SBIG DSS-7光譜儀介紹與使用方法

Posted on 2011/09/07 in 地球科學, 天文, 觀察和認識星空 with 沒有迴響 4,367 views

SBIG DSS-7光譜儀介紹與使用方法
臺北市立南湖高中地球科學教師吳昌任/國立台灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯

研究星光的亮暗變化或星星的位置，雖然也可以得到不少資訊，但是對於星體的化學組成、溫度等等，就無法得到較直接的資料。如果可以觀測星體的光譜，所得到的資訊就會多很多。

由於設計完整的光譜儀造價不斐，對於光譜的教學造成很大的阻礙，所以我們數年前開始嘗試以長型牙膏盒以及黑色卡紙等不透光材質，搭配光碟片或光柵片研發出讓學生可以自製的簡易光譜儀，終於讓光譜進入現行的天文教育之中。

但是要將自製的光譜儀裝置在望遠鏡後方，並且精確的瞄準想要觀測的天體，可不是一般學生可以做得到的。美國SBIG（Santa Barbara Instrument Group）公司所生產的DSS-7光譜儀，在價格與使用便利性上取得還不錯的平衡點，雖然無法像同公司的SGS光譜儀產生那樣高解析的光譜，但是卻可以觀測星點之外的瀰散天體（例如：星系等），不僅使用難度下降許多，適用的範圍也變得更廣。

DSS-7被設計用來與同公司的ST系列CCD搭配使用，利用ST系列CCD控制電動濾鏡盤的繼電器與接口，控制光譜儀的光柵角度與狹縫，使得DSS-7可以穩固的安裝在望遠鏡後方，並透過軟體來控制內部儀器，避免手動切換時的震動與位置偏差。

觀測天體光譜的困難點之一，就是將欲觀測的天體放置在狹縫的正確位置上，DSS-7透過改變光柵角度產生Zero order影像，並以馬達將狹縫從光路上移開，這樣一來使用者就可以直接看到天體影像，再以赤道儀的馬達將天體微調到指定位置。

如果你用過ST系列CCD，由上述的內容就可以知道，DSS-7是由兩個馬達分別控制光柵角度以及狹縫位置，兩個馬達的正轉、反轉正好對應到 CCDSoft軟體focus功能的望遠鏡控制部分，所以在以CCDSoft與ST 系列CCD連線後，就可以利用CCDSoft內的望遠鏡控制功能，以電動方式轉動狹縫與光柵。經測試後確認其N、S對應的是狹縫的移進與移開，E、W則是用來轉動光柵使產生First order 與Zero order影像。

這樣的每一項功能單獨控制，雖然也可以正常使用DSS-7，但是要確認天體位置時，便需要將狹縫移開，並將光柵轉至First order處，使用上還是有些麻煩。因此，SBIG在其CCD控制軟體–CCDOps5中加入了DSS mode，讓使用者可以直接點選所需要的功能，軟體就可以同時進行所需的動作。

其使用畫面與功能解說如下：
進入CCDOps5的DSS選單後，會跳出一個DSS Mode視窗。
Exposure Time：曝光時間。單位為「秒」。
DSS Mode — Position Mode：確認天體位置模式。選擇此功能後，馬達會將狹縫從光路移開，同時將光柵轉至會產生Zero order影像的角度，並以設定的Exposure Time持續拍攝影像。

DSS Mode — View Slit：顯示狹縫位置模式。選擇此功能後，馬達會將狹縫移至光路上，同時將光柵轉至會產生Zero order影像的角度，並以設定的Exposure Time拍攝影像。

DSS Mode – Grab Spectra：選擇此功能後，馬達會將狹縫移至光路上，同時將光柵轉至會產生First order影像的角度，並以設定的Exposure Time拍攝影像。底下Vertical前方的數字是用來設定光譜影像在垂直方向的binning。如果設定為4，那麼拍攝光譜影像後，在讀出的過程中，軟體就會把垂直的4個像素合成成1個像素後輸出，這樣可以增加拍攝到的訊號強度，減少曝光時間。