Simultaneous three-channel photometric system of 1.2 m photoelectric telescope

NIU Bingli; KANG Zhe; LI Zhenwei; LÜ You; LIU Chengzhi

doi:10.37188/OPE.20233106.0793

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Simultaneous three-channel photometric system of 1.2 m photoelectric telescope

Modern Applied Optics | 更新时间：2023-03-25

- Simultaneous three-channel photometric system of 1.2 m photoelectric telescope
- Optics and Precision Engineering Vol. 31, Issue 6, Pages: 793-803(2023)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，吉林长春 130117
  2.中国科学院大学北京 100049
- 作者简介：
  
  lcz@cho.ac.cn
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20233106.0793
  CLC： TH744;TH752;P111.3
- Received：31 August 2022，
  
  Revised：28 October 2022，
  
  Published：25 March 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
牛炳力,康喆,李振伟等.1.2 m光电望远镜同时性三通道测光系统[J].光学精密工程,2023,31(06):793-803.

NIU Bingli,KANG Zhe,LI Zhenwei,et al.Simultaneous three-channel photometric system of 1.2 m photoelectric telescope[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(06):793-803.
牛炳力,康喆,李振伟等.1.2 m光电望远镜同时性三通道测光系统[J].光学精密工程,2023,31(06):793-803. DOI： 10.37188/OPE.20233106.0793.

NIU Bingli,KANG Zhe,LI Zhenwei,et al.Simultaneous three-channel photometric system of 1.2 m photoelectric telescope[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(06):793-803. DOI： 10.37188/OPE.20233106.0793.

摘要

基于科学级CCD相机的多色光度测量技术凭借着实用性强、简单有效等特点在天文观测中受到了广泛应用。针对传统多色测光技术缺乏同时性这一问题，本文介绍了一种新型的同时性三通道测光系统，采用分色的设计方式实现了Sloan Digital Sky Survey （SDSS）测光标准g′，r′和i′三个波段分光。首先，利用Zemax软件对三通道光度计的光学系统进行了仿真分析，仿真结果显示该系统符合总体设计指标且能够满足使用要求。然后，为验证该系统的光学性能，我们针对大量SDSS标准星开展观测，实测结果表明该设备在g′，r′和i′三个通道的视场分别为21.5′×21.5′，21.5′×21.5′和21.3′×21.3′，系统效率分别为65.6%，68.3%和63.7%，将曝光时间归算为1 s、信噪比为5时，计算得出的极限探测星等分别为15.26，16.39和15.63。接下来可通过对系统的优化，进一步提高其极限星等的探测能力。

Abstract

Multicolor CCD photometric technology has been widely used in astronomical observations owing to its practicability， simplicity， and effectiveness； however， the issue of simultaneity needs to be addressed. In this paper， a new type of simultaneous three-channel photometric system， which uses a dichroic mirror to realize light splitting in the g′， r′， and i′ bands of the Sloan Digital Sky Survey （SDSS）， is introduced. First， the optical system of the three-channel photometer was simulated and analyzed by Zemax. The results showed that the system satisfied the overall design criteria and met the requirements for its intended application. Then， we observed a large number of SDSS standard stars to evaluate the optical performance of the equipment. The results indicated that the equipment could achieve simultaneous imaging within a field of view of 21.5′×21.5′， 21.5′×21.5′， and 21.3′×21.3′ in the g′， r′， and i′ channels， respectively. The system efficiency for each channel was 65.6， 68.3， and 63.7%， respectively， and the limiting magnitude of each channel was 15.26， 16.39， and 15.63， respectively， when the exposure time and signal-to-noise ratio were 1 s and 5， respectively. In the future， we will improve the detection capability of limiting magnitudes by optimizing the system.

关键词

Keywords

references

GREINER J ， BORNEMANN W ， CLEMENS C ， et al . GROND-a 7-channel imager ［J］. Publications of the Astronomical Society of the Pacific ， 2008 ， 120 （ 866 ）： 405 - 424 . doi: 10.1086/587032 http://dx.doi.org/10.1086/587032

SANTONI F ， CORDELLI E ， PIERGENTILI F . Determination of disposed-upper-stage attitude motion by ground-based optical observations ［J］. Journal of Spacecraft and Rockets ， 2013 ， 50 （ 3 ）： 701 - 708 . doi: 10.2514/1.a32372 http://dx.doi.org/10.2514/1.a32372

SUN R Y ， ZHAO C Y . A new source extraction algorithm for optical space debris observation ［J］. Research in Astronomy and Astrophysics ， 2013 ， 13 （ 5 ）： 604 - 614 . doi: 10.1088/1674-4527/13/5/011 http://dx.doi.org/10.1088/1674-4527/13/5/011

