小型望远镜的夜视能力

我们探讨了使用当前一代现成的铟镓砷（InGaAs）近红外（NIR）探测器进行天文观测的可行性。为夜视行业开发并在室温或近室温下工作的轻量 InGaAs 相机，为观测近红外天空提供了经济高效的新途径，尤其在与小型望远镜配合时。我们已在实验室及使用 12 英寸和 18 英寸望远镜的天文中测试了一台 InGaAs 相机。该相机是 Sensors Unlimited 出品的 Small-format、320x240 像素、40$\mu$m 像元间距的短波红外（SWIR）器件。尽管该器件表现出 $5.7 \times 10^4$ $e^-s^{-1}$ 每像素的室温暗电流，我们发现对亮源观测以及对暗源的低位置分辨率观测仍然可行。由于大的像素阱深及由此产生的高动态范围，我们可以记录亮源（$J=3.9$）的未饱和图像。当安装在 18 英寸望远镜上时，该传感器对亮于 $J=8$ 的源能达到毫星等精度。暗源在适度热电制冷下可受天空背景限制。当安装于 18 英寸望远镜时，我们能在一次一分钟曝光中探测到暗源（在 $10\sigma$ 下 $J=16.4$）。通过实验室测试，我们表征了相机在多种不同工作模式及不同工作温度下的噪声特性、灵敏度和稳定性。通过天文测试，我们表明该（无滤光片）相机可实现精确且准确的测光，其工作如同带滤光片的 $J$ 波段探测器，仅需微小色修正。在天文测试过程中，我们成功测量了系外行星凌星的亚百分之一流量变化。我们已展示了利用现有参考星表进行图像相减来探测密集场中瞬变源的能力。