COSMO日冕仪K冕相机的特性描述

摘要： 数字图像传感器在天文学仪器中无处不在，众所周知它们存在必须校正的问题才能保证数据的科学价值。本文讨论了为日冕太阳磁象观测站K冕仪选用的PhotonFocus MV-D1024E相机因数字化过程、非线性特性及模数转换器(ADC)误差导致的测量偏差。我推导了量化误差的解析表达式——MV-D1024E相机的足够位深使其量化误差不成问题，但并非所有相机（特别是具有深势阱和低读出噪声的相机）都如此。通过简化望远镜模型分析了非线性和ADC误差对K冕仪科学观测的影响：相机ADC导致的误差会使偏振信号测量产生数倍于10??Be的系统误差，这比预期灵敏度高出约一个数量级。我展示了一种利用查找表进行事后数据校正的方法，并根据实验室标定测量推导出相机参数。传统上采用全局校正处理非线性问题，但通过对校准数据的分析表明，MV-D1024E相机在暗场和增益校正后仍会残留高达信号1%的系统误差；而像素级非线性校正可将误差降至0.1%以下。这些校正是K冕仪数据产品满足科学要求的必要条件，已集成到仪器数据采集系统和数据处理流程中。虽然本文仅讨论K冕仪和其他MV-D1024E相机，但相关结论对所有仪器和相机都具有参考价值。