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可以得到陨石黑暗面反射光谱的最新研究

发布:optics1    |    2018-10-09 10:50    阅读:196
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近期,Sandra Potin与来自法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的研究人员公布了他们研发的一种仪器——它能够对极其暗的物质(如陨石和碳纳米管黑体)所反射的微量光进行光谱测量。该仪器可在各种宽范围的波长、温度和入射角下工作,并可提供关于行星际天体的重要新信息。反射光谱法是研究陨石成分和结构的一种有效技术方法,工作时,用窄光束的可见光和红外光照射样品,并分析反射光的光谱以获得反映样品化学成分组成的吸收线。

然而,陨石表面通常是非常黑暗的,要想收集足够的光来创建它的精确光谱会很困难。其他复杂的因素还包括物体的反射率会很大程度上取决于物体的形状,这意味着在不同的光照入射角度下,测量分析得到的光谱会不同。此外,测量光谱还会受物体温度的影响,这可能使得实验难以将在地球上采集的光谱与从太空中物体获取的光谱进行比较,因为太空的温度可以从极低变化到极高。

图1 暗材料:SHADOWS的测角仪部分具有3D分析的功能。在此致谢提供图片的Sandra Potin等研究人员和《应用光学》期刊。

脉冲单色光

为了解决这些问题,Potin带领的团队研发了一种名为SHADOWS的新仪器,它工作时,会在样品表面照射直径为5.2 mm的脉冲单色光,可见光和红外探测器随后会接收到反射光束,从中可以测量到样品的反射率和吸收光谱,研究人员可以通过改变入射光的波长来获得测试样品的光谱,同时在测量过程中,还可以通过改变入射光束的方位角和仰角来详细地绘制出样品反射光的3D角度图。

利用“锁定放大”的技术可以令探测器与光脉冲同步,这大大降低了光谱中的噪声。该研究团队表明,仪器SHADOWS可在350-5000 nm的宽光谱范围内工作,实验样品的温度范围为-20°C至250°C。为了证明该仪器对极暗样品有效,研究团队获得了碳纳米管黑体(目前已知最暗的合成物质)的角度相关光谱,这表明SHADOWS可以研究反射低至0.035%入射光的材料。

Potin表示,这种仪器的方向性可以揭示目前其他技术无法获得的样品重要结构新信息,目前该团队正在对SHADOWS包括测量反射光偏振变化在内的功能进行改进。

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