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:
- Uygun bir alıcı ile daha geniş bir alan kapsanabilir.
- 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.
- Dalgaboyu aralığı: 330 - 1200 nm
- Odak indirgeme oranı: 0.68
- Görüş alanı: 13.3' x 13.3'
- Tayfsal çözünürlük: R ~ 200 - 5000 (normal ve "echelle" grismlerle)
- Kolimatör ve CCD kameranın yerleştirildiği optik bölüm
- FASUA ve FASUB adında, ışınların paralel gelmediği 2 adet 5 er yuvalı filtre tekerleği
- 8 yuvalı açıklık tekerleği
- Paralel ışınların geldiği 8 yuvalı süzgeç tekerleği
- 8 yuvalı grism tekerleği
- 6 uzun yarık, (39,44,54,67,100 ve 134 micron)
- 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.
- Standart PC ile kullanım (Linux İşletim Sistemi)
- IDL ile hazırlanmış, grafik arayüzleri olan kontrol programı
- Desteklenen uzaktan kumandalı özellikler:
- Açıklık tekerleğinin konuşlanması
- Süzgeç tekerleklerinin konuşlanması
- Grism tekerleğinin konuşlanması
- Tayf Lambalarının kontrolü
- CCD kamera kontrolü
- CCD kameranın odaklanması
- 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:
- 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.
- 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 --> Andor iKon-L 936 CCD TFOSC “Long Slit, Grism 15” Fe-Ar Çizgi Dağılım Atlası
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-sn) |
| 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-sn) |
| 1 | 44 | 0.78 |
| 2 | 108 | 1.92 |
| 3 | 280 | 4.98 |
| 4 | 560 | 9.97 |
| 5 | 1120 | 19.94 |
CCD Kameralar
TFOSC'un orijinal tasarımında bulunan kamera 8 Ağustos 2017 tarihine kadar kullanılmış olup arkadan aydınlatmalı Fairchild 447 yongasına sahip, sıvı azot ile soğutulan bir kameradır. Artık kullanılmayan bu 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) |
TFOSC'un ikinci kamerası olan Andor DW436-BV (2007) CCD kamera 8 Ağustos 2017 - 14 Mayıs 2019 tarihleri arasında kullanılmıştır. Bu kameranın özellikleri 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° |
| Bağlantı | CCI-010 Kontrol Kartı (PCI) |
Max Planck Enstitüsü tarafından 2018 yılının sonlarında satın alınan yeni Andor CCD kamera (Andor iKon-L 936 BEX2-DD-9ZQ) mekanik ve yazılım çalışmaları tamamlanıp testleri yapıldıktan sonra 15 Mayıs 2019 tarihinde kalıcı olarak TFOSC'a takılmış olan son ve en gelişmiş kameradır. Özelikle kırmızıöte bölgede duyarlılığı arttırılmış (QE eğrisi) bu kameranın temel özellikleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Kamera yazılımı, gözlemlerde en düşük gürültü ve yüksek hassasiyet elde edilecek şekilde (0.05 MHz, x1, High Sensitivity) ayarlanmıştır.
| Modeli: | Andor iKon-L 936 BEX2-DD-9ZQ | ||
| CCD Yongası: | E2V CCD42-40 | ||
| Piksel formatı: | 2048 x 2048 piksel | ||
| Piksel boyutu: | 13.5 x 13.5 μm | ||
| Piksel ölçeği: | 0.33 "/piksel | ||
| Görüş alanı: | 11.1' x 11.1' | ||
| Okuma Hızı (A/D Rate): | 5/3/1/0.05 (MHz) | ||
| Sinyal Arttırıcı (Preamp): | x1, x2, x4 | ||
| CCD Modları: | High Sensitivity / High Capacity | ||
| Gürültü: | 4 e- rms (0.05 MHz, x1, High Sensitivity) | 4.3 e- rms (0.05 MHz, x2, High Sensitivity) | 3.2 e- rms (0.05 MHz, x4, High Sensitivity) |
| Kazanç: | 3.1 e/ADU (0.05 MHz, x1, High Sensitivity) | 2.0 e/ADU (0.05 MHz, x2, High Sensitivity), | 0.8 e/ADU (0.05 MHz, x4, High Sensitivity) |
| Soğutma: | -90 C° | ||
| Bağlantı: | USB 2.0 |
Otomatik Takip (Autoguider)
TFOSC'un "Autoguider" birimi (AG) ayrı tasarlanmış ve 2006 yılında devreye girmiştir. TFOSC'tan ayrı bir yazılım ve donanım ile otomatik olarak çalışmakta ve yaklaşık 15 kadirden bir yıldızı takip için kullanabilmektedir. AG sisteminin görüş alanının merkezi teleskobun optik ekseninden 26' uzaklıktadır.
| CCD Alıcısı: | KODAK KAF3200 ME |
| Piksel formatı: | 2184 x 1472 piksel |
| Piksel boyutu: | 6.8 x 6.8 μm |
| Piksel ölçeği: | 0,44 "/piksel |
| Görüş alanı: | 16' x 10.8' |
| Okuma gürültüsü: | 7 e-(1 MHz) |
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
