Il cielo notturno a Mauna Kea Subaru 8.2 m
I 2 Keck (D=10 m)
1990 ottiche attive & adattive
CFHT 3.5 m
1978
Gemini North 8 m
2000
Mauna Kea Il IR a Mauna Kea e a ESO
UKRT (UK InfraRed Telescope – Mauna Kea) 3.8 m , 1979
Scala di un telescopio
Esprime la corrispondenza fra la separazione lineare (cm, mm) sul piano focale del telescopio e la separazione angolare (gradi, primi, secondi) in cielo
Normalmente si esprime in secondi d'arco su millimetri,
es. 17”/mm, 50”/mm ecc.
s
=tg Θ
F
F
s
Θ
s
≃Θ
F
è in radianti
Θ
θ= 1
s F
Θ
Se esprimo in secondi d'arco e F in mm ho la scala in arc sec/mm
206264.81 206264.81
θ
=
s
F
Aumenta la risoluzione
Al crescere di F
Diminuisce il FOV
Esercizio 15
Determinare la scala di due telescopi aventi F=6 m e F=20 m . Se entrambi hanno un campo “corretto” al piano focale pari a 20 cm. Qual è il loro FOV ? Se al piano focale collochiamo un CCD 2048 x 2048
Con un pixel size di 15 micron.
Qual'e' la scala sul CCD. E il FOV?
Quanti CCD dobbiamo mettere a mosaico per coprire la totalita' del campo corretto? CCD
Abell 2218
CCD
Il CCD è costituito da una serie di elementi indipendenti (i pixel, picture element)
I pixel hanno dimensioni fra i 10 e i 30 μ
Le dimensioni dei CCD sono dell'ordine di alcuni cm. Ogni pixel è in grado di “trattenere” gli elettroni prodotti per effetto fotoelettrico dalla radiazione incidente.
Il numero di elettroni è proporzionale al numero di fotoni e alla loro energia.
La relazione fotone elettrone non è 1 a 1 Ne
Q.E.=
N ph
Un fotone di energia fra 1.14 e 5 eV produce una coppia elettrone lacuna.
Un fotone con energia maggiore di 5 eV
produce più di una coppia .
Gli elettroni si ricombinano (con le lacune) in un tempo brevissimo (100 micro secondi).
La relazione fotone elettrone non è 1 a 1 Ne
Q.E.=
N ph
I valori che “leggiamo” sul CCD non sono il numero di elettroni ma una quantità ad esso legata, le ADU (analogic to digital units) dette anche “conteggi”.
Il guadagno (gain) del CCD stabilisce il legame fra elettroni ed ADU
Ne
gain=
ADU
La capacità di raccolta dei pixel non è illimitata.
Full well capacity (dipende dal CCD) tipicamente fra 100 000 e 600 000 el.
Superato questo valore il pixel è detto saturo
Allo stesso modo il numero di ADU non è illimitato ma dipende dalla precisione del sistema di acquisizione dati.
Generalmente i numeri interi sono registrati su 2 byte (16 bit). Pertanto si hanno a disposizione ossia
216
65536 valori, ossia valori fra 0 e 65535 Esercizio16
Se abbiamo a disposizione 65535 ADU e un CCD con una full well capacity di 200 000 elettroni, qual è il valore del guadagno che ci consenta il massimo range dinamico?
Esercizio17
L'intervallo di conteggi di un CCD varia fra 0 e 65535. Calcolare il corrispondente range dinamico in magnitudini.
Risposta
uniforme
Q.E. 100 %
linearità
Un rivelatore perfetto
Range
dinamico
illimitato
Rumore
nullo
Caratteristiche
fisiche note
Q.E. di un CCD:
2000 x 4000
15 μ
La linearità di un CCD:
In ascissa i conteggi, in ordinata la percentuale di non linearità
(+/­ 10%)
Esercizio 18
Esponiamo il CCD ad una sorgente luminosa
(per es. una stella, non variabile) per 1,2,4,8 secondi.
Otteniamo i seguenti conteggi (somma e/o integrale
su tutta la stella, cielo sottratto): 10431, 20221,40143 e 81204.
Determiniamo la linearità del CCD.
Esercizio19
L' esposizione di un CCD ad una sorgente di luce uniforme (Flat Field) produce (una media) di 1800 conteggi.
Le variazioni di risposta strumentali (pixel to pixel variation) sono pari all' 1%. Sono maggiori o minori della fluttuazione statistica associata al segnale?
Che valore devono avere i conteggi per consentire la rilevazione della pixel to pixel variation?
