A CCD based curvature wavefront sensor for Adaptive Optics in Astronomy

Adaptive Optik (AO) ist eine Technik, um Störungen in der Abbildung von Objekten im Teleskop auszugleichen. Diese Störungen werden von Fluktuationen des Brechungsindexes in der Erdatmosphäre hervorgerufen. Zum Messen dieser Störungen gibt es eine Reihe verschiedener Wellenfrontsensoren. Einer davon ist der 'Curvature'- Wellenfrontsensor, was soviel wie 'Krümmungs'- Wellenfrontsensor bedeutet. An der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Garching werden für das Very Large Telescope (VLT) und das VLT Interferometer (VLTI) eine Reihe von adaptiven Optiksystemen entwickelt, die den Curvature - Wellenfrontsensor verwenden. Bisher wurden in Curvature AO-Systemen Avalanche Photodioden (APDs) als Detektoren verwendet, da sehr kurze Belichtungszeiten (200 Mikrosekunden) und ein sehr niedriges Ausleserauschen des Detektors nötig sind. Aufgrund von Fortschritten in der Herstellungstechnologie von Charge Coupled Devices (CCDs) entwickelten wir ein spezielles CCD und untersuchten dessen Leistungsfähigkeit für ein 60 Element Curvature AO System, das mit sehr schwachen Lichtsignalen arbeitet. Hier wurde erstmals ein CCD als Wellenfrontsensor verwendet. Diese Dissertation zeigt, daß ein CCD annäherend die gleiche Leistungsfähigkeit wie APDs bietet, jedoch zu einem Bruchteil der Kosten und geringerer Komplexität. Weiter hat das CCD eine höhere Quantenausbeute und einen größeren dynamischen Bereich als APDs. Ein Ausleserauschen von weniger als 1,5 Elektronen bei 4000 Bildern pro Sekunde wurde erreicht. Für AO Systeme, die Wellenfrontkorrekturen mit vielen Elementen durchführen, können dünne, von hinten beleuchtete CCDs, APDs als bessere Detektoren ersetzen. Diese Dissertation präsentiert das Konzept, das Design und die Bestimmung der Leistungsfähigkeit dieses CCDs. Erste (von vorne beleuchtete) CCDs wurden erfolgreich getestet und die Leistungsfähigkeit in einem Laborexperiment nachgewiesen.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2001

Author dc:creator

• Dorn, Reinhold Josef

Contributors dc:contributor

• Appenzeller, Immo

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/1822

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:1822