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云南天文台拼接CCD项目 许骏韩占文金振宇 陈林飞 陈东 (中国科学院国家天文台云南天文台昆明650011) 摘 要 作为高美古2．4m天文望远镜的重要终端设备，云南天文台8K×16K拼接CC,O项 目的预研工作从1999年lO月份已经开始。本报告首先对该拼接CCD项目的主要指标和拼接方案 等作一简要报道，然后回顾了过去3年的研制进展，最后是对其中一些技术的应用前景的展望。 报告将主要介绍我们用网络技术对多个ccD终端进行控制的具体技术细节，相信这一技术在我 国天文界将有良好的应用前景。 一、项目的科学意义和研究目标 恒星演化理论是天体物理学中最重要的两大理论体系之一。大样本恒星演化理论始于 20世纪90年代，对恒星、星团、星系和宇宙学的研究起着重要作用，是天体物理学的研究 热点之一。 大样本恒星演化的最大优点是：理论可与观测直接对比，并可对观测结果进行预言和指 导。大样本恒星演化理论对恒星演化理论的发展起着重要作用。 二、项目对终端的要求 为了发展大样本恒星演化理论，需要对星团和星系进行测光观测。而星团和星系都属于 扩展源，因此需要配有大视场CCD(加滤光片)的大视场望远镜来进行测光观测。 国家天文观测中心正在建设的2．4m大视场望远镜(项目依托单位：国家天文台云南天 文台)正好满足需要。该望远镜配有宽场改正镜，改正后像场完全是平的，宣径为40角分， 完全可以支持本课题的研究。 由于CCD靶面较小，影响了一些课题的开展或进展速度。其间虽然出现过缩焦等一些 方案，但作为一种折衷，这些办法没有能最终解决问题。人们总是希望采用面积更大的光电 成像元件，同时又不牺牲分辨率。直观的方法是采用更大的CCD芯片，但由于人类工艺水 平的限制，一方面不可能得到面积很大的芯片，另一方面随着面积的加大，产品价格按几何 级数增加，对于我们这样的发展中国家，盲目追求超大面积的CCD芯片是不可取的。扩大 靶面的另一有效途径是将多个CCD拼接成一个大面积的成像探测器，而且，国外拼接CCD 已经是常规设备，天文仪器工作者应当尽快掌握这一技术，以更好地为天文研究服务。 为了用大样本恒星演化理论来研究星团和星系，对大视场CCD的要求如下： ·174· 比较晷易获得。 (2)最终，经过询价，将采用的芯片定在Mmmomi的42。90。 207×40’。 三、实施方案 实施方案从2000年至今组织过多次讨论，方案也有不少修改。在我们最早的方案中， 放弃了“拼接CCD控制器”，只研制一台传统的、采用嵌入系统的、支持单个CCD芯片的控 制器(称为一拖一方案)。2002年8月在昆明专门组织了拼接CCD的讨论会，此方案又改进 为每个控制器控制4个CCD芯片，以降低互调(称为一拖四方案)，操作系统定为【抽u(原 拟采用RTLinux)。 Linux支持1℃P，m，把所有的嵌入设备组成网络，再由一台“中心控制计算机”，通过网 络来控制各嵌入设备，从而组成拼接CCD系统。可以将CCD芯片在机械和制冷上集成为 MosaicCCD。 采用TCP／IP接人有许多好处：①很容易接入intemet，实现远程控制。②开始时，如经 费不足，拼接的规模可以较小，在经费许可时，进一步扩大。③有更灵活的扫描方式。如果 各CCD处于不同的光学通道，就是多通道CCD系统。我们设想，红外太阳塔的CCD系统可 以采用一拖一，由于各CCD芯片型号不一致，由独立的控制器控制，扫描格式、积分时间、 binning方式都各不相同，比较能满足红外太阳塔天文学目标的要求。容易理解，即使个别 子系统故障，系统仍能工作，整机容错能力很强。 四、课题进展 自2000年起开始作拼接CCD的前期实验，工作集中在网络控制技术上。2001年中旬， 我们完成了WINDOWS下对CCD的网络控制实验。现就实验方法作一报告。 x242 读出，这样视觉效果较好。杜瓦为热电致冷，电热堆的热端再进行水冷，控制器等电子部件 放在冷水腔后，整个CCD较为紧凑，但电源放在另一个独立的机箱中。C