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Espectrógrafo Boller and Chivens
El diagrama esquematica del espectrógrafo Boller & Chivens
esta presentada abajo.
El espectrógrafo esta montado sobre un foco f/12 Cassegrain
del telescopio, esta equipado con un colimador y una cámara con
longitud focal de 1080 mm y 465 mm respectivamente.
Con la escala de placa de 8.185''/mm, esta corresponde aproximadamente
0.463''/pix
()
a lo largo de la direccion espacial en el TK1024 CCD como
detector. El ancho de la ranura
(o rendija) puede ser cambiado manualmente hasta 1000 micras con un
intervalo de 1 micra. La ranura con un ancho de 250 micras (2 segundos de arco)
corresponde en el detector aproximadamente 4 pixeles.
Longitud maxima de la ranura es de 3 minutos de arco. El espectrógrafo
usa una rejilla de reflección, cuyo angulo de orientación
puede ser cambiado usando un micrometro en intervalos de 5 minutos de arco.
A lá&mpara de HeAr esta disponible con el espectrógrafo
para poder calibrar los longitudes de onda.
Por defacto, la ranura esta orientada a lo largo de este-oeste.
Esta corresponde la lectura de 263 grados en la panel de montura
del telescopio (bueno, hay mas que una manera de montar el espectrógrafo
y desafortunadamente no esta montado siempre en la misma manera).
Para cambiar la orientación de la ranura, es necesario
girar todo el panel.
Características CCD
Curva de Eficiencia Cuántica
Adquisición de Datos
Almacenamiento de datos
Rejillas Disponibles
Cámara de Guiado
Calibración y Eficiencia
CCD
El detector CCD de la cámara directa utiliza un chip Tektronix
con las siguientes características:
| Tipo |
Tektronix TK1024 AB grado 1 |
| Tamaño de Imagen |
1024 x 1024 pixeles |
| Tamaño del pixel |
24 x 24 micras |
| Corriente Oscura |
0.4 e-/hora |
| Temperatura de operación |
-110° C |
| Full Well Capacity |
503 ke- |
| Nivel Medio del Bias |
1000 ADU en 1x de ganancia |
| Velocidad de Lectura |
40 Khz. |
| Resolución |
16 bit |
| Medición de ganancia y ruido |
| Medición en 1X de ganancia |
7.68 e-/ADU |
Ruido |
8.4 e- RMS |
| Medición en 4X de ganancia |
1.85 e-/ADU |
Ruido |
3.7 e- RMS |
| Respuesta Lineal |
0.1 % |
|
|
Curva de Eficiencia Cuántica
Adquisición de datos
Para el control de la cámara CCD y la adquisición de datos
se utiliza el software PMIS que funciona bajo el ambiente WINDOWS 98 .
La información se envia por ftp a la SUN Ultra1 para que se
pueda analizar posteriormente.
Una CD-writer tambien esta disponible en el PC de la adquisición de
datos. Las citas (4-mm DAT) y CDROMS (read & write) estan disponibles
en el observatorio. Las guias para escribir en
DAT y
CDROM.
Referencia Rápida para la adquisición de datos
-
Inicialización
Para inicializar el Software
PMIS seleccione el acceso directo PMIS en la computadora utiliazada para
la adquisición de datos.
La adquisición de
datos se puede realizar desde la línea de comandos o utilizando
los menús. Asi mismo, los parametros como el formato del CCD,
la ganancia, etc se pueden modificar usando el menú o desde la
línea de comandos.
-
Menu de adquisición de Datos
Abra una ventana para la
adquisición de imágenes presionando Image en la ventana de
comandos. Para tomar imágenes vaya a Acquire y presione expose
(y seleccione el tiempo de integración), para un objecto
seleccione bias exposures. Una vez que se ha tomado la imagen se graba
con File-Export-Fits16.
-
Macros para la adquisición de datos
Las imágenes se toman
utilizando la línea de comandos. Se tienen varios macros para sobrellevar
las limitaciones (ej. overscan, fits headers, adquisición
de múltiples imágenes) del sistema de adquisición
usando el meú. Se recomienda
que se utilicen estos macros. Las instrucciones para su uso son como sigue:
Cli> imdir "directorio" "[Observador]" "[S]"
-------------Asignar parametros de la camara.
El comando imdir asigna el directorio (ej. "C:\usuarios\ydm\n1")
en donde se van a grabar las
imágenes. Cabe decir que este directorio debe haberse creado con
anterioridad. Opcionalmente se puede dar el nombre del observador, el cual
se va a incluir en el header de todos los archivos creados en esa sesión.
