使用Skipper CCD的天文光谱学：SIFS上Skipper CCD焦平面原型的首批结果
摘要
我们展示了用于SOAR积分场光谱仪（SIFS）的超低读出噪声Skipper CCD焦平面原型的首批天空观测结果。该Skipper CCD焦平面由四个6k x 1k、15 μm像素、全耗尽、p沟道器件组成，这些器件已被减薄至约250 μm，进行了背面处理，并涂覆了抗反射涂层。这些Skipper CCD被配置用于天文光谱学，即单次采样读出噪声< 4.3 e- rms/pixel，能够实现多次采样读出噪声<< 1 e- rms/pixel，满阱容量约40,000-65,000 e-，低暗电流和电荷转移效率（分别约为2 x 10^{-4} e-/pixel/s和3.44 x 10^{-7}），以及在450 nm至980 nm之间绝对量子效率≥ 80%（在600 nm至900 nm之间≥ 90%）。我们优化了读出序列时序，在2k x 4k像素区域内实现了亚电子噪声（约0.5 e- rms/pixel），在220 x 4k像素区域内实现了光子计数噪声（约0.22 e- rms/pixel），每次读出时间均≤ 17分钟。我们观测了两个红移z ~ 3.5的类星体（HB89 1159+123和QSO J1621-0042）、两个高红移星系团（CL J1001+0220和SPT-CL J2040-4451）、一个红移z = 0.3239的发射线星系、一个牧夫座II超暗矮星系的候选成员星，以及五颗CALSPEC分光光度标准星（HD074000, HD60753, HD106252, HD101452, HD200654）。我们展示了类星体HB89 1159+123的电荷量化、光子计数观测，并显示了探测器对微弱光谱特征的灵敏度提升。我们展示了在低背景、读出噪声主导区域中SIFS观测的信噪比性能改进。我们概述了将利用SIFS-Skipper CCD数据的科学研究以及利用具有更快读出时间的Skipper浮栅放大器的新型探测器架构。
引用
@article{arxiv.2406.10756,
title = {Astronomical Spectroscopy with Skipper CCDs: First Results from a Skipper CCD Focal Plane Prototype at SIFS},
author = {Edgar Marrufo Villalpando and Alex Drlica-Wagner and Brandon Roach and Marco Bonati and Abhishek Bakshi and Julia Campa and Gustavo Cancelo and Braulio Cancino and Claudio R. Chavez and Fernando Chierchie and Juan Estrada and Guillermo Fernandez Moroni and Luciano Fraga and Manuel E. Gaido and Stephen E. Holland and Rachel Hur and Michelle Jonas and Peter Moore and Eduardo Paolini and Andrés A. Plazas Malagón and Leandro Stefanazzi and Javier Tiffenberg and Ken Treptou and Sho Uemura and Neal Wilcer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.10756},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 13 figures, 1 table; Proc. SPIE