20070821 A. Blecha v 1.0
20070904 ajouté execustive summary et mesure au flux eleves (4000-42000 ADU)
fichier /net/dejanire/export/diskA/WWW/Public/La_Silla/BDD_documentation/blecha/LineariteC2.html
        http://obswww.unige.ch/La_Silla/BDD_documentation/blecha/LineariteC2.html

Executive summary

Les spécifications du chip donnent un écart à la linéarité de 3% a 300 Ke (~120 KADU) sans une explication précise sur la façon de mesurer (très vraisemblablement il s'agit du RMS par rapport à un fit linéaire - voir l'introduction). Selon nos mesures la linéarité dans la gamme de calibration de 1-20 KADU (1-50 Ke) est excellente - 2-3 %% RMS et elle n'a pas changée significativement suite à la réparation du controleur en mai 2007. Pour un travail de haute précision, une correction quadratique fixe permet obtenir une linéarité meilleur que 0.5%% RMS. Il est possible qu'une légère non-linéarité existe pour les faible flux. Un travail est encore en cours à ce sujet.

Introduction

Le relation S-F entre le flux reçu F et le signal enregistré S et modélisé le plus simplement comme S=k.F et il s'agit de caractériser l'écart entre ce modèle simple et le détecteur réel, le plus simplement par un nombre RMS du S_mesuré-S_modèle (fit) ou de façon plus complète par un graphique. Pour obtenir les informations sur la linéarité il faut tenir compte d'autres effets qui affectent la relation S-F notamment celui de l'obturateur (différence entre le temps d'exposition nominal et la durée de pose réel) et celui de la variation de la source d'étalonnage (étoile standard*transparence_atmosphérique ou lampe d''étalonnage).

L'étalonnage

La manipe est décrite dans MesureBruitC2. On utilise la lampe LED et on travaille dans une zone environ 200x200 pixels. La lampe reste allumée en permanence et on varie le temps d'ouverture du shutter. Pour chaque point de mesure on mesure dans la zone:
  • 2x BIAS moyen
  • 2x 2 mesures pour obtenir le bruit et le gain
  • 2x 2 mesures avec un temps de référence

    Les données sont sauvée sur une fichier "netfluxYYYYMMDDhhmm.txt" dans le directory de travail.

  • L'analyse est faite avec l'environnement source ~blecha/bin/C2init.
  • Les données sont convertie en "/rdb" avec "txt2r < netfluxYYYYMMDDhhmm.txt > sf1"
  • Et analysées avec C2linmodel.py. Faites C2linmodel.py -h et regardez les exemples.
  • L'effet de la variation de la source est corrigé par une interpolation linéaire entre les poses de référence autour chaque point (tempst+.
  • L'effet de shutter est corrigé comme un temps supplémentaire rajouté au temps d'exposition. Il est négligeable au delà de 10sec.

    Résultats récents

    
    date                région CCD
         mode    gain    X    Y  dim     t+ f_min   f_max tmin tmax  rmsLin    A2 rmsQuad 
              [e/ADU]                 [sec] [ADU]   [ADU]     [sec]    [%%] x10^6    [%%]
-------- ---- ------- ---- ---- ----  ----- ----- ------- ---- ---- ------- ----- -------
20070110 fast    2.03  300   20  200  0.052   940   18000    2   25     2.3 -0.38     0.5
20070817 slow    2.30 1000 1000  200  0.083   750   19000    1   25     3.0 -0.20     0.3
20070904 fast    2.03  800  750  200  0.062  4000   42000    1   10     0.7 -0.20     0.7
20070904 fast    8.40  800  750  200  0.062  2000   30000    1   13     1.4 -0.10     1.1
  
fmin,fmax - flux minimal/maximal moyen
tmin,tmax - temps d'exposition minimal/maximal
rmsLin    - rms de la régression linéaire sur les données flux/seconde=(flux/seconde)_moyen*t (correspond au rattachement linéaire)
A2        - coefficient quadratique qui corrige le flux total mesure comme: flux_corrige=flux*(1+A2*flux)
rmsQuad   - rms du fit quadratique
    Figures Janvier 2007 et août 2007
  • En prenant la moyenne de deux mesures et en tenant compte du gain correction quadratique à appliquer aurait donc la forme flux_corrige[ADU]=flux[ADU]*(1+flux*0.00000053/gain[e/ADU]).
  • Il n'y a pas de différence significative entre les deux résultats bien que les mesures ont étés faites dans des conditions assez différentes.
  • La linéarité aux flux 2000-20000 ADU est excellente et l'introduction du terme quadratique n'aurait un sens que pour la photométrie absolue de haute précision. Il faut encore noter que la précision des poses plus courtes dépend de manière critique de la bonne soustraction de l'effet du shutter.
  • Le meme comportement continu jusqu'au flux elevés 4000-52000 [ADU] (10'000-100'000 e) ainsi que pour des flux proches de saturations. La composante quadratique commence s'infléchir vers 170'000 e (20'000 ADU avec le gain 8.4) sur la courbe obtenue avec le filtre RG.