En el modo default ("S" como tercer parámetro), abre una
sesion adecuada para el espectrógrafo (el formato del CCD es
de 1124x560 que incluye 100 pixeles de overscan).
La sesion default tiene sus valores de default (una ganancia de valor 4 y
no binning). Si desea cambiarlos, usa el menú ("Acquire"--->
"Acquisition Area").
Un archivo llamado "log.txt" esta creado en este directorio. El tiempo de
exposición y hora universal son escritos directamente en este
archivo. El comando también inicializa el contador de observaciones
múltiples de "bias", "HeAr" e imágenes al valor 0. Los nombres
base para múltiples observaciones bias y HeAr son definidas
como "bias" y "hear" respectivamente. Estos parametros pueden ser cambiados
redifiniendolos el la línea de comandos como se muestra en el ejemplo
siguiente:
Cli> vdef biasnum 1
Cli> vdef hearnum 1
Cli> vdef objnum 1
Cli> vdef biasfil "n1bias"
Cli> vdef hearfil "n1hear"
Cli> vdef objfil "n1obj"
Nota: Tome en cuenta que antes de correr "imdir" todas las ventanas
de imágenes y gráficas deben estar cerradas. También
los parámetros escritos en la línea de comandos deben escribirse
con doblecomillas. Los parámetros entre corchetes son parámetros
opcionales.
Cli> obj "archivo" t "[comentario]" "[filtro]"
------------- Toma una exposición de t segundos.
Obtiene una exposición de "t" segundos y la guarda en formato
FITS llamada archivo.fit. Puede incluir opcionalmente el nombre
del filtro como el parámetro 4, para ser escrito en el FITS
header llamado FILTER. Existe una protección de sobreescritura
y por lo tanto si el archivo existe o el nombre contiene máss de
8 caracteres, el programa va a terminar y se tendrá que inicializar
con un nuevo nombre de archivo.
Cli> nobj "archivo" t n n0 "[comentario]" "[filtro]"
------------- Tomar n exposiciones de t segundos cada una.
Obtiene n exposiciones de t segundos cada una y guarda los datos
en formato FITS. Los nombres de archivo se forman como archivoXX.fit,
donde XX=n0,n0+1,....n0+n-1. Si alguno de los archivos existe o el nombre
de archivo contiene mas de 6 caracteres, el programa va a terminar y se
tendrá que inicializar con un nuevo nombre de archivo. El valor
máximo de n es 99.
Cli> ndark "archivo" t n n0 "[comentario]"
---------------- Toma n exposiciones de
t segundos cada una
Obtiene n exposiciones dark de "t" segundos cada una
y la guarda los datos de formato FITS
Los nombres de archivo se forman de ls siguiente manera: archivoXX.fit,
dónde XX=n0,n0+ 1,....,n0+ n-1. Si alguno de los archivos
existe o si un nombre de archivo es mayor de 6 caracteres, el programa
va a terminar y se tendrá que iniciar con un nuevo nombre de archivo.
El valor máximo de n es 99.
Cli> mltbias n "[comentario]"
---------- Tomar n bias
Obtiene "n" bias y los guarda en disco. Los nombres son del formato
biasfilXX.fit
[n1bias1.fit, n1bias2.fit, etc], donde XX es un número incrementado
inicializado por imdir o después por vdef.
Cli> mlthear t n "[comentario]"
---------- Toma n espectros HeAr, cada una de duración de t
segundos.
Obtiene n exposiciones de t segundos y las guarda en formato FITS llamados
hearfilXX.fit
[n1hear1.fit, n1hear2.fit, etc], donde XX es un número incrementado
inicializado por imdir o después por vdef.
Cli> mltobs "archivo" t n "[comentario]"
------------ Toma n espectros de objetos, cada uno con duración
de t segundos.
Obtiene n exposiciones de t segundos cada una y las guarda en un archivo
con formtato FITS llamados archivoXX.fit [n1archivo.fit,
n2archivo.fit, etc], donde XX es un número incrementado inicializado
por imdir o después por vdef.
Cli> note "comentarios"
---------------- Escribe comentarios al archivo "log.txt"
Acerca de las macros: Las macros son relativamente nuevas y por
lo tanto pueden tener errores. Los macros imdir, mltbias,mlthear y mltobs
fueron las primeras macros y fueron hechas por Alejandro Terlevich
durante (abril 200, octubre 2000). Las macros obj y nobj son versiones
mejoradas de las anteriores. Todas estas macros escriben los datos en formato
FITS. Header KEYWORDS EXPTIME, DATE-OBS, UT, CGAINPAR, XBINNING,
YBINNING, DISPAXIS, TELESCOP, OBSERVER Y COMMENT se escriben en todos los
archivos FIT. Las macros obj y nobj tienen protección de sobreescritura
de archivos.
