由天文所與夏威夷「加法夏天文台」（CFHT）合作之廣角紅外線相機（Wide-field
InfraRed Camera, WIRCam），在6 月底完成最後的整合步驟，並在測試中順利得到
高解析度的廣角紅外線影像，預計10 月起正式運轉。這個全世界最先進的近紅外線
相機，不但大幅提昇近紅外線觀測的效率，且對高紅位移天體、本銀河系之棕矮星、
恆星形成過程等相關研究產生深遠的影響。
發展天文研究，亦需建制儀器製造的能力，此為天文所的重要策略，旨在確保進行研
究時，能掌握最尖端的儀器技術，使研究保持世界一流的水準。天文所於2000 年開始
進行可見光與紅外線天文學的研究（係與台灣大學合作，以執行教育部的「追求卓越
計畫」），經過廣泛的討論和徵詢，最後遴定夏威夷的CFHT 作為學術合作對象。CFHT
目前有世界上最好的四米級望遠鏡之一，使用該望遠鏡所發表的論文數目，與八米級
望遠鏡相比毫不遜色；它具有相當完整的使用者介面及先進的觀測儀器，尤其是調制
光學（adaptive optics）系統及廣角影像設備。由於它位於毛納基峰（Mauna Kea）
的前端，不受其他望遠鏡造成的大氣擾動，因而具有最佳的視相，可說是最佳的觀測
位置。在八米級望遠鏡時間取得困難的狀況下，CFHT 成為我們最佳的合作對象。其合
作內容，除由我方提供部分經費外，並參與新一代廣角紅外線相機的研發，及取得68
個晚上的觀測時間。此計畫係於2001 年初完成系統設計，由加拿大、法國、美國及台
灣共同組成的研究團隊進行研發。筆者所負責的紅外線實驗室，參與系統設計、紅外
線陣列測試、陣列控制系統研發及相機系統整合工作。WIRCam 的設計，選擇能涵蓋較
大的視野達到20.5×20.5平方角分，以提供高解析度之廣角近紅外線影像，縮短了觀測
的時間；對於需要高解析度的影像，則利用次像素位移（micro-dithering）的觀測來
增加解析度。
百萬像素的紅外線陣列，是目前全世界像素最多的紅外線相機。WIRCam 具有兩大特徵
，首先，它採用了最先進的HAWAII-2RG 紅外線陣列，是全世界第一個可密接式的紅外
線陣列，這種新一代的紅外線陣列，利用連接數個陣列，這種新一代的紅外線陣列，
利用連接數個陣列，以大幅增加相機的像素數目。此外，它具有讀取任意區域的視窗
模式（window mode），可取代傳統相機中的導星系統，並可使用與影像相同波段的紅
外線導星。這些優點大幅簡化了WIRCam 的系統與設計，降低了系統的困難度。WIRCam
的另一個特點，在於使用低溫光學系統，降低鏡片本身的熱輻射，使整個相機的工作
溫度約在-190℃。這些大型的紅外線鏡片，多為易碎材料，因此系統降溫速度極慢，
需要36 小時才能達到工作溫度。而在光學系統中，WIRCam 搭配有一調整鏡片，可以
利用高速的導星影像修正天體影像，以提升影像的品質。
WIRCam 從94 年初開始進行系統整合，3月完成，不但通過測試，且得到清晰的影像，
也宣布相機幾近完成。在接下來的幾個月內，將進行系統電路的微調、望遠鏡控制系
統整合及影像處理軟體的測試，以期正式運轉時，得以提供最佳的效率與影像品質。
藉著參與WIRCam 計畫，天文所紅外線工程團隊累積許多寶貴的經驗，可說是目前國內
最有經驗的團隊，未來將積極參與下一代天文儀器的研發工作。而WIRCam 的成功整合
，將吸引更多天文學家投入可見光與紅外線的研究，奠定國內在該領域的發展。
王祥宇（天文及天文物理研究所籌備處助研究員）
資料來源：中研院天文網，2005.08.22
* 轉載自臺北天文館
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