Überprüfung der Linearität des CCD


Die Auswerteverfahren setzen die Linearität der Pixel des CCD voraus. Das bedeutet, dass die ausgelesene Pixelintensität eines Pixels proportional der Anzahl der im Pixel umgesetzten Photonen ist. Die Kurve, die man bei gleichen Belichtungsverhältnissen erhält, wenn man den Mittelwert aller Pixel der CCD gegen die Belichtungszeit aufträgt, muß eine Gerade sein. Wird die Kurve mit zunehmender Belichtungszeit flacher, bewegen sich die Counts außerhalb des linearen Bereichs der CCD.

Der lineare Bereich lässt sich sehr einfach experimentell überprüfen. Dazu wird die CCD-Kamera in einem verdunkelten Zimmer so aufgestellt (ohne jegliche Optik), dass sicher jedes Pixel konstant die gleiche Lichtmenge bekommt. Günstig ist es, eine innen schwarze Röhre vor der Kamera zu installieren, an deren anderem Ende ein weisses, aber durchscheinendes Papier als Diffusor aufgeklebt ist (man kann natürlich auch eine weiße Mattscheibe nehmen oder ähnliches).Dann nimmt man eine Anzahl von Aufnahmen bei unterschiedlichen Belichtungszeiten auf. Es wird keine Darkkorrektur durchgeführt. Die Belichtungszeiten wählt man so, dass die Sättigung der Pixel zwischen 0 und 100% ihrer Kapazität liegt.

 

Nachfolgend ein Beispiel. Es handelt sich um die CCD-Kamera, die bei der WR 140-Kampagne der Fachgruppe Spektroskopie verwendet werden soll (http://www.stsci.de/wr140/index.htm).
Die Gerade auf die Belichtunsgzeit Null extrapoliert ergibt das bias (1225). Offensichtlich ist praktisch der komplette Bereich der Counts (ADU) von 0 bis 65000 (16bit) linear und damit für quantitativ auszuwertende Messungen verwendbar. Die Steigung der Geraden (1410.4/s) ist natürlich abhängig von dem Lichtfluß, der bei den Aufnahmen herrschte (und damit auf andere Aufnahmeserien nicht übertragbar).

 

Exposure [s]
Average Counts
0.5
2055.8

1

2709.5
2
4096.4
4
6819.5
8
12391.8
16
23624.9
20
29364.0
25
36458.7
30
43636.0
35
50660.6

zurück zum Inhaltsverzeichnis