Ministerio de Economía y Competitividad Gobierno de Canarias Universidad de La Laguna CSIC Centro de Excelencia Severo Ochoa

Infraestructuras y medios

Departamento de Electrónica

Laboratorio LISA

LISA (Laboratorio de Imagen-Sensores para Astronomía) dispone de unos 50 m2 de laboratorio exclusivo en el Área de instrumentación del IAC. Dispone de instalaciones de aire comprimido, aire acondicionado, refrigeración externa para intercambiadores de calor de gran caudal, corrientes monofásica y trifásica, UPS y equipamiento de uso general. El acceso al laboratorio está restringido por un código electrónico temporal (que es necesario solicitar a los responsables) pero está abierto en cuanto a su uso tanto interno del IAC como externo de otras instituciones.

En la actualidad, LISA trabaja en cuatro rangos de longitudes de onda de luz:

  • Luz Visible
  • Luz Infrarrojo cercano (SWIR): < 1.6 micras
  • Luz infrarrojo medio (MWIR): 1 - 2.5 - 5 micras
  • Luz infrarrojo lejano (LWIR - térmico): 8 - 14 micras

Rango Visible: Ejemplo de Caracterización de un CCD

A continuación se resume el procedimiento de caracterización típico de un CCD:

Parámetros y figuras de mérito estándar (para CCDs):

  1. Factor de Conversión (CF) in [e-/ADU]
  2. Ruido de lectura (RON) in [e-]
  3. Bias in [ADU]
  4. Linealidad (curva) in [% deviation]
  5. Niveles de saturación (image area, serial register) in [e-]
  6. Eficiencia en la transferencia de carga (image area (CTE_V), serial register (CTE_H))
  7. Eficiencia cuántica (QE) in [%]
  8. No-Uniformidad en la respuesta del píxel (PRNU) in [%]
  9. Fringing [p-v]
  10. Corriente de Oscuridad (Idark) in [e-/pixel/s]
  11. No-uniformidad en la Corriente de Oscuridad (DSNU) in [%]
  12. Cosmética (dark and white defects, points and columns, traps)

Parámetros para L3CCDs (equivalente a EMCCDs):

  1. Ganancia de multiplicación
  2. Ruido extra (factor sqrt(2))
  3. Carga inducida por relojes o Clock induced charge (CIC) in [e-/pixel/frame]

 

Arriba: Algunos ejemplos de caracterización de CCDs, utilizando prototipos de PCBs tanto rígidos como flexibles. Se dispone de una fresadora LPKF para fabricar tarjetas simples a dos caras.

Abajo: Pruebas en LISA de algunas cámaras CCD ya integradas por el fabricante

 


Equipamiento General de LISA:

Lista no exhaustiva:

  • Fuentes de Luz / Radiación:
    • Arc lamp (flux control estabilized) : Xenon and Hg from Newport
    • QTH lamp (flux control estabilized) from Newport
    • Black Body Cavity: high temperature from HGH: RCN-900 from HGH Infrarouges Systems
    • Black Body Plate: cold (up to -40ºC) from HGH: DCN-1000 from HGH Infrarouges Systems
  • Obturadores:
    • Vincent / Uniblitz: 90mm diameter
    • Vincent / Uniblitz: One inch diameter
  • Rueda de aperturas (motorizada)
  • Ruedas de filtros de banda estrecha (motorized; up to 14 position / wavelengths from 350 up to 950nm. From Andover)
  • Fotodiodos calibrados (from Hamamatsu)
  • Esferas integradoras (from Labsphere)
  • Pico and femto amperímetros (Keithley 6485 and Keysight B2980A)
  • Mesa óptica Vibraplane from Kinetic Systems

Otros:

  • Gran Criostato de propósito general para infrarrojo (CIRCO) de Vacuum Projects incluyendo Leybold Closed Cycle Coolers.
  • General Purpose Cryostat from Infrared Labs (modificado para visible e infrarrojo) incluyendo un Leybold Closed Cycle Cooler.
  • General Purpose ARC Generation III detectors controller (con opciones en tarjetas de hasta 4 canales para visible y 32 para infrarrojo)
  • Temperature Control based on Lakeshore-332 unit
  • Temperature Sensors (Pt-100 and Si-diode) calibrated from Lakeshore
  • Temperature Monitor (8-channel) based on Lakeshore-218 units.
  • Vacuum PKR sensors from Pfeiffer.
  • Vacuum TPG readout units from Pfeiffer.
  • Turbo Pump Hi-Cube from Pfeiffer (other ones available at IAC)

