam has been studied. The need light-beam apodization, suppressing side lobes within registration of each individual resolvable spot and increasing the dynamic range, can be realized using a multi-prism beam expander. It has been shown that the dynamic range of about 40 dB in an optical system can be achieved.
En esta tesis se presenta el prototipo de un nuevo instrumento. Este nos dar una perspectiva para estimar el rendimiento en aplicaciones para espectroscopia astronómica cubriendo un rango desde el visible hasta el cercano infrarrojo. Las ventajas de este arreglo esquemático son la relativa simplicidad debido a la ausencia de componentes de mucha apertura y la posibilidad de cambiar el rango espectral y la resolución usando solo un elemento dispersivo que incrementaría la eficiencia en el tiempo de observación. El sistema es un prototipo del procesador de triple producto que acumula las ventajas de la integración tiempo y espacio. Por separado, la integración en el espacio provee de un amplio ancho de banda en la frecuencia, pero relativamente baja resolución. Mientras que la integración en el tiempo provee una alta resolución para componentes del espectro acompañado con un estrecho ancho de banda. Este procesador es capaz de proveer una alta resolución con un amplio ancho de banda. Se presta mayor atención al producto tiempo-ancho de banda, puesto que este parámetro puede nos habla del rendimiento inherente de cada celda. Se estudian los regímenes de dispersión de la luz normal o anómala. Tanto las estimaciones teóricas como experimentales muestran que los datos obtenidos para una celda acusto-optica de dióxido de telurio de gran apertura en el régimen de dispersión de la luz anómala dan un producto tiempo-ancho de banda igual a 4000. Se estudia el problema de optimización del perfil del haz de luz incidente. La necesidad de apodizar el haz incidente de luz, suprimiendo los lóbulos secundarios sin registrar cada punto que se puede resolver y además incrementar el rango dinámico, se puede obtener utilizando un expansor de múltiples prismas. Se muestra que se puede alcanzar un rango dinámico de alrededor de 40 dB en un sistema óptico.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2012-08
Tesis de maestría
Inglés
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Hanessian-DelaGarza A.V.
ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA
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