Google TUG   

TFOSC - TUG Faint Object Spectrograph and Camera



Bu tayfölçer,  20 Nisan 2001'de imzalanan sözleşme çerçevesinde, Kopenhag Üniversitesi Gözlemevi (CUO) tarafından TUG için yapıldı ve Kasım 2004 'de teslim edildi. Ancak RTT150'de TUG zamanının kısıtlı olması ve kış hava koşulları nedeniyle deneme gözlemleri ancak 8 Nisan 2005 tarihinde başladı. TFOSC'un ilk ışık gecesinde ayrıca bir gama ışını patlamasının optik karşılığı gözlendi ve aynı gece bir "circular" yayınlandı (GCN 3198).

TFOSC, CUO tarafından üretilen FOSC (Faint Object Spectrograph and Camera) serisinin onuncusudur.


TEMEL ÖZELLİKLER

Bu aletler "odak indirgeme çarpanlı" aletlerdir. Bu demektir ki (teleskopla aynı odak oranlı) kolimator ve bir kamera kullanarak teleskobun etkin odak uzunluğu kısaltılabilir.  Bunun iki temel üstünlüğü vardır:

  1. Uygun bir alıcı ile daha geniş bir alan kapsanabilir.


  2. Kolimatör ile kamera arasına yayıcı elementler yerleştirilebilir. Böylece alet hem doğrudan görüntüleyici, hem de tayfölçer olarak kullanılabilir. Bir tekerleği çevirip paralel demet önüne bir optik ağ (grism) getirerek, bir durumdan diğerine 5-10 saniye içinde geçilebilir. Tayfölçümde "normal"; optik ağlarla 200 ile 2500 arasında, "echelle"; türü optik ağlarla 4500 civarında çözünürlük elde edilebilir.

OPTİK

Bu aletler temel olarak iki çeşittir. Birinde odaktan hemen sonra ışık demeti 100° bükülür, diğerinde optik yol doğru çizgidir. FOSC serisinin yalnız ikisinin optik yolu doğru çizgidir.


MEKANİK

Üzerinde kolimatör ve kameranın bağlandığı bir optik tezgah vardır. Bu düzeneğe ayrıca 3 tekerlek bağlıdır; odak düzleminde, kolimatörün önünde açıklık tekerleği, kolimatör ile kamera arasında paralel ışın demeti önünde bir süzgeç tekerleği bir de grism tekerleği. Bu son iki tekerlek arasında dönen bir kapak (shutter) vardır. Kamera, aletin son bağlantı flanjı etrafında belirli açılarda monte edilebilmektedir. Üç tekerleğin dış çemberleri dişli, bir step motor tarafından daha küçük dişli aracılığı ile çevrilmektedirler. Ayrıca tekerleklere bir "ön yük" verilmiştir ve bu sayede tekerleğin ışın demetinde olan kısmını 5 mikron kadar bir duyarlılıkla ayarlamak mümkün olmaktadır.


ELEKTRONİK

Üç tekerleğin döndürülmesi, kapak ve kameranın hareketi bireysel step motorları ile yöneltilir. Her fonksiyon farklı ve özdeş elektronik kartlar tarafından kontrol edilir, birbirine bağlantılıdır ve standart seri port (RS232) üzerinden bir PC ile yönetilmektedir. Optik tasarım 30x30 mm alanlı bir CCD yongası gerektirmektedir.


ÖZELLİKLER

RTT150 Cassegrain tayfölçeri olan TFOSC'un kendisi ile süzgeç ve kalibrasyon birimi (KAB) olmak üzere iki parçadan oluşmaktadır. TFOSC'un indirgeme çarpanı 0.68,  optiği Hindistan için yapılan en son alet HFOSC'un optiğine benzerdir. Bu parçaların mekanik tasarımı ve elektroniği CUO tarafından, optik tasarımı ve parçaların (kolimatör, kamera, alan mercekleri ve prizmalar) üretimi İsviçre firması FISBA, optik ağları ABD firması Richardson Grating Lab. tarafından yapılmıştır. Tümünün birleştirilmesi, her türlü testlerinin yapılması, RTT150'ye takılması CUO tarafından yapılmıştır.

Bu tayfölçerin iki çeşit işlevi vardır:   a) Doğrudan görüntüleme,    b) Düşük / Orta çözünürlüklü tayfölçüm.

