\documentclass[10pt,pdf,hyperref={unicode}]{beamer}
\hypersetup{pdfpagemode=FullScreen}
\usepackage{astrocrafts}

\title[Оборудование. 3. Наше время]{Астрофизическое оборудование}
\subtitle{3. Наше время}
\author[Емельянов Э.В.]{Емельянов Эдуард Владимирович}
\institute[САО РАН]{Специальная астрофизическая обсерватория РАН\\
	{\tiny Лаборатория обеспечения наблюдений}\\
}
\date{23 мая 2016 года}
\begin{document}
% Титул
\begin{frame}
\maketitle
\end{frame}
% Содержание
\begin{frame}
\tableofcontents
\end{frame}

\section{Наземная астрофизика}
\subsection{Большие телескопы}
\begin{frame}{}
\img[0.85]{optelcomp}
\end{frame}

\begin{frame}{Зачем такие большие?}
\begin{block}{Задачи, требующие построения гигантских телескопов}
\begin{itemize}
\item   происхождение Вселенной;
\item   механизмы образования и эволюции звезд, галактик и планетных систем;
\item   физические свойства материи в экстремальных астрофизических условиях;
\item   астрофизические аспекты зарождения и существования жизни во Вселенной.
\end{itemize}
\end{block}
\end{frame}

\begin{frame}{}
\begin{columns}
\column{0.5\textwidth}\vspace*{-1em}
\only<1>{\img{KeckTel}}
\only<2>{\img{gtc_cleaning}}
\column{0.5\textwidth}
\only<1>{\begin{block}{Телескопы Кека}
1993 "--- Кек-1 (Мауна Кеа), 10~м, 36 сегментов из церодура, площадь рабочей поверхности 
$75.76\,$м${}^2$ "--- крупнейшие в мире!
\end{block}}
\only<2>{\begin{block}{Большой Канарский}
2007 (2009), ла Пальма, 10.4~м, 36 сегментов из церодура, площадь рабочей поверхности 
$74.14\,$м${}^2$.
\end{block}}
\end{columns}
\end{frame}

\subsection{Детекторы изображений}
\begin{frame}{Детекторы изображений}
\vspace*{-2em}\begin{block}{ФЭУ}
1940-е годы. Счет фотонов. Большие "--- потому одноканальные.
\end{block}
\img{PhotoMultiplierTubeAndScintillator}
\end{frame}

{\setbeamercolor{normal text}{bg=blue!50!white,fg=cyan!70!white}
\begin{frame}{}
\vspace*{-2em}\begin{block}{ЭЛТ}
1964, E. Luedicke, A. D. Cope, and L. E. Flory. Astronomical Image-Integration System Using a 
Television Camera Tube.

На $3^m\div4^m$ чувствительнее фотопластинок.
\end{block}
\img{Orthicon}
\end{frame}}

\begin{frame}{}
\begin{block}{МКП + КПА}
Конец 1970-х "--- микроканальные пластины.

1983, Siegmund, O.H.W. et al. "Application of the wedge and strip anode to position sensing with 
microchannel plates and  proportional counters".

1986, Siegmund, O.H.W. et al. "Wedge and strip image readout systems for photon-counting detectors 
in space astronomy".
\end{block}
\begin{columns}
\column{0.5\textwidth}
\img{MCP}
\column{0.4\textwidth}
\img[0.8]{WSA}
\end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}{}
\begin{columns}
\column{0.5\textwidth}
\img{ccdintro}
\column{0.5\textwidth}
\begin{block}{ПЗС}
1969, Уиллард Бойл и Джордж Смит, лаборатории Белла.

1975 "--- первая ПЗС 100x100 (Steven Sasson, Kodak).

1976 "--- запуск спутника--шпиона с ПЗС 800x800.
\end{block}
\end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}{}
\begin{columns}
\column{0.5\textwidth}
\only<1>{\img{SDSSFaceplate}}
\only<2>{\img{frame_transfer_CCD}}
\column{0.5\textwidth}
\begin{block}{}
\only<1>{Слоановский обзор SDSS, 30 ПЗС 2048x2048 в сканирующем режиме.}
\only<2>{ПЗС с переносом заряда позволяют уменьшить воздействие посторонней засветки во время 
экспозиции.}
\end{block}
\end{columns}
\end{frame}


\begin{frame}{}
\begin{columns}
\column{0.7\textwidth}
\only<1>{\img{CCD-VS-CMOS}}
\only<2>{\img{HgCdTe_ULBcam}}
\column{0.3\textwidth}
\begin{block}{КМОП}
Конец 1980-х "--- <<активно-пиксельные датчики>>. Недеструктивное считывание, произвольный доступ. 
Но низкая квантовая эффективность.

