HO TRO QUANG TRAC
2.1 Hé kính thiên van Takahashi
Hệ kính thiên văn Takahashi gồm:
- Một kính thiên văn phan xạ Takahashi CN — 212. đường kính vật kính 22.5cm, tiêu cự 2630mm (2,65m).
- Kính thiên văn khúc xạ Takahashi dang ống, kính tìm FS — 78, đường kính
vật kính 12cm, tiêu cự 630mm (63cm).
20
- Bộ chân đề lắp theo kiểu xích đạo và động cơ khử nhật động EM - 200 có thê điều khién bing tay, hoặc điều khiển nhờ phần mềm Telescope Tracer 2000.[2]
2.2 CCD camera
CCD duge phat minh vao nam 1969 boi Willard Boyle va George E. Smith tai AT&T Bell Labs. [11]
Chúng được các nhà thiên văn học sử dung lần đầu tiên vào cuỗi những năm
1970, và nhanh chóng được sử dụng làm máy đò ưa thích. CCD hiện nay là loại máy
đò phô biến nhất trên dai bước sóng rộng từ tia hong ngoại gần đến tia X. [11]
Em chọn CCD bởi những lí do sau:
- Rat hiệu quả trong việc phát hiện các photon (hiệu quả 80-90% so với thường
<5% đỗi với tắm ảnh) làm tăng độ nhạy của kính thiên văn về:
+ Tiếng ồn tương đối thấp (nền nhạc cụ)
+ Đáp ứng bước sóng rộng (tam ảnh nhạy với màu xanh lam)
+ Dap ứng tuyến tính giúp hiệu chuẩn thông lượng được cái thiện (1 số lượng trên mỗi photon)
21
Vào cuỗi những năm 1980, CCD đã thay thé các tắm anh cho tat ca trừ trường ảnh rất lớn. [8]
CHARGE COUPLED DEVICE (THINNED!
02 03 G4 09 OG OF Of 09 10 11
WAVELENGTH OF RADIATION [yeni
Hình 2.3 Số tay Thiên van CCD, Howell [I1]
2.2.1 Các thông số của CCD camera
CCD camera ST7 là loại sử dụng ban dẫn silic (1,14 eV — SeV), kích thước
CCD: (4590 x 6804) ym, tông số pixel: 390150. Cap sao giới hạn chụp được m = +14
khi t = 1s, m = +18 khi t= Imin. Dung lượng của mỗi pixel: 105e(pixel. Nhiều nhiệt:
le/ Ipixel 1s ở nhiệt độ 0°C. Phương thức làm lạnh: bộ T.E ( hiệu ứng penche ngược).
Mã chuyển đôi A/D: 16 bit. [2]
2.2.2 Cau tạo CCD
CCD (charge-coupled devices) là thiết bị tích điện kép, là một tam silic loại p
hoặc loại n, có độ dày khoảng 10um, bên trên phủ lớp oxit của ban dẫn đó với độ đày
khoảng 1/10 độ day tắm bán dẫn. Trên tắm oxit cách điện này có gắn điện cực trong suốt với bức xa roi tới, bộ phận chủ yếu của CCD là tam phăng gồm (m.n) phân tử bắt photon, mỗi phân tử được gọi la | pixel hay một 6 hay một điểm ảnh.
Các Pixel của CCD
Mỗi điểm ảnh thực chat là một tế bao quang điện loại p hoặc n hoạt động dựa
trên hiện tượng quang điện trong.
2.2.3. Nguyên tắc hoạt động của CCD
Khi bức xạ có năng lượng roi tới, bán dan hap thy photon đó, làm xuất hiện một cặp e và lỗ trong. Sau khi bức ra khỏi liên kết, electron da năng lượng vượt qua vùng cam lên miền dẫn, tại đây chúng có thé di chuyên tự do trong tinh thé đưới tác dụng của chuyển động nhiệt và có thẻ tái nhập với lỗ trống. Dé loại kha năng tái nhập, người
ta đặt hiệu điện thé hút electron tự do về miền lưu trữ ở gần điện cực va lưu trữ chúng tại day. Như vậy, tại miền lưu trữ electron, ta thu được lượng điện tích tự do có độ lớn tỉ lệ với thông lượng bức xạ doi tới. Và điều đó đúng cho mọi điểm anh khác.[6]
Mỗi điểm ảnh có thé có thê có số electron khác nhau từ quá trình trên (tức là có
ô chứa nhiều electron tùy vào số photon roi tới). Số eletron đó của từng điểm anh sẽ lần lượt được chuyên đến bộ phận đọc giá trị theo từng hàng. Giá trị mỗi điểm ảnh sẽ được khuếch đại và đưa vào bộ chuyến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, cudi cùng đồ vào bộ xử lí đề tái hiện hình ảnh đã chụp.
