mirror of
https://github.com/eddyem/lectures.git
synced 2025-12-06 10:45:09 +03:00
266 lines
6.7 KiB
TeX
266 lines
6.7 KiB
TeX
\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}
|