\onslide<2>{ИК-детекторы на HgCdTe}
\end{block}
\end{columns}
\end{frame}

{\setbeamercolor{normal text}{bg=blue!50!white,fg=cyan!70!white}
\begin{frame}{КМОП}
\img[0.7]{Aps_pd_pixel_schematic}
\end{frame}}

\begin{frame}
\begin{block}{СТП}
Два сверхпроводника, разделенных тонким изолятором.

Алюминий (1.2К), ниобий (4.2К).

100..1000ГГц "--- радиоастрономия. Счетчик фотонов в широком диапазоне.
\end{block}
\img[0.6]{Josephson}
\end{frame}

\section{Космическая астрофизика}
\begin{frame}{Космическая астрофизика}
\begin{columns}
\column{0.6\textwidth}
\img{Hipparcos-testing-estec}
\column{0.4\textwidth}
\begin{block}{}
1989, Hipparcos "--- High Precision Parallax Collecting Satellite.

1mas. Каталоги Hipparcos и Tycho.
\end{block}
\end{columns}
\end{frame}

\begin{frame}{}
\vspace*{-1em}
\img[0.6]{HST-SM4}\vspace*{-1em}
\begin{block}{Телескоп им.~Хаббла}
2.4~м зеркало. 

1978 "--- стартовое финансирование, 36~млн.длр.

1986 "--- общий бюджет проекта вырос до 1.175~млрд.длр.

25 апреля 1990~г. "--- 2.5~млрд.длр.

1999 "--- около 6~млрд.длр. + 593~млн.евр. от ЕКА.

Четыре экспедиции.
\end{block}
\end{frame}

\begin{frame}{}
\img{Hubble_Probes_the_Early_Universe}
\end{frame}

\begin{frame}{}
\only<1>{\begin{columns}
\column{0.6\textwidth}\vspace*{-2em}
\img{Kepler_Space_Telescope}
\column{0.4\textwidth}
\begin{block}{Телескоп Кеплера}
2009, поиск экзопланет. 0.95~м апертура, зеркало 1.4~м.

42 ПЗС 2200x1024.

$\sim0.5$~млрд.длр.
\end{block}
\end{columns}}
\only<2>{\img[0.85]{Kepler_CCD_matrix}}
\end{frame}

\section{Современные направления}
\subsection{Активная оптика}
\begin{frame}{Активная оптика}
\begin{columns}
\column{0.5\textwidth}\only<1>{\img{VLT-active}}
\only<2>{\img{GTC_Active_Optics_Acutators}}
\column{0.4\textwidth}\only<1>{\begin{block}{VLT}
VLT: 150 актуаторов на зеркале, управляемое вторичное зеркало. 1 сет "--- 30 секунд (для 
избавления от атмосферных эффектов). В случае отсутствия опорной звезды в кадре сигналы вычисляются 
по модели (учитывающей наклон оси и температуры).\end{block}}
\only<2>{\begin{block}{GTC}
Зеркало "--- 17т. 
\end{block}}
\end{columns}
\end{frame}

\subsection{Спекл--интерферометрия}
\begin{frame}{Спекл--интерферометрия}
\only<1>{\img{speckles}}
\only<2>{\img[0.6]{WR_speckle_restored}}
\end{frame}

\subsection{Адаптивная оптика}
\begin{frame}{Адаптивная оптика}
\only<1>{\vspace*{-1em}\begin{block}{}
$30\div60\,$mas. Искусственные звезды: звезды Рэлея (ближний ИК, $15\div25$~км) и 
натриевые ($80\div100$~км, 589~нм).
\end{block}\vspace*{-1em}
\img{cfht_adaptive_optics}}
\only<2>{\img{wavefront_SHA}}
\only<3>{\img[0.85]{VLT_artif_star}}
\end{frame}

\subsection{Lucky-imaging, Superresolution}
\begin{frame}{Lucky-imaging, Superresolution}
\smimg[0.33]{Lucky_Single_Exposure_Strehl_16Percent}\hfil
\smimg[0.33]{Lucky_sum_all}\hfil
\smimg[0.33]{Lucky_best_1percent_averaging}
\begin{block}{}
Куб данных с экспозициями $10\div50\,$мс.

Совмещение снимков с наименьшим числом Штреля.

Усреднение.

Итог: было 900\,mas, стало 40!

Для малых телескопов ($<r_0$) это Superresolution.
\end{block}
\end{frame}

\begin{frame}{Спасибо за внимание!}
\centering
\begin{minipage}{5cm}
\begin{block}{mailto}
eddy@sao.ru\\
edward.emelianoff@gmail.com
\end{block}\end{minipage}
\end{frame}
\end{document}
