Оптический двухлучевой спектрограф низкого и среднего разрешения TDS – это штатный прибор 2.5-м телескопа, предназначенный для классификации и спектрального мониторинга сверхновых звёзд и других транзиентов, нестационарных объектов и галактик в оптическом диапазоне от 0.36 до 0.72мкм со спектральной разрешающей силой R до 3000.
Спектрограф представляет собой линзовый классический щелевой инструмент «гнутой» конструкции с дисперсорами – голографическими решётками с объёмной фазовой решёткой (Volume-phase holographic grating) фирмы Wasatch Photonics. Повышение эффективности достигается разделением света на синий и красный каналы при помощи дихроичного делителя, в которых используются оптимизированные под рабочие диапазоны дисперсоры, камерные объективы и ПЗС-камеры формата 512х2048 пикселей. В качестве приёмников выбраны камеры Andor Newton 940P с ПЗС E2V CCD42-10 версий BU и BV, определяющих оптимизацию противоотражающего покрытия приёмника.
Спектрограф имеет дистанционно устанавливаемые (сменные) щели для оптимизации соотношения пропускание/разрешение в зависимости от задачи и текущего качества изображения, а также возможность быстрого выбора дисперсии в синем канале, позволяющего получать полное покрытие синей части (0.35–0.56мкм, режим «B») или повышенную дисперсию в зелёной части спектра (0.46–0.55мкм, режим «G»). Дисперсор красного канала (0.56–0.74мкм, канал «R») несменный, установлен на поворотном столике для ручной регулировки угла. Равные углы отклонения для дисперсоров (решёток) с разной частотой штрихов в одном канале B достигаются компенсирующими призмами (типа «гризмы»), наклеенными на решётку повышенной дисперсии (в синем канале – режим «G»).
Обе ПЗС-камеры имеют воздушное охлаждение Пельтье до -70o (круглогодично). Управление прибором и камерами идёт из ПО под ОС Linux, с использованием SDK производителя и оптоволоконного USB-удлинителя. Управляющий компьютер расположен в стойке в серверной комнате башни.
Спектрограф разработан как штатный прибор, оптимизированный для максимальной эффективности и дежурного режима работы на телескопе. Устанавливается в фокусе Кассегрена в боковом окне блока фильтров и затвора (FSU) широкоформатной штатной ПЗС-камеры; свет на щель перебрасывается вводимым внутри FSU зеркалом. В FSU предусмотрен отдельный, встроенный в этот узел калибровочный блок на основе интегрирующей сферы и плоского зеркала для переброса света от источников непрерывного и линейчатого спектра на щель, а также возможность щелевого ПЗС-подсмотра. Рабочее и калибровочное зеркала вводятся управляемой подвижной кареткой, которая также имеет позиции третьего зеркала для отвода света в приёмный узел спектрографа высокого разрешения и, свободная, для пропуска света в ПЗС-камеру широкого поля.
Основные параметры спектрографа
Фокусное расстояние коллиматора, мм | Fcol | 304 |
Фокусное расстояние «синей» (B,G) камеры | Frcam | 115 мм |
Фокусное расстояние «красной» (R) камеры | Fbcam | 117 мм |
Линейная (угловая) ширина щели, мкм (arcsec) | s | 100(1.0); 150(1.5); 1000(10) |
Линейная (угловая) высота щели, мм (arcsec) | S | 18(186) |
Диапазон длин волн, мкм | Range | 0.36 — 0.58(B); 0.46 — 0.55(G); 0.56 — 0.74(R) |
Длина волны разделения каналов (дихроика), мкм | Lam_Split | 0.576 |
Разрешающая способность | R | 1300(B); 3000(G); 2500(R) |
Работы по изготовлению спекрографа TDS поддержаны грантами РНФ 16-12-10519 (изготовление и тестирование оптики «красного» канала и основного конструктива аппарата), РНФ 17-12-01241 (изготовление и тестирование «синего» канала) и Программой развития МГУ.
Ссылка на основную статью по прибору: 2020AstL…46..836P Transient Double-Beam Spectrograph for the 2.5-m Telescope of the Caucasus Mountain Observatory of SAI MSU. Potanin S. A., Belinski A. A., Dodin A. V., Zheltoukhov S. G., Lander V. Yu., Postnov K. A., Savvin A. D., Tatarnikov A. M., Cherepashchuk A. M., Cheryasov D. V., Chilingarian I. V., Shatsky, N. I.
Статья по ТДС на русском языке: https://istina.msu.ru/download/365857073/1naUrV:uDJwlYcKifBcVjGAKlIsBRhUlFQ/
По всем вопросам, связанным со спектрографом TDS, следует обращаться к н.с. Лаборатории Новых Фотометрических Методов ГАИШ Потанину С.А. sr.potanin@gmail.com.
НОВОСТИ
01.10.2022 Произведена модернизация зеркала подсмотра. Полностью изменен привод с сервомашинки на линейный транслятор.
24.03.2022 Отождествлены линии новой калибровочной лампы ТДС
20.03.2022
Произведено первичное отождествление линий калибровочной лампы (Александр Додин).
18.03.2022
Произведена замена управляющего блока калибровочной лампы и самой лампы с полым катодом. Установленная лампа имеет в своем спектре линии Кадмия, Свинца и Неона. Сайт производителя лампы: https://spectrolamps.com.au/hollow-cathode-lamp-uncoded/ Блок управления лампой изготовлен ООО "ОПТОТЕХНИКА" г. Санкт-Петербург https://optotekhnika.ru/ С новым блоком существенно скоращено время калибровки спектрографа (с 15 до 5 минут).
11.12.2021 Установлена копия дифракционной решётки синего канала (Wasatch Photonics, 900lpmm 450nm), взамен старой, у которой была обнаружена местная неравномерность VPH-структуры с понижением эффективности дифракции в рабочий 1-й порядок. 17.12 измерено относительное увеличение спектрального пропускания синего канала в 5%.
18.05.2021
Установлен новый дихроичный делитель каналов фирмы Asahi Spectra и щель 1.5″ в барабан щелей. Контраст полос от дихроика (особеннов синей части каналов) уменьшился в несколько раз.