COMPARAISON DE LA REPONSE SPECTRALE
DES CCD KAF-0401E ET KAF-0402ME
KAF-0401E/2E versus KAF-0402ME spectral responsivity
 

Le CCD Kodak KAF-0402ME est une version similaire au classique KAF-0401E à la différence que le premier comporte des microlentilles qui concentrent un maximum de flux dans la grille la plus transparente de chaque pixel (électrode dite ITO pour Indium Tin Oxyde). Noter qu'il n'existe par de différences en terme de performance entre un KAF-0401E et un KAF-402E (seule la structure des circuits d'horloges est modifiées entre ces deux composantes). Il résulte de l'introduction des microlentilles dans le KAF-0402ME un gain en sensibilité potentiel que l'on cherche ici à évaluer expérimentalement. Pour cela on utilise le spectre de l'étoile Altair (type A7V) obtenu avec une lunette Takahashi F-128 et le spectrographe MERIS. Deux séries de spectres ont été réalisé avec entre-elles un petit intervalle de temps pour que la variation de la transparence atmosphérique soit négligeable. Deux caméras Audine différentes équipées des deux types de CCD ont été utilisé. On a cependant vérifier expérimentalement que le gain de ces caméras est identique, ce qui est important pour la comparaison (on trouve précisément dans les deux cas un gain de 2,25 électrons par pas codeur).

The CCD Kodak KAF-0402ME is a version similar to the KAF-0401E with microlens which concentrate a maximum of flux into the transparent gate electrode of a pixel (Indium Tin Oxyde gate). We evaluate the increase of sensiblity of this microlens technology. For that one uses the spectrum of Altair (type A7V) obtained with a Takahashi F-128 refractor and the MERIS. spectrograph. Two series of spectra were carried out with a small interval of time so that the variation of the atmospheric transparency is negligible. Two distinct Audine cameras with the two types of CCD were used. The electronic gain of these is very similar, which is important for the comparison (one finds precisely in two cases a gain of 2.25 electrons per digital unit).

Le graphe suivant montre les deux spectres réalisés avec les CCD KAF-0401E et KAF-042ME (le 6 août 2003). Le signal observé à été normalisé à 1 à la longueur d'onde de 6600 angstroms pour le KAF-0402ME. Pour un temps de pose donné et à cette longueur d'onde précisément il a été mesuré que le KAF-0402ME produit 1,25 fois plus de signal que le KAF-0401E.

The following graph shows the two spectra with CCD KAF-0401E and KAF-042ME (August 6, 2003). The signal observed is normalized to unity at the wavelength of 6600 angströms for the KAF-0402ME. For a exposure time given and for this wavelength precisely it was measured that the KAF-0402ME produces 1.25 times more signal than the KAF-0401E.

Il est important de bien comprendre que ces courbes ne représentent pas la vrai réponse spectrale des détecteurs car leur si leur allure dépend de cette réponse, elle est aussi fonction de la distribution spectrale du flux de l'étoile et de la transmission spectrale optique (la longueur d'onde de coupure dans le bleu est provoquée par l'absorption des verres ainsi que l'absorption de l'atmosphère et la faiblesse du signal dans l'infrarouge vient du réseau à diffraction utilisé dont le blaze optimise la partie visible du spectre). En revanche, le rapport de ces deux courbes donne la réponse relative entre les capteurs. La figure suivante donne ce rapport (dans le sens signal KAF-0402ME / signal KAF-0401E).

It is very important to understand that these curves do not represent the true spectral response of the detectors because there are also function of the spectral distribution of the of star flux and function of the optical spectral transmission (the cut wavelength in blue is caused by the absorption of lenses as well as the absorption of the atmosphere, and the small signal in the infrared is the result of the blaze of the diffractive grating optimized for the visible part of the spectrum). On the other hand, the ratio of these two curves gives the relative response between the sensors. The following figure gives this ratio (in the direction signal KAF-0402ME / signal KAF-0401E).

On retrouve le facteur 1,25 à 6600 angstroms pour le rendement quantique (partie rouge du spectre). Dans le bleu-vert le KAF-0402ME apparaît 1,7 fois plus sensible en moyenne (mais avec d'assez fortes fluctuations). Le gain dans l'infrarouge est relativement marginal. En dessous de 4000 angstroms les données sont incertaines dans cette étude. On peut conclure que dans le cas idéal d'une observation où le bruit est limité par le signal lui-même le gain maximal en détectivité attendu du KAF-0402ME par rapport au KAF-0401E est de l'ordre de 0,13 magnitude dans le rouge et de l'ordre de 0,30 magnitude dans le bleu.

One finds the quantum efficiency factor of 1.25 at 6600 angströms (red part the spectrum). In the blue-green the KAF-0402ME appears 1.7 times on average more sensitive (but with rather strong fluctuations). The gain in the infrared is relatively marginal. In the ideal situation of an observation where the noise is limited by the signal itself the maximal gain in detectivity waited of the KAF-0402ME compared to the KAF-0401E is 0.13 magnitude in the red and 0.30 magnitude in the blue.

Cliquer ici et ici pour d'autres aspects de l'usage des CCD série "ME" en spectroscopie.