Инфракрасный фотометр ГАИШ на область длин волн 1-5 мкм предназначен для измерений в кассегреновском фокусе телескопа ЗТЭ инфракрасных потоков от звёзд и других точечных источников в стандартной фотометрической системе JHKLM Джонсона. В качестве приёмника излучения в фотометре используется охлаждаемый до температуры жидкого азота (77 К) фотогальванический элемент с диффузионным p-n переходом, образованном в антимониде индия (InSb). Фотометр снабжён полосовыми охлаждаемыми фильтрами и механизмом для их автоматического переключения. Время смены фильтра составляет 3 секунды.
Фильтры, полевая диафрагма, зеркало Фабри, строящее изображение выходного зрачка телескопа на приёмник, и приёмник излучения находятся в криостате при температуре жидкого азота.
Фильтр | λo | τo | Δλ(0.5τmax) | Δλ(0.1τmax) |
J | 1.256 | 66% | 0.215 | 0.350 |
H | 1.636 | 68% | 0.270 | 0.330 |
K | 2.198 | 66% | 0.455 | 0.555 |
L | 3.500 | 68% | 0.830 | 1.070 |
M | 4.818 | 65% | 0.540 | 0.745 |
Для подавления фона телескопа и низкочастотного шума неба применяется пространственная модуляция оси направленности телескопа по принципу “источник – фон неба — источник” с последующим синхронным детектированием генерируемого приёмником переменного электрического сигнала и аналого-цифровым преобразованием. Модуляция светового пучка осуществляется зеркалом, колеблющимся с частотой 31 Гц и смещающим поле зрения телескопа на 20″. Холодная диафрагма в криостате в пересчёте на небо имеет угловой размер 12″. Поэтому, с учётом амплитуды модуляции, наблюдать объекты с угловым размером порядка 10″ и более нельзя, так как будет происходить перекрытие световых пучков и искажение сигнала.
Фотометр снабжён двумя подсмотрами. Перед входным окном криостата под углом 45 градусов к пучку света установлена дихроичная пластинка прозрачная для инфракрасного излучения и отражающая под углом 900 видимый свет в подсмотр, в поле зрения которого находится диафрагма. Эта диафрагма согласована с диафрагмой поля в криостате, то есть, если изображение объекта находится в диафрагме подсмотра, то оно попадает и в диафрагму поля. С помощью поворотного узла в поле зрения подсмотра можно вводить камеру, позволяющую выводить изображение диафрагмы на монитор компьютера. Таким образом, можно непрерывно следить за положением объекта в диафрагме и осуществлять гидирование. Второй подсмотр с угловыми размерами поля 7х7′ позволяет рассматривать изображение в фокусе Кассегрена и служит (в случае необходимости) для отождествления объекта.
Фотометр полностью автоматизирован и управляется специализированной программой, которая также управляет телескопом, то есть позволяет осуществлять наведение на объект и гидирование, посылая команды программе управления монтировкой. Обработка результатов осуществляется в реальном времени с контролем точности. Поток от звезды сравнения измеряется до и после измерений потока от объекта.
Время накопления сигнала составляет от секунд до 20-30 минут в зависимости от яркости объекта. Предельные звёздные величины при точности 0.1 звёздной величины составляют 11-12m в фильтрах JHK, ~8 m в фильтре L и ~6 m в фильтре M.
Более подробно конструкция фотометра и процедура редукции данных описана в работах: