使用冷冻CCD的业余天文摄影

使用冷冻CCD的业余天文摄影许维倚谈起数码天文摄影，早几年有很多同好都写过相应的文章，随着科技的进展，社会的进步，人民生活水平的提高，我们的天文摄影也越来越多样化，业余天好者越来越专业。民间天文摄影从一开头的胶片盒子到胶片相机，再进展到一般消费级数码相机，而后到单反数码相机，现在业余天好者手里的冷却天文专用CCD也越来越多了。其实冷却CCDCCD只消灭在CCD在天文摄影上的应用相对于一般数码单反相机的好处在于超低稳下CCD曝光热噪音小，读出噪音小，输出数据完全无压缩，无损坏，对焦便利，后期制作灵敏等。所以他的消灭引起了天好者的留意，单是极其可观的价格却只能忘而此步，21世纪处，一些国外的冷却CCD相机生产商开头制作了一些相对低端的产品，但是价格相对于一般爱好者还是比较高，那些相对地端的产品折合人民币也在10007QHY系列冷却天文专用CCD在国际市场上消灭后，由于QHY系列冷冻CCD相对于其他品牌的天文CCD拥有很大的价格优势，业余天CCD市场马上吵闹起来。使用冷冻CCD的天文摄影优势或许有几点。超低温下CCD成像的热噪音小，读出噪音小，也就是信噪比高。下面是使用单反数码相机和冷冻CCD分别一般同一个目标，曝光时间都是10MIN。由于冷冻CCD的增益〔相当于相机的ISO〕读出数据原始，经过简洁后期后跟数码单反拍摄时的增益一样。在图中我们可以明显地看到冷冻CCD在噪点方面的优势。单反相机：QHYCCD：原始数据输出，图片质量无压缩，无损坏，后期制作灵敏。以以下图中使用单反数码相机拍摄的照片使用RAW格式拍摄的10MIN原片，照旧后压缩，而CD拍摄10MINMaxIm、IRIS、PS等。单反相机：QHYCCD：另外通过专业软件读取，由于CCD16位，可以做一些科学争论或者获得一些有用的信息，比方通过像素读取曝光天区的面积、通过亮度读取一些波段的数据等。也可以通过专业的步骤做一些图象处理，得到更为准确的天体作品。比方去本底、减暗流、除平场等。在这里有必要摘录好友余恒的《所谓本底，暗流和平场的概念》解析一BIAS、DARK、FLAT。本底〔BIAS〕:启零秒曝光，无信号输入时，所记录的CCDCCD限制，不同的像元不完全全都，即使有一样的启动栅偏压，也有不同的预加电荷数CCD启动后背景就不是均匀的了学上来信号时像元的光子计数值应0零点不同、3……都有可能，则要在计数结果中减去初始值，才是真实获得的光子数。这是CCD的固有属性，与温度、时间无关。通常选取最短的曝光时间0.01秒以下——这时热噪声可以无视，不开镜头盖〔留意防止漏拍5-10张进展叠加。current暗流(dark noise，也称“热噪声”)：currentCCD器件是将接收到的光子转换为电子进展计数，但是由于电子的随机运动〔随温度上升而CCD势阱中也会有电子积聚，产生输出，便为暗流。暗流也是随机产生的，符合高斯分布。CCDCCD暗流随温度而转变，一般每上升5～7℃，暗流就增加一倍。而且天文摄影曝光时间较长，感光元件会因长时间使用而升温，图像质量快速下降，因此数码相机的曝光时间不能太长。通常以叠加消退。业余CCD系统则多承受半导体制冷，而专业CCD-110℃，此时暗流很小，可以无视不计。平场(flatfield)：由于CCDCCD各像元的灵敏度并不完全全都，即使是对均匀光源面的反响也会消灭差异。因此观测天体之后，还要拍摄均匀光源作为比对标准，称作平场。均匀光源可以承受白炽灯均匀照耀的白布，黄昏或晨光中的天光背景等，选择确定的曝光时间拍摄多幅图像，叠加平均便得平场。其中选择天光背景时每拍一张之后都要旋转望远镜，以防止最终的平场图像中消灭星点。假设每个像元从均匀光源面接收到100个光子应转换出60个电子〔设由于CCDCCD到准确的相对亮度。为606、57……，1000个电子的像元所接收的光子数可能并不一样，这时要从最终的电子计数结果中除以各像元对应的平场值，便得到准确的相对亮度。通常业余天文摄影只做以上3星云属于不行见波段范围内，一般单反相机在CCD前面附加了一块红外截止滤外截止滤镜。天文专用CCD无红外截止滤镜或者使用了更宽的红外截止滤镜，文文CCD拍摄的同样的散射星云比照。单反相机：QHYCCD：由于彩色CCD的后期制作和操作相对简洁，所以一般入门级的业余天好者使用彩色CCD的相对多一些，更专业的天文摄影都要使用黑白的CCD，由于黑白CCD灵敏度高，合成彩色照片后像素高，通过黑白CCD协作滤镜进展不同波段的拍摄和科学争论，业余天好者使用黑白CCD进展天文拍摄也在增加，或者由彩色升级到黑白。天文专用CCD正渐渐普及，天好者的拍摄水平也越来越高，我们也都渐渐抛弃单