Diseño de un espectrógrafo astronómico de transformada de Fourier








Autores


  • Miguel Antonio Nieto Suárez1, Fernando Fabián Rosales Ortega1, Perla Carolina García Flores1, Edgar Castillo Domínguez1, Yaritza del Rosario Borroel Durán1, Juan Enrique González Gómez1 1Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Tonantzintla, Puebla. Correspondencia: mnieto@inaoep.mx , frosales@inaoep.mx , perla.garcia@inaoep.mx , cade@inaoep.mx

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Resumen:

En este trabajo se presenta el diseño e integración de un prototipo de espectrógrafo bidimensional de transformada de Fourier para uso astronómico en el rango óptico, para uso en laboratorio. La primera etapa de este proyecto contempla el desarrollo de un modelo de acoplamiento óptico del instrumento con el telescopio, así como el diseño, integración y caracterización de un prototipo instrumental de interferómetro de transformada de Fourier. Se desarrolló un modelo optomecánico de reductor focal, un modelo óptico de cámara-colimador y un modelado de sensibilidad espectrofotométrica. El diseño del interferómetro contempló el análisis de tres diferentes configuraciones ópticas, cuya resultante fue caracterizada para determinar los márgenes de error admisibles por fluctuaciones de temperatura, dilataciones térmicas y vibraciones. Se obtuvieron espectros calibrados en flujo y longitud de onda para fuentes monocromáticas y para luz blanca a través de filtros estrechos; de lo anterior, se obtuvo resoluciones espectrales de uso astronómico en concordancia con la resolución espectral teórica. Este trabajo permitió estudiar y entender los problemas técnicos inherentes de un IFTS, el desarrollo de herramientas de reducción, análisis y visualización de datos, así como la generación de recursos humanos calificados en técnicas astronómicas e instrumentales de última generación.


Palabras clave:

instrumentación astronómica, espectroscopia, transformada de Fourier.


Abstract:

This work presents the design and integration of a laboratory-level Fourier transform imaging spectrograph for astronomical purpose in the optical wavelength range. The first phase of the project comprises the development of an optical coupling model of the instrument to the telescope, and the design, integration and characterization of an instrumental prototype of an imaging Fourier transform interferogram. The development includes an opto-mechanic model, a camera-collimator model and the spectrophotometric sensitivity modelling of the system. Three different optical configurations of the interferometer were considered, the resulting one was characterized in order to determine 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. This work allowed to study and understand the inherent technical issues inherent to an IFTS, the development of reduction, analysis and visualization tools, and the formation of qualified human resources in the state-of-the-art astronomical techniques and instrumentation.


Keywords:

astronomical instrumentation, spectroscopy, Fourier transform.



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