上海台156m望远镜新CCD照相机系统.pdf

　　中　国　科　学　院　上　海　天　文　台　年　刊 ２００３年　第２４期　　 ＡＮＮＡＬＳＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＯＢＳＥＲＶＡＴＯＲＹ ＡＣＡＤＥＭＩＡ ＳＩＮＩＣＡ　　Ｎｏ．２４，　２００３ 上海台１．５６ｍ望远镜新 ＣＣＤ照相机系统 陶　隽　俞　健　钱伯辰　邵松臣 梁兆刚　潘红鉴　曹　凯　戴元龙 （中国科学院上海天文台，上海２０００３０） 提　　　要 介绍了安装在中国科学院上海天文台１．５６ｍ望远镜上的新 ＣＣＤ照相机系统，内容涉及 ＣＣＤ 的量子效率、增益、控制器、观测程序以及滤光片等情况，为使用该 １．５６ｍ望远镜的天文学家提供 了所需的参数。 主题词：ＣＣＤ— 量子效率 — 增益 — 滤光片 分类号：Ｐ１１１．３ １　引　　言 电荷耦合器件ＣＣＤ自２０世纪６０年代末出现以来，以其良好的线性、高量子效率（ＱＥ）、 大的动态范围以及数字化等优点在天文观测中发挥了巨大的作用。上海天文台１．５６ｍ望远 镜在１９９４年配备了美国Ｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ公司的ｓｅｒｉｅｓ２００ＣＣＤ照相机。然而，ＣＣＤ的技术发展很 快，原先的ＣＣＤ已经不能满足天文观测对大视场和高量子效率（ＱＥ）的要求。２０００年１２月 我们开始了新ＣＣＤ的研制。我们购买了ＳＩＴｅ公司的２块科学级的芯片，在美国Ｌｉｃｋ天文台 ＣＣＤ实验室进行ＣＣＤ照相机（包括ＣＣＤ控制器、观测程序）的安装。我们只参加了其调试和 性能测试过程。新ＣＣＤ照相机于２００２年４月底完成，５月２４日运到国内，然后在望远镜上进 行最后调试，整个项目于２００２年８月完成并投入使用。为了方便观测者使用，我们在本文中 对新ＣＣＤ照相机系统的有关参数作一介绍。 ２　ＣＣＤ照相机系统的有关参数 新ＣＣＤ照相机的关键部件ＣＣＤ芯片和控制器均从美国进口。芯片尺寸是４９．１２５ｍｍ× ４９．１２５ｍｍ，而老的ＣＣＤ芯片尺寸是１９．５ｍｍ×１９．５ｍｍ，因而老系统的一整套配套部件都不再 适用。为此，我们重新设计了相关部件，包括望远镜的接口、滤光片的转盘、滤光片、快门以及 杜瓦瓶。 ２００３年２月２５日收到． 中国科学院综合计划局装备处、上海市科学技术委员会项目（０２ＱＡ１４０５５）、中国科学院光学天文开放实验 室资助课题． ７６ 中 国科 学 院上 海 天 文 台年 刊　　　　　　　　　　　　　２００３年 ２．１ＣＣＤ芯片 ＣＣＤ芯片是两块相同型号的背光照明薄片ＣＣＤ，为科学级二级。芯片表面镀有光学波段 防反射膜，可以使用ＭＰＰ（Ｍｕｌｔｉ－Ｐｈａｓｅｐｉｎｎｅｄ）技术降低暗流。根据ＳＩＴｅ公司给出的参数和 美国Ｌｉｃｋ天文台ＣＣＤ实验室测试的结果，其主要技术参数列于表１。 表１　新ＣＣＤ照相机芯片的主要技术参数 Ｔａｂｌｅ１　ＭａｉｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｎｅｗＣＣＤｃｈｉｐ 　　参数名 参数值 　　芯片型号 ＳＩＴｅＳＩ－４２４ＡＢ 　　像素数 ２０４８×２０４８ 　　像素大小／ｍ ２４×２４ μ 　　电荷转移效率 ０．９９９９９ － ３３００００ 　　满阱电荷／ｅ － ４～５ 　　读出噪声／ｅ 　　量子效率ＱＥ 见图１ 量子效率（ＱＥ）是温度的函数，图１给出了我们在Ｌｉｃｋ天文台的ＣＣＤ实验室所测的ＱＥ 值。具体的做法是将ＣＣＤ照相机冷却到－９０℃，用两种光源，一种是紫外