关于上海天文台156m望远镜#1 CCD照相机的稳定性.PDFVIP

　　中　国　科　学　院　上　海　天　文　台　年　刊 ２００９年　总第３０期 　 ＡＮＮＡＬＳＯＦＳＨＡＮＧＨＡＩＯＢＳＥＲＶＡＴＯＲＹ ＡＣＡＤＥＭＩＡ ＳＩＮＩＣＡ 　Ｎｏ．３０，　２００９ 关于上海天文台１．５６ｍ望远镜 ＃１ＣＣＤ照相机的稳定性 潘红　姚保安 （中国科学院上海天文台，上海２０００３０） 提　　要 天文台使用的液氮冷却的ＣＣＤ照相机，多数是２４ｈ保持冷却状态的。由于种种原因，上海天 文台的１．５６ｍ望远镜上的ＣＣＤ照相机并非如此，只能每次观测前开始液氮冷却。按照文献记述， 使用液氮冷却的ＣＣＤ照相机，在达到指定温度后，至少再过２ｈ性能才能稳定。１．５６ｍ望远镜的＃ １ＣＣＤ照相机使用的是与众不同的Ｌｉｃｋ天文台的控制电路，对其性进行了测试。结果表明，ｂｉａｓ的 图案在达到给定温度后就已稳定，但其平均值要在达到给定温度后３ｈ才能稳定。而要使平场真正 稳定到 ０．２％，需要在温度稳定后的４ｈ。如果ＣＣＤ工作时突然断电，其结果有随机性。一次试验 ≤ 表明，短暂断电后６ｍｉｎ，ｂｉａｓ和平场都能恢复正常；但另一次试验表明，断电后的ｂｉａｓ和平场都稳定 在另一种状态，不能恢复到断电前的情况。 主题词：天文望远镜 — ＣＣＤ— 稳定性 分类号：Ｐ１１１．２１，ＴＮ３８６．５ １　引　言 各大天文台使用的液氮冷却的ＣＣＤ照相机，绝大多数是２４ｈ保持冷却状态的。但由于种 种原因，上海天文台的１．５６ｍ望远镜上的ＣＣＤ照相机并非如此，只能每次观测前开始液氮冷 却。按照文献的记述，使用液氮冷却的ＣＣＤ照相机，在达到指定温度后，至少需再过２ｈ性能 才能稳定。如果ＣＣＤ工作时突然断电，会改变ＣＣＤ照相机的性能。１．５６ｍ望远镜的＃１ＣＣＤ ［１］ 照相机使用的是与众不同的Ｌｉｃｋ天文台的控制电路 ，其性能如何，我们进行了测试。 测试所用的方法与结果在第二节叙述。断电的影响见第三节。 ２　方法和结果 对于稳定性的标准，不同的课题有不同的要求。例如，对于恒星定位工作，只要星像圆而 尖锐，不做平场改正，影响也很小。而对高精度的测光工作，希望得到０．１～０．２％的平场精 度。本文涉及的稳定性，是从发挥ＣＣＤ探测器最大潜力的角度来进行探讨的。 收稿日期：２００９０７１７；　修回日期：２００９０８０５ 总第３０期　　　　　　潘红等：关于上海天文台１．５６ｍ望远镜＃１ＣＣＤ照相机的稳定性 ９３ ２．１ｂｉａｓ的稳定性 ｈ ｍ ｓ 试验在２００９年２月９日晚进行。ＣＣＤ的温度在加入液氮后连续降低，在１９２１３６已达 －１００．６℃。试验进行了５．５ｈ，结束时的温度为－１００．３℃，说明温度稳定。但恒温装置显示 的温度，不断起伏于－９７．５～－１０１．１℃之间（有一次为－９６．６℃），它可能并不是ＣＣＤ探测器 ｈ ｍ 的真正起伏。我们从１９２１开始计算温度稳定后的时间。在我们过去使用过的ＣＣＤ照相机 中，有的ｂｉａｓ是很稳定的，在一整夜的观测过程中，其平均值不变，而且其ｂｉａｓ没有图案（ｐａｔ ｔｅｒｎ），所以减去ｂｉａｓ实际上只是减一常数。有的ｂｉａｓ有图案，并且其平均值在一夜间可变化 ［２］ 几十ａｄｕ。Ｈｏｗｅｌｌ 指出，ｂｉａｓ的平均值仅在几个月或更长的时间里会有变化，但是不会出现 每晚甚至每观测一帧照片就发生变化的情况。否则就是 ＣＣＤ的读出电路应该改正，该 ＣＣＤ 就该退役了。其实，ＣＣＤ如果有ｏｖｅｒｓｃａｎ区，只要ＣＣＤ的图案稳定，ｂｉａｓ平均值的漂移是可以 改正的。＃１ＣＣＤ的ｂｉａｓ有图案（见图１）。当它的温度稳定前（－８８．９℃）时，其ｂｉａｓ与稳定后 ４ｈ的ｂｉａｓ之差，见图２。沿该图某列的扫描见图３。因为ｂｉａｓ的图案达到稳定所要的时间较 短，温度在 －９５．４℃