Design of a detector control system for the high resolution spectrograph TARdYS
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2025
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Abstract
La medición de velocidades radiales mediante espectroscopía en el infrarrojo cercano tiene un rol importante en el descubrimiento de exoplanetas. En 2019 se construyó y probó un prototipo de TARdYS. Este último es un espectrógrafo de alta resolución en el infrarrojo cercano para el Observatorio de la Universidad de Tokyo en Atacama, que permite analizar espectros a longitudes de onda de ω ↑ (0.84µm, 1.22µm). Desde entonces, se cambió el detector del instrumento y se desarrolló un sistema de adquisición de bajo nivel en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón. Esta tesis incluye dos desarrollos en TARdYS. Primero, se diseñó un sistema de control del detector (DCS) para satisfacer una serie de requisitos. Entre ellos está facilitar el uso para observadores, supervisar el funcionamiento del detector para asegurar su seguridad, y conectarse con el sistema de control de observación. El DCS incluye dos controladores de ciencia y uno de ingeniería, que pueden controlar remotamente el detector. También se realizó una caracterización del detector. Empleando el método de transferencia de fotones, se obtuvo un factor de conversión promedio de 3.94 e→ADU . En cuanto al ruido de lectura del detector, se demuestra que, a pesar de disminuir inicialmente con →nsample, termina por saturarse cuando se incrementa el número de muestras. Además, se midió la radiación de fondo, obteniéndose un valor máximo de 679.17 e→s por pixel. Con respecto a los píxeles defectuosos, el porcentaje alcanza un 5.68%. Finalmente, aprovechando el menor tamaño de pıxel y la mayor superficie del nuevo detector, se propone un sistema de dispersión cruzada para ampliar el rango espectral hasta ω ↑ (0.95µm, 1.3µm). Para satisfacer los nuevos requisitos de dispersión cruzada, el sistema está compuesto por dos prismas idénticos de ZnSe con un ángulo de apertura de ε = 42→.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025