丁一高，孙明国，李振伟，等 . 阵列结构型空间碎片光电望远镜观测精度分析［J］. 科学技术与工程， 2019 ， 19 （ 18 ）： 25 - 31 . doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2019.18.005 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1671-1815.2019.18.005

DING Y G ， SUN M G ， LI ZH W ， et al . Observational data analysis of space objects with space debris photo-electric telescope array ［J］. Science Technology and Engineering ， 2019 ， 19 （ 18 ）： 25 - 31 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2019.18.005 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1671-1815.2019.18.005

牛炳力，刘承志，李振伟，等 . 吉林280 mm全天区可转动光电阵测光精度评估研究［J］. 天文研究与技术， 2021 ， 18 （ 4 ）： 554 - 560 .

NIU B L ， LIU CH ZH ， LI ZH W ， et al . Study on the photometric accuracy evaluation of 280 mm rotatable photoelectric array in Jilin astronomical observation base ［J］. Astronomical Research & Technology ， 2021 ， 18 （ 4 ）： 554 - 560 . （in Chinese）

张晨 . 基于多通道望远镜的空间碎片多色测光方法研究［D］. 北京：中国科学院大学， 2015 .

ZHANG CH . Research on Multicolor Photometry of Space Debris Based on Multichannel Telescope ［D］. Beijing ： University of Chinese Academy of Sciences ， 2015 . （in Chinese）

陈田祥，高娜，李琳，等 . 空间X射线探测用遮光膜的光学性能表征［J］. 光学精密工程， 2019 ， 27 （ 11 ）： 2337 - 2342 . doi: 10.3788/ope.20192711.2337 http://dx.doi.org/10.3788/ope.20192711.2337

CHEN T X ， GAO N ， LI L ， et al . Optical property characterization of optical blocking filters used in space X-ray survey ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2019 ， 27 （ 11 ）： 2337 - 2342 . （in Chinese） . doi: 10.3788/ope.20192711.2337 http://dx.doi.org/10.3788/ope.20192711.2337

PAUL J ， WEI J Y ， BASA S ， et al . The Chinese-French SVOM mission for gamma-ray burst studies ［J］. Comptes Rendus Physique ， 2011 ， 12 （ 3 ）： 298 - 308 . doi: 10.1016/j.crhy.2011.01.009 http://dx.doi.org/10.1016/j.crhy.2011.01.009

DHILLON V S ， MARSH T R ， STEVENSON M J ， et al . ULTRACAM： An ultrafast， triple-beam CCD camera for high-speed astrophysics ［J］. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ， 2007 ， 378 （ 3 ）： 825 - 840 . doi: 10.1111/j.1365-2966.2007.11881.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2966.2007.11881.x

KOTANI T ， KAWAI N ， YANAGISAWA K ， et al . MITSuME： multicolor imaging telescopes for survey and monstrous explosions ［EB/OL］. 2007 ： arXiv： astro-ph/ 0702708 . https：//arxiv.org/abs/astro-ph/0702708 https://arxiv.org/abs/astro-ph/0702708 . doi: 10.1016/j.physe.2007.06.050 http://dx.doi.org/10.1016/j.physe.2007.06.050

ZHOU A Y ， JIANG X J ， ZHANG Y P ， et al . MiCPhot： a prime-focus multicolor CCD photometer on the 85-cm telescope ［J］. Research in Astronomy and Astrophysics ， 2009 ， 9 （ 3 ）： 349 - 366 . doi: 10.1088/1674-4527/9/3/010 http://dx.doi.org/10.1088/1674-4527/9/3/010

王欣，丁学专，杨波，等 . 棱镜分光光谱仪的光学系统设计与光谱特性计算［J］. 光子学报， 2010 ， 39 （ 7 ）： 1334 - 1339 . doi: 10.3788/gzxb20103907.1334 http://dx.doi.org/10.3788/gzxb20103907.1334

WANG X ， DING X ZH ， YANG B ， et al . Optical design and spectral calculation of prism spectrometer ［J］. Acta Photonica Sinica ， 2010 ， 39 （ 7 ）： 1334 - 1339 . （in Chinese） . doi: 10.3788/gzxb20103907.1334 http://dx.doi.org/10.3788/gzxb20103907.1334

MAO Y N ， LU X M ， WANG J F ， et al . A 3-channel CCD photometer at the Xinglong observatory ［J］. Research in Astronomy and Astrophysics ， 2013 ， 13 （ 2 ）： 239 - 252 . doi: 10.1088/1674-4527/13/2/010 http://dx.doi.org/10.1088/1674-4527/13/2/010

王蕴琦，张广，何玲平，等 . Lymanα与可见光双波段内掩式日冕仪［J］. 光学精密工程， 2020 ， 28 （ 2 ）： 303 - 314 .