23
Cũng cần biết là mỗi điểm ảnh chỉ có thé chứa tối đa một số electron nào đó mà thôi, nêu vượt quá giới hạn chứa thi các electron sẽ bị tràn qua ô khác va từ đó sẽ làm
mờ ảnh.[3]
mH
4+————
Hình 2.6 Quá trình electron của từng điểm ảnh lần lượt được chuyển đến bộ phận đọc giá trị [3]
LÁ——— 5-7 SỐ 7ô7o ii s1 1 1 1Ã. 7 - S2 “ng
fae tae ve” btrugc Caves 'sssưcx Window thep
SUS OHO CHM RAQ 8 ‹c z9 CBO teow ix sw oO|*+OB act 66 837 1§M® Pad aaiam
Sete TH trae | Homey fse] Adepsdr| Cater | ®4sSeee |
r Đeseze - [Me mm
Hình 2.7 Giao điện phần mềm CCDsoft và thẻ điều khién Camera [4]
24
Hoặc ta có thé chụp ảnh sao băng CCD H18, khi sử dung CCD HI§ thì ta dùng phan mềm Starlight dé điều khiên.
Các thông số của CCD HI8:
+ CCD type: Kodak KAF 8300 ‘Blue Plus’ full-frame CCD imager
ô CCD size: Actvie area 17.96 x 13.52mm
ô Pixcel size: 5.4 x 5.4uM
ô Number of pixels: 8,328,304
ô QE peak: approx 56% at 550Nm
+ Spectral response: KAF-8300 Quantum Efiiclency
2.3 Phương pháp xử lí ảnh
2.3.1 Phương pháp xử lí nhiễu
Quá trình xử lí ảnh là quá trình hiệu chỉnh và khử nhiễu. Ta thiết lập hình ảnh với 3 ảnh hiệu chỉnh: bias, dark, flat field va anh light của đối tượng quang trac.
Sau khi có các ảnh ta hiệu chỉnh như sau: Đầu tiên từ ảnh đối tượng light trừ đi cho anh dark. Sau đó ta chia kết quả vừa thu được cho ảnh flat field sau khi đã trừ cho ảnh
dark và đã chia cho Mean. Ở đây các ảnh chụp và anh dark phải có thời gian chụp
bằng nhau. Ta có thẻ viết lại quá trình hiệu chính bằng phương trính sau:
Ảnh light - Ảnh dark
(Anh Flat Field - Anh dark)/Mean
Ta dùng phan mém IRAF để xử li ảnh cuỗi cùng ta được anh đã xử lí hoảnh chỉnh.
Ảnh đã hiệu chỉnh =
2.3.2 Phương pháp quang trắc
Sau khi có ảnh đã hiệu chỉnh ta dùng phương pháp quang trắc Aperture (Aperture Photometry) dé xác định cấp sao, công thức tính cấp sao
N,, ~A,,S8ô
m==2.5log———T—®~ +. C
texp
Trong đó C =23,5 + 26, texp là thời gian mở ống kính khi chụp.
Với Rị bán kính vòng tròn xung quanh sao, Rạ va Rs là bán kính dé tính diện
tích của nén trời.
Xác định mật độ số đếm trên nền trời được giới hạn boi Ro, R› bằng cách lấy
tông số đêm giới hạn bởi Ra, Rs, sau đó ta chia cho diện tích nền trời ta được Avy. Tông
số đếm của sao vùng Aperture được giới hạn bởi Ri là Nop.
Xác định bán kính R; = 3.FWHM với FWHM là bê rộng một nửa chiều cao tổng số đếm của sao. Các photon của sao đến các pixel tuân theo hảm phân bố
Gauss.[2]
27