基于高帧率成像的光度测量：电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）数据的光度缩减
天体物理仪器与方法
2012-04-06 v2
摘要
EMCCD是一种CCD，具有快速读出时间和可忽略的读出噪声，使其成为高帧率应用的理想探测器，这些应用可提高分辨率，如幸运成像或移位叠加。这种分辨率的提高可以通过减轻拥挤度来显著改善极端拥挤场中暗星的光度测量。减轻拥挤度是观测朝向银河系核球的主序星引力微透镜的前提条件。然而，该设备的光度稳定性尚未得到评估。EMCCD具有传统CCD中没有的噪声源，必须开发处理这些噪声的新方法。我们旨在研究如何调整传统CCD的标准光度缩减步骤以适用于EMCCD数据。一个复杂之处在于无法常规获取偏置帧，因为EMCCD的输出不是正态分布的。此外，读出过程会在任何CCD中产生杂散电荷，但在EMCCD数据中，这些电荷是可见的，而传统CCD则不然。此外，我们旨在通过将幸运成像与移位叠加相结合来消除与幸运成像相关的光子浪费。我们开发了一个简单的EMCCD暗输出概率模型。使用期望最大化算法拟合该模型，可以估计每个像素的偏置、读出噪声、放大率和杂散电荷率，从而校正这些现象。为了研究光度的稳定性，使用PSF拟合光度测量包对校正后的拥挤场帧进行缩减，其中使用幸运图像作为参考。我们发现可以开发一种算法，优雅地缩减EMCCD数据，并在极端拥挤场中产生1%水平的稳定光度。
引用
@article{arxiv.1202.3814,
title = {High Frame-rate Imaging Based Photometry, Photometric Reduction of Data from Electron-multiplying Charge Coupled Devices (EMCCDs)},
author = {Kennet B. W. Harpsøe and Uffe G. Jørgensen and Michael I. Andersen and Frank Grundahl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.3814},
year = {2012}
}
备注
Submitted to Astronomy and Astrophysics