TFOSC'un bazı özellikleri ve parçaları aşağıda sıralanmıştır.

  1. Dalgaboyu aralığı: 330 - 1200 nm

  2. Odak indirgeme oranı: 0.68

  3. Görüş alanı: 13.3' x 13.3'

  4. Tayfsal çözünürlük: R ~ 200 - 5000 (normal ve "echelle" grismlerle)

  5. Kolimatör ve CCD kameranın yerleştirildiği optik bölüm

  6. FASUA ve FASUB adında, ışınların paralel gelmediği 2 adet 5 er yuvalı filtre tekerleği

  7. 8 yuvalı açıklık tekerleği

  8. Paralel ışınların geldiği 8 yuvalı süzgeç tekerleği

  9. 8 yuvalı grism tekerleği

  10. 6 uzun yarık, (39,44,54,67,100 ve 134 micron)

  11. Bir dalgaönü algılayıcı ve bir odak piramidi (ikisi de grism tekerleğine yerşleştirilir). Dalgaönü algılayıcı, grism tekerleğine yerleştirilmesi gereken "pupil" maskesi ve bir mercekten oluşur. Hartmann-Korhonen ilkesini kullanan bir dalgaönü algılayıcısı olarak çalışır. Parlak bir yıldız kullanılarak teleskop optiğinden gelen dalgaönü belirlenebilir. Odak piramidi de grism tekerleğine yerleştirilir.

  12. Standart PC ile kullanım (Linux İşletim Sistemi)

  13. IDL ile hazırlanmış, grafik arayüzleri olan kontrol programı

  14. Desteklenen uzaktan kumandalı özellikler:

    • Açıklık tekerleğinin konuşlanması

    • Süzgeç tekerleklerinin konuşlanması

    • Grism tekerleğinin konuşlanması

    • Tayf Lambalarının kontrolü

    • CCD kamera kontrolü

    • CCD kameranın odaklanması

  15. TFOSC sisteminin yapısından (L-şekilli) ve ağırlığından dolayı RTT150 teleskobunun odak düzlemi döndürülmediğinden yarıklar gökyüzünde özel açılarla konumlandırılmaz. Bu tür özel yarık yönelimi gerektiren tayfsal çalışmalarda buna dikkat edilmelidir. Bu duruma çözüm olarak TUG AR-GE birimi bünyesinde bağımsız olarak yuvasında yönlenebilen yarık çalışması başlatılmıştır.

KAB - Süzgeç ve Kalibrasyon Birimi (CAU: Calibration Unit)

TFOSC içindeki bu birim (KAB) aşağıdaki kısımlardan oluşmaktadır:

  1. FASUA ve FASUB adlarında 5'er yuvalı süzgeç tekerlekleri. Bu tekerleklere 51-60 mm arasında dairesel veya 50x50 mm'lik kare süzgeçler takılabilir. Teleskoptan gelerek bu süzgeçlerden geçen ışınlar paralel değildir.

  2. Tayf kalibrasyonu için 6 adet lamba (Halogen, Ne, He ve Fe-Ar ve Th/Ar) ve aktarma optikleri.

Kullanılabilecek Optik Ağlar (Grisms)

Bu çizelgede FOSC serisine ait standart listeden alınan özellikler yeralmaktadır.


Grism
(optik ağ)
Order Yayılma
Sayısı
Çözünürlük Dalgaboyu
Aralığı  (A)
Delta Lambda Bölge
             
7 1 107 1331 4300-6250 4.1 görsel
8 1 88 2189 6200-7850 3.0 kırmızı
             
9 6-18 25 5099 3350-9400 1.2 echelle
             
10* 1 456 228 3300-6400 17.0 mavi
11* 1 341 392 4000-7600 13.0 görsel
12* 1 913 205 5300-10200 37.0 kırmızı
             
14 2 94 1337 3270-6120 5.4 mavi
15 2 211 749 3230-9120 12.0 mavi-görsel
17 2 93 2659 6500-12000 3.5 kırmızı
             
* Bu ağlar TFOSC'un düzeninde tek başına değil mutlaka çapraz yayıcı ile kullanılmalıdır.
- Optik ağların duyarlılık eğrileri için ilk sütundaki sayılara tıklayın.
- TFOSC için hazırlanan Çizgi Kalibrasyon Atlası --> tıklayınız.

