Abstract
We developed low light CCD imaging system using thermoelectric cooling method collaboration with a company to design a commercial model. It consists of Kodak KAF-0401E(768$\times$512 pixels) CCD chip, thermoelectric module manufactured by Thermotek. This TEC system can reach an operative temperature of $-25^{\circ}C$. We employed an Uniblitz VS25s shutter and it has capability a minimum exposure time 80ms. The system components are an interface card using a Korea Astronomy Observatory (hereafter KAO) ISA bus controller, image acquisition with AD9816 chip, that is 12bit video processor. The performance test with this imaging system showed good operation within the initial specification of our design. It shows a dark current less than 0.4e-/pixel/sec at a temperature of $-10^{\circ}C$, a linearity 99.9$\pm$0.1%, gain 4.24e-/adu, and system noise is 25.3e-(rms). For low temperature CCD operation, we designed a TEC, which uses a one-stage peltier module and forced air heat exchanger. This TEC imaging system enables accurate photometry($\pm$0.01mag) even though the CCD is not at 'conventional' cryogenic temperatures(140k). The system can be a useful instrument for any other imaging applications. Finally, with this system, we obtained several images of astronomical objects for system performance tests.
한국 천문연구원은 국내 관련 기업과 함께 열전냉각방식 (thermoelectric cooler, 이하 TEC)을 이용한 실용화 극미광 영상장비를 개발하였다. 개발한 모델을 구성하는 부품들은 Kodak사의 KAF-0401E($768{\times}512$ pixels, blue plus version) CCD 센서를 사용하였고, 국내 업체인 Thermotek의 TEC 모듈을 사용하여 $-25^{\circ}C$까지 냉각이 가능하다. 셔터는 Uniblitz사의 VS25S를 사용하여 최소 80ms의 노출을 할 수 있다. PC와의 인터페이스는 현재 한국 천문연구원에서 개발하여 사용중인 ISA 버스의 컨트롤러 보드를 사용하고 12bit 비디오 프로세서인 AD9816을 사용하여 영상을 얻는다. 암잡음은 $-10^{\circ}C$에서 $0.4e^-$/pixel/s이며 직선성은 $99.9{\pm}0.1%$, gain은 4.24e^-/ADU이고 전체 시스템 잡음은 $25.3e^-(rms)$이다. 실험한 모델은 측광이 가능할 정도 ($\pm$0.01등급)의 정밀도를 가지고 천문관측 뿐만 아니라 다른 분야의 영상획득에 유용하게 사용 할 수 있을 것이다.