IMPORTANTE: Cuando se define "imdir" asegúrese de que el directorio
este vacío o si no arriesgará que se borren algunos archivos
como bias0.fit, hear0.fit al utilizar mltbias y mlthear. Si por alguna
razón quiere seguir utilizando el directorio definido anteriormente,
puede redifinir los números utilizando el comando vdef.
Almacenamiento de
datos
Los datos de la computadora del PMIS se transfieren via ftp a la computadora
ultra1 para su analisis y almacenamiento. La ultra1 esta equipada con una
unidad de cintas DAT (/dev/rmt/0). También se cuenta con un quemador
en la computadora del PMIS. Los datos también se pueden transferir
a una computadora remota.
Rejillas Disponibles
| Lineas/mm |
Resplandor del Ancho
de Onda (Å) |
Resolución (Å/pixeles) |
Orden |
Curva de Sensibilidad |
| 150 |
5000 |
3.2 |
1 |
Sensibilidad |
| 300 |
5000 |
1.6 |
1 |
|
| 300 |
7500 |
1.6 |
1 |
|
| 600 |
7500 |
0.8 |
1 |
|
| 830 |
8000 |
0.3 |
2 |
|
El ángulo de dispersión se obtinene del ancho de onda
(lambda) en Å, y el orden de dispersión (m) y las líneas/mm
de la rejilla (r) de la siguiente manera:
Entonces la resolución se da como:
con F = la longitud focal efectiva del espectrógrafo, que es
igual a 465 mm para el Boller & Chivens de Cananea. Un programa en
línea que calcula el ángulo de dispersión y la resolución
espectral utilizando la fórmula anterior.
Camaras de Guiado
Esta disponible una cámara CCD intensificada (IC-300)
para centrar objetos en la rendilla. La cámara despliega una imágen
de la rendija en la pantalla de la computadora, así como también
el objeto en tiempo real. El "frame grabber" permite guardar la imágen
de la rendija para tener una referencia del posicionamiento.
Calibración y Eficiencia
La curva de sensibilidad para la rejilla de 150 líneas/mm se
calcula basándose en las observaciones de las estrellas estándar
Feige 15 y Feige 34 hechas en diciembre de 1999. Se utilizó una
rendija con un ancho de 600 micrones (5 arcoseg.). Los espectros Azul([OII]
a [SII]) y Rojo ([OI] a [SIII]) se obtuvieron separadamente con un ángulo
de la rejilla de 2o40' y 4o00' respectivamente. La
curva combinada se muestra a continuación en unidades de magnitud
AB que da 1 cuenta/s/Å con una ganancia estándar (1.85 e~/ADU).
El espectro se corrigió para la extinción atmosférica
utilizando la curva para Kitt Peak y por lo tanto la siguiente curva representa
la sensibilidad de la combinación del telescopio+espectrógrafo+CCD.
Basándose en la curva anterior, la sensibilidad en algunas
longitudes de ondas esta especificada en la siguiente tabla.
Esta tabla también incluye
las sensibilidades obtenidas por RJT utilizando una observación
de 1999 de la estrella estándar BD2546. Los últimos valores
no fueron corregidos para la extinción atmosférica y por
lo tanto representa la sensibilidad de la combinación del telescopio+atmósfera+espectrógrafo+CCD.
La última columna en la tabla es el típico brillo del cielo
en OAGH en unidades de AB mag/arcseg2.
| Magnitud AB
que da 1 cuenta/s/Å con una ganancia estándar (1.85
e~/ADU) |
Brillo del cielo |
| Ancho de Onda (Å) |
Magnitud AB |
Magnitud AB (RJT) |
AB Mag/arcseg2 |
| 4000 |
14.20 |
14.00 |
|
| 5000 |
14.60 |
14.50 |
21.2 |
| 6000 |
14.45 |
14.40 |
20.7 |
| 7000 |
14.10 |
13.90 |
21.1 |
| 8000 |
13.30 |
|
19.8 |
| 9000 |
12.40 |
18.3 |
Estamos trabajando para tener curva de sensibilidad para otras rejillas
disponibles en el OAGH.
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Observatorio Astrofísico Guillermo Haro
