Observation of auroral spectrum with a newly developed spectrograph

Abstract

A new spectrograph has been developed at NIPR (National Institute of Polar Research) for observation of auroral spectrum. The instrument consists of a large fish-eye lens (180-deg FOV (Field Of View), f = 6 mm, F1.4) which provides high luminosity, a slit which passes the light from the sky along meridian direction, a collimating optics, a grism with 600 gr/mm, an imaging optics, and a digital camera with a back-illuminated CCD (Charge Coupled Device) chip of 512 x 512 pixels. Actual performance of the spectrograph (wavelength range of 420 - 735 nm, spectral resolution of 1.5 nm and sensitivity of 0.06 cts/pixel/Rayleigh/sec at 558 nm) was obtained through calibration performed using NIPR optical calibration facility. The spectrograph was deployed at Aurora Station in Longyearbyen, Spitsbergen in early March 2000 and the full season observation will be started in the fall of this year. However, some interesting aurora spectra have already been obtained in the test observation period.

国立極地研究所ではオーロラスペクトル観測を行うため新スペクトログラフを開発した。装置は高光度大型魚眼レンズ(180度FOV(視野)、f=6mm、F1.4)、子午線方向上空からの光が透過するスリット、コリメータ・オプティクス、グリズム(600 gr/mm)、イメージング・オプティクス、背面照射型 CCD(電荷結合素子)チップデジタルカメラ(512×512画素)で構成される。スペクトログラフの性能(波長域420?735nm、スペクトル分解能1.5nm、波長558nmにおける感度0.06cts/pixel/Rayleigh/sec)は、国立極地研究所の光学系較正設備を用いて較正を行うことにより得た。2000年3月上旬にスピッツベルゲンのLongyearbyenオーロラ観測所にスペクトログラフを配備し、同年秋には全季観測が開始される予定であるが、試験観察期間中に興味深いオーロラスペクトルがすでに得られている。