搭载佳能超高感光度CMOS影像传感器实现高速多波长同时拍摄

　　2021年5月12日，佳能1宣布新天文观测系统＂TriCCS2＂将于2021年8月2日开始全面启用运行。该系统搭载佳能超高感光度CMOS影像传感器，安装在京都大学冈山天文台(位于冈山县浅口市)的Seimei望远镜中。
　　京都大学冈山天文台于2018年设立，用于观测从可见光到近红外光区域的Seimei望远镜从2019年2月开始运行，从那时起，世界各地的天文学家就开始利用这台望远镜进行研究活动。新观测系统＂TriCCS＂能够高速探测捕捉多个波长的光，可专门应用于观测遥远宇宙空间中的暗天体以及亮度急剧变化的天体等。
　　＂TriCCS＂观测系统搭载了佳能35mm Full Size超高感光度CMOS影像传感器＂LI3030SAM＂（2020年10月发售）等技术，凭借19μm×19μm(微米)的像素，实现了即使在0.0005lux(勒克斯)3的低照度环境下也能进行拍摄的超高感光度，同时，也减少了随着像素变大而可能增加的噪声。同时，还能够以高达98fps(frames per second)的速度进行拍摄。通过搭载该传感器，能够同时观测到超新星、中子星和黑洞等天体发出的多个波长的光，而这些天体因处于极为遥远的黑暗中或亮度变化快速通常都很难被观测到。此外，与搭载了佳能超高感光度CMOS影像传感器的东京大学木曾天文观测台＂Tomo-e Gozen＂观测系统相连动，能够在数日内针对所发现的超新星进行跟踪观测。
　　今后，佳能作为一家具有深厚光学技术历史积淀的影像公司，会不断研发提升并活用自身的技术实力，为科学技术的发展做出贡献。
　　关于＂TriCCS＂观测系统中所搭载的超高感光度CMOS影像传感器
　　<京都大学大学院>
　　宇宙中的大部分天体都是黑暗的，因此观测时就需要有同时具备高感光度和低噪声性能的传感器。佳能＂LI3030SAM＂影像传感器既实现了高感光度和低噪声，还能够以高达98fps的速度进行拍摄，因此作为探测器应用在＂TriCCS＂观测系统上。一般的CMOS传感器感光度低，而＂LI3030SAM＂即使在波长800nm附近也具备高感光度，这也是其被选用的原因之一。我希望能够利用佳能的影像传感器优势捕捉新的天体现象，为人类去解开更多未知的宇宙之谜。也希望将来佳能的传感器技术能够朝着更高感光度和更高像素的方向不断进步。
　　1 为方便读者理解，本文中佳能可指代：佳能（中国）有限公司，佳能股份有限公司，佳能品牌等。
　　2 Tricolor CMOS Camera and Spectrograph的缩写。
　　3 新月的月光亮度约为0.01lux。
　　参考信息：
　　关于＂TriCCS＂
　　＂TriCCS＂观测系统能够同时捕获从可见光到近红外光区域的三种颜色（三色）图像。佳能的超高感光度CMOS影像传感器＂LI3030SAM＂和＂35MMFHDXSMA＂ （2019年3月发售）作为天体发射光（光的强度）探测器搭载在该系统中。
　　作为检测光强度的机制，首先，使用能够选择性地透射和反射g波段、 r波段、 i/z波段波长光1的双色镜或滤波器进行分光，并将其发送到三台相机。此时，利用安装在三台相机中的超高感光度CMOS影像传感器的特性，同时高速获取通过三种不同波长的光所看到的图像，由此，可以检测到天体微弱的、在短时间内的光强度变化。
　　对于宇宙中各种各样的现象，＂TriCCS＂观测系统能够进行高速度、多个波长同时动态拍摄，从而实现了科学地观测重要的天体，如恒星进化最后阶段的超新星、中子星和黑洞等，在解开宇宙和生命起源之谜方面备受期待。
　　1 可以获取g波段（波长：400～550nm），r波段（波长：550～690nm），i波段（波长：690～815nm）或z波段（波长：815～925nm）三种波长数据。g/r/i/z波段是天文学领域对波长范围的叫法。
　　使用＂TriCCS＂观测系统所拍摄到的数据（京都大学冈山天文台 / 东京大学提供）
　　近邻星暴星系M82
　　曝光时间10秒×10张 视野11.9＂×6.7＂
　　近邻星暴星系：距离地球较近的星系，其中诞生了大量的新星。
　　近邻星系M51
　　曝光时间10秒×10张 视野11.9＂×6.7＂
　　行星状星云M97
　　曝光时间10秒×10张 视野11.9＂×6.7＂
　　球状星团M13
　　曝光时间10秒×10张 视野11.9＂×6.7＂