新一代帕洛马天文台光谱仪的虚拟刀口欠采样像质测量方法

天文光谱仪的成像质量可用点扩散函数或线扩散函数来表征，但其相对于光谱仪探测器通常为欠采样，很难直接测量。在新一代帕洛马天文台光谱仪的像质测试中引入虚拟刀口法进行光源物面扫描，并应用虚拟刀口法开展欠采样光谱仪像质及光源尺度测量，通过模拟和实验研究，对比分析过采样经典直边刀口法和过采样直接测量方法，验证了虚拟刀口法具有良好的测量精度。在693 nm处，直边刀口法测得光谱仪过采样线扩散函数的半高全宽为7.05μm，虚拟刀口法测量欠采样线扩散函数的半高全宽为7.14μm，测量误差为1.3%。在0.3"视场的光源尺度下，虚拟刀口法测得689、693、701 nm欠采样线扩散函数的半高全宽分别为24.2、27.7、30.8μm，以过采样直接测量结果为参考，其测量准确度分别为98.3%,93.9%和88.8%。实验结果表明，探测器成像严重欠采样时，采用光源物面扫描的虚拟刀口法可准确测量光谱仪的成像质量，该方法结合色散系数还可实现光谱仪分辨率的测量，相关研究工作可为天文光谱仪像质的直接测量提供借鉴。