MuSICa para el Telescopio Solar Europeo: el primer image slicer aplicado a Física Solar. Ariadna Calcines, Roberto L. López, Manuel Collados.

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Josefa Saavedra Fuentes
hace 8 años
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1 MuSICa para el Telescopio Solar Europeo: el primer image slicer aplicado a Física Solar Ariadna Calcines, Roberto L. López, Manuel Collados.

2 ÍNDICE 1. Espectroscopía de Campo Integral para Física Solar 2. Introducción al concepto de image slicer 3. MuSICa para el Telescopio Solar Europeo 4. Aplicación a otros instrumentos y telescopios 5. Conclusiones y próximos objetivos

1. Espectroscopía de campo integral Para obtener el espectro de un campo de visión 2-D utilizando un espectrógrafo de rendija larga hay que desplazar la imagen perpendicular a la rendija.

3 1. Espectroscopía de campo integral Para obtener el espectro de un campo de visión 2-D utilizando un espectrógrafo de rendija larga hay que desplazar la imagen perpendicular a la rendija. Cada parte del campo 2-D se mide bajo condiciones atmosféricas diferentes. Aplicando espectroscopía de campo integral se obtiene el espectro de todos los puntos del campo 2-D simultáneamente. Los fenómenos en el Sol son dinámicos. La posición relativa de las estructuras cambian pudiendo salir fuera del campo de la rendija estrecha (t~5 seg en fotosfera y t<1 seg en cromosfera).

Aplicando espectroscopía de campo integral se obtiene el espectro de todos los puntos del campo 2-D simultáneamente.

4 1. Espectroscopía de campo integral Tipos de unidad de campo integral (IFU):

5 2. Concepto de image slicer slicer mirror array generated output slit

6 2. Concepto de image slicer MuSICa (Multi-Slit Image slicer based on collimator-camera)

7 3. MuSICa para EST MuSICa se ha diseñado para el espectrógrafo de campo integral del Telescopio Solar Europeo (4 metros). I.P.: Dr. Manuel Collados VIS-I IR-II IR-I VIS-II Espectrógrafos

8 3. MuSICa para EST 4 espectrógrafos 1:1 F/40 conceptualmente idénticos que operan simultáneamente para cubrir un rango espectral comprendido entre Å con alta eficiencia: VIS-I ( Å), VIS-II ( Å), IR-I ( Å), IR-II ( Å). 8 rendijas de entrada de 0.05 x 200 segundos de arco cuadrados (FoV 2-D = 80 segundos de arco cuadrados). Alta resolución espectral (R~ ) y espacial (0.1 segundos de arco en 2 píxeles). Observación simultánea de 8 λ s (5 de visible y 3 de NIR). Un detector 4k x 4k por λ. 8 rendijas de entrada Predispersor Espectrógrafo Detector Sistema de reimaginación

05 x 200 segundos de arco cuadrados (FoV 2-D = 80 segundos de arco cuadrados). Alta resolución espectral (R~300.000) y espacial (0.

9 3. MuSICa para EST Reorganiza un campo 2-D de 80 segundos de arco cuadrados en 8 rendijas de 0.05 segundos de arco de ancho por 200 segundos de arco de largo. F/50 de entrada, F/40 de salida. Divide la imagen en plano focal del telescopio en rebanadas de 0.05 segundos de arco utilizando espejos de 50 μm. Sistema telecéntrico. Cada array tiene 16 espejos: Slicer mirrors: planos Colimadores: esféricos, focal = 220 mm Cámaras: esféricos, focal = 176 mm, aumento: Γ = 0.8. Rendija de salida: 0.04 mm de ancho x 160 mm de alto en F/40.

Divide la imagen en plano focal del telescopio en rebanadas de 0.05 segundos de arco utilizando espejos de 50 μm.

10 3. MuSICa para EST Materiales: - sustrato de zerodur (coeficiente de expansión térmica ~ cero) - recubrimiento de Plata Protegida (alta reflectividad en el rango espectral considerado).

11 3. MuSICa para EST Calidad óptica limitada por difracción.

3. MuSICa para EST MuSICa es compatible con los 2 modos de observación del espectrógrafo: - Modo espectroscópico: FoV= 80 segundos de arco cuadrados 8 rendijas

12 3. MuSICa para EST MuSICa es compatible con los 2 modos de observación del espectrógrafo: - Modo espectroscópico: FoV= 80 segundos de arco cuadrados 8 rendijas de 0.05 x 200 segundos de arco cuadrados. - Modo espectro-polarimétrico: FoV= 40 segundos de arco cuadrados 8 rendijas de 0.05 x 100 segundos de arco cuadrados.

rendijas de 0.05 x 200 segundos de arco cuadrados.

13 3. MuSICa para EST Multi-rendija: Macro-slicer + 8 image slicers. El macro-slicer divide el campo en 8 y cada image slicer genera una rendija. Macro-slicer: - Un array formado por 8 espejos planos con diferentes orientaciones. - FoV = 6.32 x segundos de arco cuadrados (6.128 mm x mm). Combinación macro-slicer y slicer mirrors minimiza el número de superficies para satisfacer la capacidad multi-rendija (3).

Macro-slicer: - Un array formado por 8 espejos planos con diferentes orientaciones. - FoV = 6.32 x 12.

Aplicación a otros instrumentos: - MuSICa puede adaptarse a otros instrumentos solares o nocturnos.

14 4. Aplicación a otros instrumentos Ventajas de un sistema como MuSICa: - Minimiza el número de superficies para multi-rendija. - Su simetría facilita el alineado del sistema, su fabricación y reduce los costes. Aplicación a otros instrumentos: - MuSICa puede adaptarse a otros instrumentos solares o nocturnos. - Prototipo para GRIS, el espectrógrafo del telescopio solar GREGOR. - Diseño preliminar para el espectropolarímetro de SUVIT, para la misión Solar-C. GREGOR SUVIT

15 5. Conclusiones y próximos objetivos CONCLUSIONES MuSICa es el primer image slicer aplicado a Física Solar. Puede ser aplicado a otros instrumentos solares y nocturnos. Es un sistema telecéntrico con calidad óptica al límite de difracción. Minimiza el número de superficies para reorganizar un campo 2-D en 8 rendijas. Es compatible con dos modos de observación. Facilita el alineado, fabricación y reduce los costes. PRÓXIMOS OBJETIVOS Optimizar el diseño del prototipo. Estudio de tolerancias y luz difusa. Fabricación del prototipo (Winlight Optics).

Minimiza el número de superficies para reorganizar un campo 2-D en 8 rendijas. Es compatible con dos modos de observación.

16 MUCHAS GRACIAS Ariadna Calcines Rosario

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