냉각 CCD

 

1. 개요
2. 냉각 방식
3. 냉각 성능
4. 운용 시 주의사항


1. 개요

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저광량을 높은 감도로 받아들일 때 고감도로 인해 열잡음이 화상에 나타나는 것을 방지하기 위해 고성능의 냉각기를 CCD 뒤에 붙여서 만든 CCD 유닛이다. 대다수의 수요는 천문 관측용으로 나가지만, 일부 경우엔 전방에 있는 카메라 라든지, NIIO 같은 데서 만드는 슈미트에 들어간다.
감도가 매우 높으며, 전자식 셔터 구조에 흑색 CCD에 컬러 휠을 사용해 색상을 구현한다. 물론 베이어필터로 된 모노크롬 CCD 도 있고, 포베온이랑 비슷하게 한 개의 수광유닛이 3개의 서브유닛으로 되어 별도의 컬러 휠 없이 바로 색상을 수용할 수 있는 센서도 있다.

2. 냉각 방식

  • LN2 공급형: 액체질소를 사용한다. 지금은 별로 사용하지 않는다.
  • 2He 공급형: 이 시스템은 헬륨을 냉매로 상변환냉각체계를 사용한다.
  • TEC 수냉형: 펠티어쿨러를 CCD 바로 뒤에 붙인 뒤, 발열부를 워터자켓으로 감싼 것.
  • TEC 공냉형: 펠티어쿨러를 CCD 바로 뒤에 붙인 뒤, 발열부의 열을 히트파이프를 통해 외부로 전달.

3. 냉각 성능

  • LN2: -170℃
  • 2He: + 10Ｆ
  • TEC: Delta -30~90℃

4. 운용 시 주의사항

  • CCD가 얼 수도 있다.
CCD 내부에 보통 건조제가 있는데, 이 건조제가 수명을 다 한 경우 고습도 환경에서 침투한 습기가 CCD에서 승화하여 성에를 형성, CCD가 얼어 버린다. 냉각 CCD는 CCD 주변에 자켓이 있어 CCD에 물기로 인한 전기적 손상을 방지하나, 이미지는 얄짤없다.
  • CCD의 전기 소모가 엄청나다.
일반적인 1000만원 이하 냉각 CCD는 전력 공급량이 200W 이하지만 일부 냉각 CCD의 경우 펠티어에 공급하는 전력이 약 300~1000W까지 상승하므로 촬영 시 냉각 CCD에 맞는 외장배터리를 준비해야 한다. 대다수의 Deep Sky 촬영은 출사 형식으로 이루어지므로 적도의나 컴퓨터를 돌릴 전원도 확보해야 한다.
  • CCD만 꺼지면 안된다.
카메라는 켜져 있는데 CCD만 꺼질 경우 냉각이 안되므로 카메라가 타 버릴수도 있다.

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