3.8m 望遠鏡用プロトタイプ面分光器計画

3.8m望遠鏡用プロトタイプ面分光器計画 松林和也

感度計算の詳細 • 融着ファイバーIFUの観測感度を計算した • KOOLSのスループット: 0.1 • 面分光ユニットのスループット (seeingの影響含む): ~0.4 • CCD読み出しノイズ: 11.5 electron / pixel • 背景ノイズ: 19 mag / arcsec2 • 足しあげるファイバー数: 3 (188cm)、7 (3.8m) • 観測波長: 600 nm • 一次元マイクロレンズ関連は過去の計算のまま • 波長方向に2 pixel (~ 波長分解能)足し合わせる

検出感度 (188cm) 600秒積分なら17.0 magでS/N ~ 10

検出感度 (3.8m) 600秒積分なら17.8 magでS/N ~ 10

検出感度 • 過去の計算より0.3 - 0.6 magほど感度向上 • 光学系のスループットの違いで 0.3mag • 波長方向2pixel足し合わせて 0.3 mag

GRB残光光度曲線と比較 30分以内に観測できれば、多くのGRB残光は観測できそう 30分 3.8m S/N = 10 3.8m S/N = 5 short-GRB (赤線)はまだ厳しい？

クロストークの許容量は？ • ファイバーを融着し、クラッド厚を薄くすると、透過率が向上する一方、クロストークが悪化 • どの程度のクロストークは許容できるか？ • 点源観測の観点から • 融着とクラッド厚減少によるfilling factor向上: 75 % -> 87 % • クロストークによるflux低下: 6 x (クロストーク)(点源がファイバー中心にある場合) • -> (87 – 75) % > 6 x (クロストーク) • -> クロストークは約2 %以下である必要がある

クロストークの許容量は？ 軽く融着したファイバーのクラッド厚、filling factor、cross-talk(Bryant et al. 2011) クラッド厚を2 mmまで減らして軽く融着したファイバーバンドルが一番良いのではないか

融着ファイバーのクロストーク • 非融着側の1本のファイバーから光を入れ、融着側を撮影光を入れたファイバー log scale コア部のcount ~ 4200 コア部のcount ~ 130 クロストーク ~ 0.3 – 1 %

ゴースト？の強度 ゴースト？の強度は、光を入れたファイバーコアの強度の約0.1 % -> 気にしなくても大丈夫だろう非融着側ファイバー1本に明るい光を入れた時の、融着側のファイバー端面 (logscale)

ファイバー端面研磨 研磨前研磨後 • 非融着側は端面処理されていなかったので、研磨した • 簡単にゴミや傷がつくので、取扱いに注意が必要

参考資料

観測感度の再計算 • 観測感度の計算は、入射部が(二次元)マイクロレンズアレイの場合のものしかなかった • -> 融着ファイバーの場合の感度を計算した • アンダーサンプリングなので、点源の位置によって足し合わせるべきファイバー数が変わる • 主なノイズ源は読み出しノイズと背景光ノイズ • -> 点源の位置とファイバーに入るfluxを計算し、ファイバーいくつ分足しあげると良いか検討する

足しあげるファイバー数は？ • ファイバーコア径 100 mm、クラッド厚 5 mm • ファイバーコアの形状は円 • seeingは悪めの2”.0とする点源が視野中心にある場合点源が2ファイバーの中間にある場合点源が3ファイバーの中間にある場合

seeing = 2”.0 ファイバーに入るfluxの割合 6-8ファイバーで約50-60%のflux 3ファイバーで約60%のflux

seeing = 1”.0 ファイバーに入るfluxの割合 4ファイバーで約60%以上のflux 3ファイバーで約60%以上のflux

必要な積分時間 (188cm) 1時間積分でも読み出しノイズリミット

必要な積分時間 (3.8m) 1時間積分でも読み出しノイズリミット

3.8m 望遠鏡用 プロトタイプ面分光器計画