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Il Progetto dell'Università di Catania

Nella sede di Catania, facendo tesoro dell'esperienza maturata nel precedente Progetto Lauree Scientifiche e seguendo le indicazioni contenute nelle Linee Guida del MIUR, saranno realizzati almeno nove cosiddetti Laboratori PLS. Questi laboratori, alcuni dei quali a carattere interdisciplinare (Fisica e sport, Fisica e geologia, fisica e informatica), prevedono la coprogettazione di docenti  >>

Laboratorio di sensori per l'astrofisica

ASTRO BID RID

 

L'esperienza condotta presso il laboratorio “COLD” dell'“Osservatorio Astrofisico di Catania” come attività del Piano lauree scientifiche ha previsto una giornata di teoria ed una o più giornate dedicate ad un esperimento di laboratorio. In aula viene illustrata la struttura ed il funzionamento di un CCD, l'elettronica necessaria al suo utilizzo ed alcune delle applicazioni astrofisiche di questo sensore. L'esperienza pratica permette invece di prendere coscienza di cosa significhi caratterizzare un rivelatore, dando l'opportunità agli studenti di mettere mano personalmente sulla strumentazione del laboratorio, apprendendo inoltre alcune nozioni sulle metodologie usate in ambito astrofisico per l'elaborazione delle immagine scientifiche. A tale scopo viene adoperato il sistema di caratterizzazione del laboratorio “COLD”, usato per ottenere un fascio monocromatico con cui illuminare mediante fibra ottica una sfera integratrice. Ad una delle uscite della sfera viene ancorata la camera criogenica in cui è alloggiato un CCD da caratterizzare. Durante l'esperienza vengono effettuate misure di dark, linearità, flat-field e fattore di conversione del sensore. In laboratorio gli studenti hanno la possibilità di utilizzare direttamente il software di gestione del CCD ed acquisiscono immagini variando di volta in volta il tempo di esposizione. In particolare vengono registrate due immagini ad otturatore aperto ed una ad otturatore chiuso (DARK) per diversi tempi di esposizione. I dati sono salvati in formato fits e successivamente sono letti ed elaborati mediante una procedura scritta appositamente per l'esperienza del progetto lauree scientifiche in linguaggio IDL. La procedura IDL permette di caricare le immagini, estrarre le informazioni dall'header e calcolare la media all'interno di sei box contenute nelle immagini. Da questi dati viene calcolata la linearità di risposta del CCD, rappresentando un grafico dei valori medi delle sei box in funzione dei tempi di esposizione, ciò consente di provare sperimentalmente che il sensore risponda linearmente a diverse condizioni di illuminazione. Viene inoltre calcolata la varianza tra le medie ottenute in box uguali nelle due immagini acquisite con tempi di esposizione uguali. Con i valori ottenuti viene calcolato il fattore di conversione del sensore che permette di convertire i valori in ADU, ottenuti dalla catena di elaborazione elettronica, negli effettivi foto-elettroni formatisi nei pixel del dispositivo. Le immagini con l'otturatore chiuso, dette immagini di dark, sono acquisite variando la temperatura del sensore, per verificare personalmente che al diminuire della temperatura il rumore di buio decresce. Infine l'utilizzo della sfera integratrice durante l'esperienza permette di ottenere un illuminazione uniforme su tutta la superficie del sensore, in modo da ottenere le cosiddette immagini di flat-field, che consentono di evidenziare le disuniformità del CCD. Gli studenti acquisiscono immagini a varie lunghezze d'onda verificando che le disuniformità di risposta del sensore variano con la frequenza della radiazione elettromagnetica.

Responsabile Prof. Giovanni Bonanno

Collaboratori


 

NON ATTIVATO

 

 

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