Mevcut Yarıklar ve İğne Delikleri

6 adet yarık (slit) vardır. "echelle" gözlemlerinde ise iğne deliği (pinhole) kullanılmaktadır. Gözlemlerinizde gecenin ortalama görüş (seeing) değerinin üzerinde genişliği olan yarığı/iğne deliğini düşünmeniz doğru olacaktır. Örneğin o gece görüş 1.5" ise 5 no'lu yarık seçilebilir.

Yarık No Genişlik (mikron) genişlik (yay saniyesi)
1 39 0.69
2 44 0.78
3 54 0.96
4 67 1.19
5 100 1.78
6 134 2.38
7 220 3.92
8 560 9.97
9 600 10.68
10 1120 19.94
11 4000 71.20

İğne Deliği No Genişlik (mikron) genişlik (yay saniyesi)
1 44 0.78
2 108 1.92
3 280 4.98
4 560 9.97
5 1120 19.94

CCD Kamera

TFOSC'ta 8 Ağustos 2017 tarihine kadar kullanılan CCD kamera arkadan aydınlatmalı Fairchild 447 yongasına sahiptir. CCD kamera sıvı azot ile soğutulan bir kamera olmuştur. Bu kameranın özellikleri aşağıdaki gibidir.

Piksel formatı:   2048 x 2048 piksel
Piksel boyutu:   15 x 15 μm
Piksel ölçeği:   0,39 "/piksel
Görüş alanı:   13,3' x 13.3'
Kazanç:   1.34 e-/ADU (High, Amp. A)  5.02 e-/ADU (Low, Amp. A)
 1.35 e-/ADU (High, Amp. B)  5.06 e-/ADU (Low, Amp. B)
Okuma gürültüsü:   5.1 e-(High gain, Amp. A)  7.6 e- (Low gain, Amp. A)
 5.3 e- (High gain, Amp. B)  7.8 e- (Low gain, Amp. B)

Yaklaşık bir yıllık optik/mekanik/yazılım süreçleri sonucunda Andor DW436-BV (2007) CCD kamerasının TFOSC'a entegrasyonu başarıyla tamamlanmış ve gerekli testlerin olumlu sonuçlanmasıyla 8 Eylül 2017 tarihinden itibaren gözlemlerde bu kamera kullanılmaya başlanmıştır. Bu kameranın temel özellikleri ise aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Piksel formatı:   2048 x 2048 piksel
Piksel boyutu:   13.5 x 13.5 μm
Piksel ölçeği:   0.33 "/piksel
Görüş alanı:   11.3' x 11.3'
Kazanç:   1.4 e- (16 μs okuma ile)
Okuma gürültüsü:   2.7 e-
Soğutma:   -60 C°


Süzgeçler

TFOSC'ta 60 mm çaplı yuvarlak veya 50 x 50 mm kare süzgeçler kullanılabilmektedir. Mevcut süzgeçlerin özellikleri için tıklayınız.


Parlaklık Limitleri, Poz Süreleri

Yapılan test gözlemlerinin değerlendirilmesi sonrasında UBVR süzgeçlerinde ulaşılan parlaklıklar, poz süresi ve hata limitleri aşağıda verilmiştir.

180 sn. poz süresinde ulaşılan "Parlaklık-Hata" grafikleri --> U, B, V, R.

"Poz Süresi - Parlaklık" grafikleri --> (0-1.4 sn), (0-22 sn), (0-400 sn).

Tayf Lambaları

Lamba Tipi Üretici Firma Lamba Kodu Merkezi Dalgaboyu
Halogen OSRAM Halostar-64415 (12 V, 10 W) -
He OSRAM He/10 (60 V, 55 W) -
Ne OSRAM Ne/10 (30 V, 30 W) -
Fe-Ar Säntis Analytical SAP826 248.3 nm
Th-Ar Säntis Analytical SAP858 371.9 nm

   

Halojen: Düz alan için

He: Dalgaboyu kalibrasyonu için

Ne: Dalgaboyu kalibrasyonu için

Fe-Ar: Dalgaboyu kalibrasyonu için

Th-Ar: Dalgaboyu kalibrasyonu için



Son güncelleme: 05.10.2017