天文學家製作了世上第一個 32 億畫素的感光元件

將用在智利的 LSST 天文台上。

Andy Yang
Andy Yang
2020年09月9日, 下午 04:00
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LSST
Jacqueline Orrell

史丹佛大學的天文學家們打造了世上最高「畫素」的相機,將裝置在智利的 Legacy Survey of Space and Time(LSST)望遠鏡上,用於長時間、大範圍地觀測夜空。目前相機機身還在製作當中,先完成的是它最核心的感光元件 —— 這片巨大的 CCD 感光器竟達到 32 億畫素(3,200 MP)之譜,是一般手機鏡頭的差不多 200 倍。換成另一種說法,這相當於 378 個 4K 電視的總畫素,也就是說想要 1:1 地顯示它輸出的照片的話,可要 378 台 4K 電視才做得到。當然,更高畫素的照片在過去是有的,只是它們都是靠著在不同時間拍攝的照片拼而成,而這台相機可是一次快門就有 32 億畫素輸出呢。

以組裝上來說,它其實是由多達 189 個 16MP 的 CCD 元件組裝而成,先是每 9 個 CCD 元件包裝成一個「筏(Raft)」,再將一共 21 個「筏」排列成十字形。在十字形的四角還有四個特殊用途的筏,但並不用於拍照。每個「筏」的造價高達 300 萬美元,一共花了六個月的精細調整才組裝完成,主要是要將它們全部固定在同一個平面上,相互之間的高低落差不能大於頭髮直徑的 1/10。目前科學家已經用它拍攝了第一張「照片」,確保了整個影像的各處都在同一個焦平面上,產生清晰的畫面。

在感光器之外,其鏡頭組也在趕工當中,包括一片直徑 1.57 公尺的光學鏡片,據信是世界上最大的單一片光學玻璃。最後組好的相機將有一台 SUV 那麼大,可以一口拍下等同於七個滿月寬(或 40 個滿月面積)的夜空,這讓它每隔幾個晚上就能將整個南半球的天空拍攝一遍,並且預計至少運轉 10 年。這使得它可以長時間追蹤各種星體、乃至於星系的變化,將原本只是「相片」的夜空變成「電影」,為科學家帶來前所未有的長期變化資料。組裝好的相機預計 2021 年中進行測試。

標籤: Camera, cameras, LSST, Stanford University, telescope, news, gear
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