国家天文台Schmidt望远镜新CCD相机研制成功

周旭

在科学院及天文台的支持下,我们对国家天文台的60/90厘米Schimidt望远镜曾经进行过全面的技术改造,配备了2048×2048像元的大面积CCD, 15个中等带宽滤光片和多种窄带滤光片,组成了在国际上极富创新特色的大视场、高精度、低分辨的大样本天体光谱巡天系统。这套系统引起了国际天文界的重视,由此建立了BATC合作计划,并开展了从小行星、星团、星系、星系团、类星体到宇宙大尺度结构等一系列有特色研究课题,取得较好的成果。

随着课题研究的深入和国际国内观测技术的不断发展,该CCD探测器的性能已经不能满足课题研究的需要。以前所使用的是传统的厚片CCD,它对波长短于4000埃的天体辐射很不敏感,无法用来对巴尔末跃迁及其短波范围进行观测,而这些短波段观测数据对识别恒星系统内的恒星成分、研究星系及星团的演化历史有着至关重要的作用。因此,我们在国家天文台的大力支持下,借助LAMOST项目和CCD实验室的有利条件,对国家天文台60/90 厘米Schimdt望远镜的探测器部分进行更新改造。

CCD相机的研制是在美国Lick天文台的魏名智教授和Richard Stove教授、LAMOST项目组的王钢研究员、CCD实验室人员以及蒋兆基研究员等BATC课题组人员的共同努力下合作完成的。

首先使用的是LAMOST的工程级E2V CCD芯片。自从20061月中旬该CCD到货后,我们就开始了紧张的前续准备、制作调试和性能测试工作,春节期间也没有中断。我们经过工作中的反复摸索,解决了许多技术困难。在一个月时间内,新的CCD相机就开始投入了正式观测。此后,我们又完成了对新相机增益、读出噪声和线性等各种性能的测试,并升级了控制软件。200610月,我们再次将工程级CCD芯片更换成正式的科学级CCD并再次进行完整的测试工作。圆满完成了BATC CCD相机的改造工作。

CCD相机在如下方面的性能上有显著提高:

 

E2V CCD

老系统 CCD

CCD像元数目

4096x4096

2048x2048

CCD 空间分辨率

12um/pixel 1.3"/pixel

15um/pixe1.7"/pixel

视场

92'x92'

58'x58'

读出噪声

<4e

>12e

蓝端量子效率(4000埃)

 92.2%

5%

红端量子效率(8500埃)

59.4%

40%

特此感谢国家天文台领导、LAMOST工程、CCD实验室和协助我们工作的兴隆基地的同事们!

 

1:有相互作用的三个星系:M81,M82NGC3077。射电观测发现他们之间有中性氢的联系(Yun, M.S.,et al. 1994, Nature, 372, 530)。我们利用老系统曾发现星系间存在恒星分布(SUN,W.H.,ZHOU,X.,et al. 2005,ApJL)。深色(彩色)部分为原CCD 相机的58x58视场,浅色(黑白)部分为新CCD相机的92x92视场。


2:著名的相互作用星系M51M52

3:从图2中截取的M51M52所在位置的局部图象