近红外复合延迟高精度天体视向速度测量方法的研究

高精度视向速度法是探测类地行星的重要手段之一，是国际上太阳系外行星搜寻技术发展的重点方向之一，近年来我国在太阳系外行星研究领域也取得了重大进展。单个固定延迟外部色散干涉技术是视向速度法的一种改进方法，能将中分辨率光谱仪的视向速度测量精度提高2-4倍。而近红外高精度视向速度测量方法通过在近红外波段，对恒星光加载不同延迟的干涉信息，拍摄一系列干涉光谱，对这些光谱进行综合处理，能够将原光谱仪的测量精度进一步提高到5-10倍，是前者的挑战性改进。本项目主要研究复合延迟视向速度测量方法的工作原理、研究复合延迟干涉光谱集合的综合处理方法和完成验证实验。由于这项研究在国际上还未有决定性意义的成果公布，所以开展这项研究有助于我国太阳系外行星搜寻技术与国际发展的前沿同步，有助于完善外部色散干涉技术，有助于我国光谱仪器的研究拓展到红外领域，为研究极地、空间等复杂环境下工作的光谱仪器研究提供多种选择。

天体视向速度测量是天文观测活动的一种传统观测手段，对天体物理特性和动力学研究都有着重要的现实意义。人类对自身起源和地外生命的好奇，使得太阳系外行星搜寻和研究成为当下和未来国际天文学的研究热点。高精度天体视向速度测量方法一直是发现和确认太阳系外行星的重要手段之一。外部色散干涉技术从多普勒效应的感知方式入手，使用干涉位相变化代替波长漂移的传统方式来测量天体视向速度变化。这种小众的新技术将固定延迟干涉仪与中等分辨率光谱仪组合使用，超越中等分辨率光谱仪原本的测量精度，对于天文仪器发展具有很强的研究意义和坚实的科学述求。.近红外高精度复合延迟天体视向速度测量方法的研究主要关注于外部色散干涉法从单个固定延迟向复合延迟扩展的关键技术研究，试图更深地了解外部色散干涉方法在天体视向速度测量乃至还原高分辨率天体光谱方面的潜能，希望在传统天文光谱技术之外找到切实有用的新方法。该项目基本按照项目计划内容开展研究工作，执行情况归纳为: 1)研究复合延迟高精度视向速度测量方法，进行相关原理仿真。2)初步构建一套干涉光谱综合处理程序，实现光谱到干涉相位的提取、处理功能。3）建立一个较为完整的复合延迟干涉实验平台，包括科学干涉光路、稳相干涉光路和复合延迟复位干涉光路。天体视向速度测量的本质在于多普勒效应，波长漂移测量的传统方式专注于光谱分辨能力和仪器的稳定性。因此在研究复合延迟测量方法的现阶段，我们通过其还原的高分辨率光谱来反映和说明这种方法在天体视向速度高精度测量方面的能力，并且展现在天文光谱研究方面的一些潜力。干涉光谱处理方法有别于传统抽谱处理，受到干涉条纹的干扰在光谱定位、平场处理等方面会遇到不同的问题，所构建的处理程序能够较好地解决这些方面的问题。复合延迟干涉实验平台是整个实验系统的核心，借鉴美国Palomar天文台Hale望远镜上的TEDI(Triple-spec External Dispersed Interferometer) ，所构建的实验平台在科学观测功能之外尝试使用自主的方法解决干涉稳相、延迟切换复位等问题，为以后可能的相关仪器研制积累经验。