Control (por completar):

  • Test Bench Control under W’8 PC:
    • Protocols: Ethernet, GigE, FireWire, RS232/RS485 Serial, USB2 and 3; Camera Link. Others under request.
    • GUI: NI-LabVIEW based. Próxima actualización a Python
    • Data reduction: routines running Matlab, IDL and Python available. Custom.
  • Detector cryostat Control:
    • JAVA –based OWL ARC interface for image data acquisition.
    • Temperature and Vacuum Control: NI-LabVIEW based

Lista (no exhaustiva) de detectores y cámaras caracterizados:

Algunos ejemplos de dispositivos caracterizados en el laboratorio LISA:

  • CCDs and CMOS (general imaging visible range):
    • From E2V: E2V-231-84 (4k x 4k, integrated into SI-1100 camera system); E2V-42-90 (2k x 2k, integrated into SI-600 camera system); E2V-4482 (2k x 4k, using ARC-gen II and III detectors controller)
    • From Fairchild Imaging: CCD-486 (4k x 4k, integrated into SI-600 camera system)
    • Pulnix-JAI general purpose cameras
    • Basler general purpose cameras
    • PCO general purpose cameras
    • Hamamatsu general purpose cameras
    • NEOs sCMOS ANDOR camera system
    • Otros
  • EM-CCDs (for lucky imaging and Adaptive Optics WFS applications):
    • From Hamamatsu systems, including E2V chip
    • From ANDOR systems, including E2V chips in iXON EMCCD Camera Series: 128 x 128 (CCD60); 512 x 512 (CCD97) and 1024 x 1024 (CCD201-20) models.
    • From FIRST-Light systems, including the new CCD220 (240x240, 1300fps) sensor in the OCAM2 cameras
    • Otros
  • InGaAs detectors (< 1.6 microns)
    • Xenics XEVA cameras (gran formato)
    • Xenics Ethernet cameras (pequeño formato)
    • Otros
  • HgCdTe and InSb detectors (1 - 2.5 - 5 microns)
    • 256x256 Cincinnati Electronics array
    • 256x256 NICMOS Teledyne / Rockwell infrared array
    • 1k x 1k HAWAII Teledyne / Rockwell infrared array
    • 2k x 2k HAWAII-PACE Teledyne / Rockwell infrared arrays
    • SIDECAR Teledyne / Rockwell infrared array - (ASIC) for RG sensors
    • Otros
  • Microbolómetros (8 - 14 microns; rango infrarrojo térmico)
    • ULIS (Sofradir) 640 x 480 microbolometer array
    • INO Camera System, ULIS based
    • FLIR cameras, propósito general
    • Otros

Arriba: Pruebas en el banco visible de LISA tanto de EMCCDs como de CCDs de gran formato

Abajo: Prototipo de mosaico para ser utilizado en el instrumento OSIRIS, incluyendo controlador ARC


Abajo izda: Criostato de pruebas para detectores CCD e infrarrojo, con ventana de 90mm y obturador.

Abajo dcha: Manipulación de CCDs en cabinet de flujo laminar horizontal clase 100 dentro de LISA


Arriba: Pruebas en caliente de un detector MCT 2k x 2k (izda) y en frío (dcha.)

Abajo: Interior del criostato de pruebas infrarrojo,con rueda de filtros y bafleado. A la derecha, detalle de la fanout con el detector MCT (instrumento EMIR)


Arriba: Cámaras de 1.6 micras (InGaAs), a prueba dentro de la Cámara Climática de LISA

Abajo: Pruebas de un detector / cámara microbolométrico. Infrarrojo térmico (8 -14 micras)


Galería fotográfica:

Arriba y abajo: Vistas generales de LISA, mostrando la torre de control principal y el banco visible.


Detalles del banco visible, con cámaras CCD bajo test.


Arriba: Criostato de uso general para detectores CCD e infrarrojo


Criostato infrarrojo de gran tamaño, exterior e interior.


Equipamiento adicional:

  Cabinet de flujo horizontal clase 100, con microscopio

Cámara Climática del IAC - LISA


Fresadora LPKF para prototipados de PCBs: Diseño, fabricación, montaje y caracterización de CCD en criostato de pruebas


Contacto:

Para utilizar LISA, envía un correo electrónico a José Javier Díaz y/o Enrique Joven

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