[发明专利]一种自动光谱观测系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种自动光谱观测系统及其控制方法，该系统包括光路组件和控制器，光路组件包括定标灯，定标灯包括空心阴极灯和卤素灯，沿着空心阴极灯射出的光线上依次设置有第一准直镜、第一滤光片、分光器和第一成像镜，沿着卤素灯射出的光线上依次设置有第二准直镜、可移动的碘盒和第二滤光片，卤素灯射出的光线进入分光器；空心阴极灯射出的光线穿过第一成像镜后进入光纤，并从光纤出来后依次经过扩焦系统、第一反射镜、狭缝和光谱仪，从狭缝处反射的光依次经过第二反射镜和第二成像镜进入控制器；第一反射镜的上方为天文望远镜，通过所述天文望远镜的星光通过狭缝进入光谱仪。本发明成本低，效率高，通用性好，稳定性好。

技术领域

本发明属于天体观测技术领域，具体地说，涉及一种自动光谱观测系统及其控制方法。

背景技术

天文光谱观测是研究各种恒星的元素丰度、星震、类太阳活动、恒星大气和星周环境、系外行星等国际前沿课题的重要手段，对研究恒星内部结构和演化、星系和宇宙的演化有重要意义。

光谱观测需要进行谱线比对，不仅需要观测目标谱线，还要拍摄定标谱线。光谱仪通常由一个可移动的反射镜来切换光路，移开反射镜则望远镜指向的目标天体光线进入光路，可进行目标光谱拍摄，移入反射镜则引入定标灯光线，可进行定标光谱拍摄。自动光谱观测主要是涉及到CCD相机和定标灯系统的控制，根据观测任务列表控制定标灯的开启和关闭，定标灯光路和望远镜光路的切换，然后控制CCD的曝光。

现有光谱观测控制方案按自动化程度分有两种：一种是手动控制，即定标灯控制和光谱拍摄CCD相机控制软件相对独立，需要人工操作软件切换定标灯后进行相应的定标谱线和目标谱线的拍摄。如MaxIm DL软件是Windows操作系统最常用的CCD控制商业软件，具有滤光片控制、望远镜控制、调焦控制、原定控制和图像处理等功能，支持目前绝大部分商业CCD相机。但是由于该软件没有定标灯控制功能，Windows操作系统下还无法实现光谱自动观测，只能手动控制两个独立的软件进行光谱观测；手动控制效率低，对天文观测来说时间是很宝贵的，有效提高观测效率非常重要。

另一种为光谱仪所有设备都是统一厂家订制的高级方案，一般是linux操作系统下通过编写比较复杂的软件或脚本统一控制定标灯系统和CCD相机实现自动光谱观测。这种方案可以实现光谱自动观测，但是成本非常高，通用性也不好。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自动光谱观测系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种自动光谱观测系统，包括光路组件和控制器，所述光路组件包括定标灯，所述定标灯包括空心阴极灯和卤素灯，沿着空心阴极灯射出的光线上依次设置有第一准直镜、第一滤光片、分光器和第一成像镜，沿着卤素灯射出的光线上依次设置有第二准直镜、可移动的碘盒和第二滤光片，所述卤素灯射出的光线最终进入分光器；所述空心阴极灯射出的光线与卤素灯射出的光线垂直；所述空心阴极灯射出的光线穿过第一成像镜后进入光纤，并从光纤出来后依次经过扩焦系统、第一反射镜、狭缝和光谱仪，从狭缝处反射的光依次经过第二反射镜和第二成像镜进入控制器；所述第一反射镜的上方为天文望远镜，通过所述天文望远镜的星光通过狭缝进入光谱仪。

可选地，所述的控制器包括中央处理器，所述的中央处理器分别通过导线连接有光谱仪、光谱CCD、监视CCD和定标灯控制系统，从第二成像镜射出的光进入监视CCD，所述光谱CCD设置在光谱仪的下方。

可选地，定标灯控制系统包括定标灯控制电路，所述的定标灯控制电路通过导线分别连接有定标灯和反射镜系统，所述定标灯包括空心阴极灯和卤素灯，所述空心阴极灯和卤素灯分别与定标灯控制电路相连接；所述反射镜系统包括步进电机，所述步进电机与精密平移导轨相连接，所述精密平移导轨的两端分别设置有第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关和第二限位开关分别通过导线与定标灯控制电路相连接，所述精密平移导轨上设置有第一反射镜。

可选地，所述的中央处理器为个人计算机。