2.5M logo Добро пожаловать на страницу
КАВКАЗСКОЙ ГОРНОЙ ОБСЕРВАТОРИИ
ГАИШ МГУ им.М.В.Ломоносова!

43°44'10" N, 42°40'03" E, 2112m a.s.l. Elbrus


Погода на
КГО

english version

Двухлучевой транзиент-спектрограф TDS

Оптический двухлучевой спектрограф низкого и среднего разрешения TDS – это штатный прибор 2.5-м телескопа, предназначенный для классификации и спектрального мониторинга сверхновых звёзд и других транзиентов, нестационарных объектов и галактик в оптическом диапазоне от 0.36 до 0.72мкм со спектральной разрешающей силой R до 3000. Представляет собой линзовый классический щелевой инструмент "гнутой" системы с дисперсорам – голографическими решётками с объёмной фазовой решёткой (Volume-phase holographic grating). Повышение эффективности достигается разделением света на синий и красный каналы при помощи дихроичного делителя, в которых используются оптимизированные под рабочие диапазоны дисперсоры, камерные объективы и ПЗС-камеры формата 512х2048 пикселей. В качестве приёмников выбраны камеры Andor Newton 940P с ПЗС E2V CCD42-10 версий BU и BV, определяющих оптимизацию противоотражающего покрытия приёмника и окна криостата для синего и красного каналов, соответственно.

Спектрограф имеет дистанционно устанавливаемые (сменные) щели для оптимизации соотношения пропускание/разрешение в зависимости от задачи и текущего качества изображения, а также возможность быстрого выбора дисперсии в синем канале, позволяющего получать полное покрытие синей части (0.35–0.56мкм, режим "B") или повышенную дисперсию в зелёной части спектра (0.46–0.55мкм, режим "G"). Для универсальности и возможности наблюдать с повышенной дисперсией в районе Halpha, дисперсор красного канала (0.56–0.74мкм, канал "R") также устанавливается на турель для возможности альтернативных режимов и в красной полосе. Равные углы отклонения в одном канале достигаются компенсирующими призмами (типа "гризмы"), наклеенными на решётку повышенной дисперсии (в синем канале – режим "G").

Обе ПЗС-камеры имеют охлаждение Пельтье до -80..-100гр.Ц, что достигается воздушным обдувом и/или жидкостным охлаждением теплообменника Пельтье при помощи чиллера. Управление прибором и камерами идёт из ПО под ОС Linux, с использованием SDK производителя и оптоволоконного USB-удлинителя. Управляющий компьютер расположен в серверной комнате башни.

Спектрограф позиционирован как штатный прибор, оптимизированный для максимальной эффективности и дежурного режима работы на телескопе. Устанавливается в фокусе Кассегрена в окне блока фильтров и затвора (FSU) широкоформатной штатной ПЗС-камеры; свет на щель перебрасывается вводимым внутри FSU зеркалом. Предусмотрен и калибровочный блок на основе интегрирующей сферы и соответствующего зеркала для переброса света от источников непрерывного и линейчатого спектра на щель, а также возможность щелевого ПЗС-подсмотра.

Основные параметры спектрографа

Фокусное расстояние коллиматора, мм Fcol 304
Фокусное расстояние "синей" (B,G) камеры Frcam 115 мм
Фокусное расстояние "красной" (R) камеры Fbcam 115 мм
Линейная (угловая) ширина щели, мкм (") s 70(0.7); 100(1.0); 150(1.5); 1000(10)
Линейная (угловая) высота щели, мм (") S 18(186)
Диапазон длин волн, мкм Range 0.36 -- 0.56(B); 0.46 - 0.55(G); 0.56 - 0.74(R)
Длина волны разделения каналов (дихроика), мкм Lam_Splt 0.567
Разрешающая способность R 1300(B); 3000(G); 2500(R)

Полное описание проекта спектрографа включает постановку задачи и выбор оптимальных схемы и параметров спектрографа.


Новости


Первые спектры калибровочных ламп

7 декабря 2017 года

В оптической лаборатории ГАИШ проведена предварительная юстировка оптической схемы красного канала спектрографа с использованием дифракционной решётки 1200lpmm@656nm спектрографа (режим R), получены спектры неоновой лампы. Предварительная оценка уровня рассеянного в крылья линий света – менее 1%. Ширина изображения 0.7" щели в области 700нм - 0.7", в области 580нм - 1.0", что свидетельствует о необходимости продолжать юстровку, однако уже укладывается в спецификацию.