WANG Y Q ， ZHANG G ， HE L P ， et al . Solar coronagraph imager based on internal occulting in Lyman-alpha and visible bands ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2020 ， 28 （ 2 ）： 303 - 314 . （in Chinese）

EISENHARDT ， P. R. M. Color Evolution in High Redshift Galaxies ［D］. Tucson： Arizona University， 1984 . doi: 10.1086/165180 http://dx.doi.org/10.1086/165180

FUKUGITA M ， ICHIKAWA T ， GUNN J E ， et al . The Sloan digital sky survey photometric system ［J］. The Astronomical Journal ， 1996 ， 111 ： 1748 . doi: 10.1086/117915 http://dx.doi.org/10.1086/117915

杨莹，胡炳樑，李立波，等 . Hadamard编码红外光谱成像系统设计［J］. 光学精密工程， 2022 ， 30 （ 6 ）： 641 - 650 . doi: 10.37188/OPE.20223006.0641 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20223006.0641

YANG Y ， HU B L ， LI L B ， et al . Design of MWIR hadamard coded imaging spectrometer ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2022 ， 30 （ 6 ）： 641 - 650 . （in Chinese） . doi: 10.37188/OPE.20223006.0641 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20223006.0641

马子轩，李旭阳，任志广，等 . 大视场超紧凑探测光学系统设计［J］. 光学精密工程， 2020 ， 28 （ 12 ）： 2581 - 2587 . doi: 10.37188/OPE.20202812.2581 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20202812.2581

MA Z X ， LI X Y ， REN ZH G ， et al . Design of ultra-compact optical detection system with large field of view ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2020 ， 28 （ 12 ）： 2581 - 2587 . （in Chinese） . doi: 10.37188/OPE.20202812.2581 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20202812.2581

任峰，张志杰，付贝贝，等 . 宽光谱大视场光学系统设计［J］. 光学精密工程， 2017 ， 25 （ 10 s）： 66 - 71 .

REN F ， ZHANG ZH J ， FU B B ， et al . Design of optical system with wide spectrum and large field of view ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2017 ， 25 （ 10 s）： 66 - 71 . （in Chinese）

NIU B L ， LIU C Z ， LI Z W ， et al . The simultaneous three-channel multicolor CCD photometric system of the 1.2 m telescope at Jilin astronomical observatory ［J］. Research in Astronomy and Astrophysics ， 2022 ， 22 （ 5 ）： 055009 . doi: 10.1088/1674-4527/ac5afc http://dx.doi.org/10.1088/1674-4527/ac5afc

毛永娜 . 空间碎片光度多色特性的提取与分析［D］. 北京：中国科学院大学， 2012 .

MAO Y N . Extraction and Analysis of Photometric Polychromatic Characteristics of Space Debris ［D］. Beijing ： University of Chinese Academy of Sciences ， 2012 . （in Chinese）

刘薇 . 光电手段用于深空飞行器监测的研究［D］. 长春：长春理工大学， 2008 .

LIU W . Research on Optoelectronic Technique User in the Monitoring of Deep Space Craft ［D］. Changchun ： Changchun University of Science and Technology ， 2008 . （in Chinese）

王新涛，郑建华，李明涛 . 小行星天基光学监测信噪比分析［J］. 光学精密工程， 2021 ， 29 （ 12 ）： 2763 - 2773 . doi: 10.37188/OPE.20212912.2763 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20212912.2763

WANG X T ， ZHENG J H ， LI M T . Analysis of signal-to-noise ratio for space-based optical surveillance of asteroid ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2021 ， 29 （ 12 ）： 2763 - 2773 . （in Chinese） . doi: 10.37188/OPE.20212912.2763 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20212912.2763

Views

638

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Growth and performance of KDP crystals grown from different methods and seeds

Related Author

Meng-fei QIN

Bo WANG

Xun SUN

Wen-yong CHENG

Related Institution

State Key Lab of Crystal Materials, Shandong University

AI问答

Address：No.3888 Dong Nanhu Road, Changchun, Jilin, China Postal code：130033
Tel：0431-86176855 Email：gxjmgc@ciomp.ac.cn
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 吉ICP备11002662号-17 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