Про неправильную ПЗС

[eddy_em]

Я уже писал об ИК светодиоде, сейчас провел эксперименты с ПЗСкой. Подопытный — CCD FLI ProLine PL16803. Все испытания при температуре чипа -30°C.

Во FLI'шном SDK есть функция FLISetNFlushes, которая как бы должна задавать количество сбросов перед экспозицией. В других моделях эта функция работала, а здесь — фигвам, попытка задать количество сбросов больше 0 завершается ошибкой. ИК-светодиодов внутри тоже не видно (в Apogee'йских стояли по углам матрицы), да и в SDK нет функций с именем preflash.
Кодаковский чип KAF16803 прославился тем, что при считывании на нем сохраняется остаточный заряд. Вот, собственно, и возникла идея «заливать» матрицу ИК-светодиодом, затем выполнять ряд считываний, а после этого уже снимать кадры.
Проверим, сколько же нужно дополнительных считываний.
Для начала засветим матрицу в течение двух секунд, а затем сразу же после этого сделаем 10 дарков (sleep нужен для того, чтобы выключить светодиод перед получением кадров):

fli_control -x2000 -v32 -h32 -F; sleep 5; fli_control -d -x2000 -n10 testDarkNoPreread

Почему-то сразу после этого первый кадр получился "неправильным": с сильным шумом почти по всей области. Судя по всему, это связано с переходом с "быстрого" считывания на "медленное". Если у кадров со второго по десятый шум держится на уровне 9.4±0.1ADU, то у первого — аж 25821ADU! Если выкинуть первый кадр, то среднее меняется так: 994.0, 992.1, 991.5, 991.3, 991.1, 991.0, 990.9, 990.6, 990.6… Т.е. явно виден тренд на уменьшение средней яркости.
ОК, теперь сделаем предварительные быстрые считывания (10 штук):

fli_control -x2000 -v32 -h32 -F; sleep 1; fli_control -x1 -F -v32 -h32 -n10; fli_control -d -x2000 -n10 testDarkShortPreread10

Опять "первый блин комом". Начиная с третьего кадра STD=9.41±0.03, но опять есть некоторый тренд в уменьшении средней яркости: 993.4, 992.1, 991.7, 991.4, 991.3, 991.2, 990.9, 990.7, 990.6. В принципе, данные не сильно-то отличаются от предыдущей серии.
Теперь делаем 10 быстрых считываний, но без биннинга. Вдруг что изменится?

fli_control -x2000 -v32 -h32 -F; sleep 1; fli_control -x1 -F -n10; fli_control -d -x2000 -n10 testDarkShortPreread10fulframe

Опять самый первый кадр — мусор. Дальше STD на уровне предыдущего, зато среднее уже быстрей "выползло" к более-менее адекватным результатам: 992.0, 991.5, 991.4, 991.2, 991.0, 990.7, 990.6, 990.4, 990.3…
Теперь сделаем 5 быстрых считываний с биннингом, затем — медленное считывание с биннингом, а после этого уже получим темновые:

fli_control -x2000 -v32 -h32 -F; sleep 1; fli_control -x1 -v32 -h32 -F -n5; fli_control -x1 -v32 -h32; fli_control -d -x2000 -n20 TestDarkAnother

Первый кадр уже нормальный, без мусора. Но все равно явно виден какой-то тренд:

Я думал, что он хоть на серии из 20 кадров выйдет на шумовую "полочку", а фиг вам! Все равно стекает примерно на 3-4 десятые за кадр. Но, в принципе, это не так уж критично: ведь следует учесть, что это среднее вычисляется по полю 4k×4k!
Поэтому делаем еще один тест: засветка, затем одно медленное считывание, после которого десяток темновых. Уже по шуму (9.9 на первом и 9.6 на втором кадре) видно, что такой метод все же не годится: количество предварительных считываний должно быть больше. Да и изменяется средняя яркость вначале достаточно сильно: 997.5, 994.2, 991.8…
ОК, последний тест: 5 предварительных быстрых считываний, два медленных полнокадровых (без биннинга), а дальше 30 кадров (только статистика — хватит уже фитсами диск забивать):

fli_control -x2000 -v32 -h32 -F; sleep 1; fli_control -x1 -v32 -h32 -F -n5; fli_control -x1 -n2; fli_control -d -x2000 -n30
Шумы сразу же выходят на 9.4, но тренд… Все равно этот чертов тренд сохраняется (по крайней мере, в начале серии)!

Только к тридцатому считыванию более-менее начинается намек на то, что средний уровень выходит "на полочку".

Да уж, что сказать: ПЗС, даже мягко говоря, на звание научных вообще никак не претендуют! А еще до применения на телескопах мы проводили их лабораторное исследование. Самую малошумящую повесили на первый телескоп, да и то ее характеристики оставляют желать лучшего! Какие там 0.01 звездной величины? Там хотя бы 0.05 стабильно получать (да и то, не слабее 12..13 величины)…