Первые оценки качества изображений без дисперсии.

1 декабря 2017 года
На оптическом столе собрана схема спектрографа в составе:

1. Осветитель (лазер 632нм или лампа с фильтром Bessel R, с линзовым перебросом и рассеивателем)

2. Щель (50, 70, 100, 150мкм; выполнена лазером в листовой нержавейке 100мкм)

3. Коллиматор в штатной оправе

4. Диафрагма зрачка d37мм (вместо VPH-решётки)

5. Камерный объектив "красного" канала в штатной оправе

6. Лабораторная камера VA1300B (пиксель 20мкм)

Получены изображения тест-объектов ( одиночная и двойная щели, массив 10-ти 70мкм отверстий с шагом 700мкм) с полным заполнением зрачка. На рисунке показано 3D-представление одного из элементарных изображений, показывающее симметрию и хорошую концентрацию энергии.

Характеризация ПЗС-камеры синего канала.

23 ноября 2017 года

Камера Andor Newton 940P-BU с серийным номером CCD-21061 была закуплена по гранту РНФ 17-12-01241 и получена в ГАИШ в ноябре. В оптической лаборатории проведены испытания работы камеры и получены первые оценки её характеристик . По шумам считывания (3.1e), косметическому качеству детектора, уровню неоднородности чувствительности и пределам нелинейности и заполнения ячеек детектор оказался в соответствии с паспортными характеристиками и спецификацией.

Оптимизирована схема синего канала

4 сентября 2017 года

Для объектива "синего" канала спектрографа, после нескольких пробных вариантов, была выбрана оптическая схема, аналогичная красному каналу. Она включает 5 линз в 3 группах, имеющих умеренные кривизны. В целом удаётся добиться качества изображения с EE80 в пределах 1 пиксела в диапазоне от 0.36 до 0.56мкм.


Проверены линзы коллиматора и камеры красного канала

1 августа 2017 года

Полученные от фирмы "Энергия-УФ" оптические элементы коллиматора и объектива (рабочий и лабораторный комплекты) проверены на соответствие критериям качества, отсутствие царапин и повреждений противоотражающего покрытия и признаны годными для сборки.


Получены дисперсоры красного и синего каналов

1 июня 2017 года

Прибыли заказанные в фирме Wasatch Photonics голографические решётки d50мм: R 1200l/mm @656nm, B 900l/mm @460nm и G 1800l/mm @505nm . "Синий" и "зелёный" дисперсоры – заказные, красный – стандартный.


Расчёт дихроика-делителя каналов

15 марта 2017 года

Для спектрографа TDS фирмой Asahi Spectra был рассчитан дихроичный делитель с беспрецедентной эффективностью (потери менее 3%) и гладкостью расчётных кривых. Оптимальный размер дихроика 100х70мм (пучок 54x76мм). Идёт поиск альтернативных поставщиков, способных представить нечто хотя бы не сильно хуже этих характеристик.


Изготовление оптики красного канала

1 февраля 2017 года

Фирмой "Энергия-УФ" (СПб) начато изготовление комплектов просветлённой оптики коллиматора и объектива красного канала


Материал для оптики красного канала

1 декабря 2016 года

Прибыл заказанный в Санкт-Петербурге комплект заготовок для оптики спектрографа (коллиматор и камера красного канала), начата работа по проверке фактических характеристик материала и дооптимизации схемы красного канала

Работы по изготовлению спекрографа TDS поддержаны грантами РНФ 16-12-10519 (изготовление и тестирование оптики "красного" канала и основного конструктива аппарата), РНФ 17-12-01241 (изготовление и тестирование "синего" канала) и Программой развития МГУ.


По всем вопросам, связанным со спектрографом TDS следует обращаться к н.с. Лаборатории Новых Фотометрических Методов ГАИШ Потанину С.А.: mailto
контакты: kgo@sai.msu.ru
©Кавказская Горная обсерватория ГАИШ МГУ им.М.В.Ломоносова - 2006-2009.

Valid HTML 4.0 Transitional