天体物理观测应用-虹科SIRIS相机

虹科伙伴Lytid SIRIS是市场上用途最广的SWIR即短波红外相机。SIRIS提供高速全画幅(200fps)图像,具有超低的读出噪声(10e-)。配备两种读出模式,即全线性和lin/log模式,可实现120dB的动态范围,再加上低噪声,可获得高对比度图像。无制冷剂、无振动的永久真空深冷机,使SIRIS成为需要可集成和可携带运输的科学观测的完美工具。

以下图片摄于比利牛斯山南峰实验室,几次与巴黎高等师范学院(ENS)物理实验室合作的测量项目过程。参与领导项目的两位科学家,David Darson(ENS)博士与南峰实验室的François Colas博士,借助SIRIS相机的高性能表现,成功拍摄到了卓越的天文图像,得到了此前用类似设备但无法获取到的观测结果。所有图像都是用法国T1M天文台望远镜拍摄的。

比利牛斯山南峰实验室
David Darson博士结合T使用天文望远镜和SIRIS相机工作

超高动态范围

SIRIS相机的lin/log像素模式可实现120dB的动态范围拍摄。拍摄时,高亮度区域会触发符合对数曲线的像素变化,排除了与光通量和饱和度同步变化的像素。对于低亮度信号,像素会在用户选择的曝光时间内发生线性变化。由此,Lin/log模式可以识别明暗场景对比,使得整个画面清晰可见,没有过度曝光又或过暗。

这里的量级(Mag)是符合对数函数,对于一个物体亮度变化的非计量单位。一个量级对应的是衰减了2.512倍的亮度。利用lin/log拍摄模式,SIRIS相机可以捕获显示同个物体的两千二百万倍不同亮度的图像。

天狼星、天狼星B和一些邻星

天狼星(Mag = -1.4)比天狼星B(Mag = 8.5)亮9000倍,比最暗的行星(Mag = 13.5)亮90万倍

木星,木卫一、五和十四

木星的图像是在log模式下捕获的,围绕它的卫星则是在线性下拍摄的,积分时间10s。木星是木卫十四亮度的两千二百万倍

土星和其邻星

这两张图片由SIRIS相机单次拍摄获得,曝光时间10s,采用J带(近红外的红色光谱带之一)滤光片。拍摄用的是16bit模式,但显示的是8bit的图像,所以单次拍摄捕获的图像被分成两个不用灰度的图像。

高分辨率成像

下列图片采用SIRIS线性模式成像。左边为火星,中间为土星和土星环,右边为木星和木卫二(盖尼米德),以及木卫二在木星上的影子。

火星

土星

木星和木卫二

超低噪音摄像

SIRIS相机得益于其无损的读出模式,可极大减少图像噪音。不同模式下,拍摄到的飞马座的球状星团梅西耶图像对比如下(曝光时间1s,J带滤光片)。显然,NDRD(无损读出模式)可以减少图像噪音,探测到亮度低6倍的信号。

飞马座的球状星团梅西耶图像

线性读出模式
无损读出模式

SIRIS高穿透摄像

底下两张图则展示了2018年7月的火星尘暴图像。与可见光相机不同,SIRIS短波红外相机可以透过覆盖火星表面的尘土,拍摄火星土地的细节。SIRIS相机可以完美适用于需要穿透雾状面和尘土的拍摄。

火星尘暴(2018年)

普通可见光相机拍摄
SIRIS相机拍摄

高光谱成像

SIRIS装配了滤光片转轮,可以拍摄多个波段的照片:

975 nm, 曝光时间60 ms
1000 nm, 曝光时间100 ms
1100 nm, 曝光时间100 ms
1170 nm, 1000ms曝光时间
1270 nm, 曝光时间60 ms
1570 nm, 曝光时间60 ms

了解虹科SIRIS相机!

短波红外相机

基于InGasAs传感器的短波红外科学相机

满足天体物理观测、医疗,高光谱成像、激光诊断等应用

体验高动态范围,超低噪音!