Hvězdárna a planetárium Plzeň zakoupila chlazenou CCD kameru G2-8300 s filtrovým kolem osazeným fotometrickými filtry NBVR a H-alfa . Tato kamera je určena především pro fotografické účely, ale protože máme v plánu jí využívat také na fotometrii, bylo nutno na ní změřit rozsah linearity. Lineární odezva kamery znamená, že při dvakrát delší expozici se naměří přesně dvakrát silnější signál. Kamery používající antiblooming, mezi které patří i tato, mají lineární rozsah jen do určité úrovně a při dalším zvyšováním jasu již signál nenarůstá. Pokud chceme CCD používat na fotometrii, je nutné znát hodnotu, do které má kamera lineární rozsah a tuto hodnotu nepřekročit.
Postup měření: Jako zdroj světla byl použit LCD monitor s hodnotou jasu RGB=50,50,50. Před monitorem, asi 15 cm, byl kancelářský papír zajišťující rovnoměrný rozptyl světla a 1cm za ním byla CCD kamera se základním setovým objektivem z Canonu EOS 20D (18-55mm) nastavený na f=55mm. Bylo provedeno několik sad měření, každá expozice byla provedena 5x a zprůměrována. Byl vyčten průměrný jas z obdélníku o velikost 280 x 329 pixelů speciálně vybraného (na pozicích x=1300,y=1046) tak, aby neobsahoval žádný horký ani studený pixel. Proto nemusely být použity temné snímky. Průměrný jas byl vyčten pomocí programu SIMS a v Excelu vytvořen graf. Na snímky nebyl aplikován dark ani flat, protože se ukázalo, že to výsledek neovlivní. CCD kamera byla chlazena na -25°C, což bylo maximum při pokojové teplotě místnosti 24°C. Chlazení pracovalo na 90%, odchylka teploty dělala asi ±0.3°C. Snímky byly provedeny s expozičním časem od 1s do 13 s po 1s.
Popis grafu: Na vodorovné ose je expoziční doba v sekundách, na levé ose je stupnice ADU, na pravé odchylka od lineární křivky v procentech. Tlustá žlutá křivka je lineární, modrá je křivka naměřených hodnot a červeně jsou odchylky naměřených hodnot od lineárních v procentech. Při tomto měření byla expozice prováděna sestupně od 12.5 s do 0.8 s. Další měření bylo provedeno na stejné sestavě vzestupně od 0.5 s do 12.5 s. Bohužel tyto měření nešly sesadit na sebe, jak bylo prvotně zamýšleno. Třetí měření bylo provedeno o týden dříve bez průměrování hodnot.
Naměřené hodnoty: Na první pohled to vypadá, že je kamera lineární v celém rozsahu. Až po přesném vynesení odchylek je vidět, že nejlineárnější je přibližně od 12 kADU do 30 kADU. U nízkých hodnot může být problém s krátkými časy, při kterých mechanická závěrka není dostatečně přesná. U vyšších hodnot je jen velice mírný odklon od lineární křivky, žádný prudký zlom způsobený antibloomingem nenastává. Na 40k ADU je odchylka 0.1%, na 50k ADU 0.3% a na 60k ADU je odchylka 0.5 % od lineární křivky. Tato odchylka vyšla při různých sadách měření vždy trochu jinak, ale trend křivky je jasný. Proč se na grafu neobjeví klasické koleno způsobené ABG není jasné, ale i jiná kamera (G2-8300 L. Šmída) dává podobné výsledky.
Odkazy:
Měření linearity CCD G1-1400
Seznam filtrů používaných na HaP Plzeň
Doporučený postup měření linearity CCD kamery
