Development of a CCD infrared camera for the Nishi-Harima Astronomical Observatory

Abstract

Two years ago the project was begun to develop a near infrared CCD camera for the 60 cm telescope of Nishi-Harima Observatory a classical cassegrain telescope. This project is supported by the Hyogo-ken Nishi-Harima Astronomical Observatory, Kagoshima University, National Astronomical Observatory and the University of Tokyo. The mounted CCD sensor is a 512 x 512 element platinum silicide (PtSi) Schottky-barrier infrared image sensor, made by Mitsubishi Electric Co. and proved successfully for astronomical purposes by Ueno at al. To simplify the maintenance while running of the IR (Infrared) camera, two Stirling cycle refrigerators were used for cooling the Dewar, it is the first IR camera cooled by this system. Also these refrigerators are going to be used on the Japanese IR satellite Astro-F. The cooling capacity of each refrigerator is for 77 K, 1 watt and for 50 K, 0 watt, meanwhile this capacity for one refrigerator is not enough, two independent refrigerators were used, one for refrigerating the cold plate and the other one for thermal radiation shield. The whole system will work with less maintenance, no need of refrigerant, and also comparing with common use IR cameras, it is more portable. The first light was successfully obtained with the camera mounted on the Nishi-Harima telescope and a plate of Saturn, both with the J and K band filters was taken. The concluded whole system is actually being calibrated for regular observations.

西はりま天文台の60cm鏡のカセグレン焦点に取り付ける近赤外線カメラの開発が2年前に開始された。この計画は、兵庫県西はりま天文台、鹿児島大学、国立天文台、および東京大学が共同で行っているものである。搭載するCCDカメラの受光素子は、512×512のPtSiショトッキーバリア赤外線イメージセンサで、三菱電気が製作し、上野らにより天文学への実用が証明されたものである。赤外線カメラは、運用中のメンテナンスを簡素化するためにスターリング冷凍機を用いてジュワー容器を冷却している。この装置システムは初めて赤外線カメラに応用されたものであり、Astro-F衛星にも搭載される予定である。それぞれの冷凍機の性能は77Kに対して1ワット、50Kに対して0ワットである。この冷凍機の性能は不充分なので、2基の冷凍機を独立に用いて、1基を冷却板、もう1基を熱放射シールドの冷却に当てた。全系は保守の必要性が少なく冷媒を必要としないので、一般の赤外線カメラに較べて持ち運びが容易である。このカメラを西はりま天文台の望遠鏡に取り付けて、ファーストライトの観測に成功し、JおよびKバンドのフィルタを用いて土星の映像を撮影した。完成した全システムを定常観測のために検定中である。