Высокоскоростное ФПУ на базе GSense4040

Фотоприемное устройство на базе КМОП-матрицы GSense4040

Высокоскоростное фотоприемное устройство (ФПУ) на основе широкоформатных КМОП‑матриц для задач прикладной и фундаментальной астрономии:

  • быстрые обзоры неба;
  • поиск быстродвижущихся объектов;
  • поиск переменных объектов.

Состав ФПУ: фотоприемная камера и блок питания камеры.

Интерфейс: волоконно‑оптическая линия связи длиной до 30 м со стандартным адаптером Ethernet 10 Гбит/с со стороны управляющего компьютера.

Характеристики фотоприемника

КМОП‑матрица научного класса для астрономического применения с фронтальной засветкой (FSI). Поставляется в двух исполнениях: CMT – с микролинзами и антибликовым покрытием, CMN – без микролинз.

КМОП-матрица GPixel GSense4040
Тип GSense4040‑CMT (FSI)
Формат 4096 × 4096 пикселей
Размер пикселя 9,0 × 9,0 мкм2
Фоточувствительная область 36,9 × 36,9 мм2
Квантовая эффективность < 74%
Динамический диапазон 86 дБ
Темновой ток 0,1 e− @ –30°С
Частота кадров 24 кадр/с
Шум считывания 3,7 e−
Бинирование заряда 1×1, 2×2

Квантовая эффективность фотоприемников GSense4040-FSI

Камера

Фотоприемник охлаждается с помощью двухступенчатого элемента Пельтье, что позволяет достигать рабочей температуры −25°С и обеспечивать низкий темновой ток при длительных экспозициях.

Для уменьшения теплообмена в объеме оптической головки фотоприемник помещается в среду инертного газа ксенона.

Малые габариты камеры позволяют минимизировать потери света при расположении камеры во входном световом пучке телескопа.

Имеется возможность юстировки фокальной плоскости фотоприемника относительно монтажной плоскости фланца.

Система охлаждения Термоэлектрическая
Рабочая температура фотоприемника −10°С – при воздушном охлаждении
−25°С – при жидкостном охлаждении
Температура окружающей среды От −40°С до +40°С
Герметизация электроники IP66
Габариты камеры Ø136 × 240 мм
Масса камеры 3 кг

Контроллер

Контроллер реализует высокие фотометрические характеристики фотоприемника – низкий шум (3,7 е−) и большой динамический диапазон (86 дБ) при одновременном считывании изображения по двум видеоканалам с различным усилением и последующим объединении в один кадр.

Частота кадров:

  • 24 кадр/с при бининге 1×1;
  • 96 кадр/с при бининге 2×2.

Режимы накопления и считывания:

  • со строковым затвором или с общим сбросом;
  • считывание нескольких фрагментов кадра.

Экспозиция: от 10 мкс (для фрагментов) до 1000 с.

Для длинных экспозиций реализован режим пониженного темнового тока.

Синхронизация осуществляется по внешнему или внутреннему сигналу.