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inFRared Imager and Dissector for the Adaptive optics system of GTC

DiseÑo y arquitectura

FRIDA se colocará en la plataforma Nasmyth B del GTC, a través de una estructura de soporte que tendrá sistemas con los grados de libertad suficientes para alinearlo respecto a GTCAO.

Su diseño contempla:

  • Crióstato

  • El criostato que es el cuerpo donde están contenidos todos los subsistemas, el cual debe ser hermético y tal que pueda funcionar a temperatura de nitrógeno líquido, es decir del orden de -190 ºC.

    Es un dewar rectangular, de 2.5 metros cúbicos, con una parte cilíndrica frontal, denominada extensión. Esta extensión, está la ventana de entrada, es la que permite ubicar a FRIDA en el lugar correcto frente al sistema de óptica adaptativa para que el plano focal coincida con la posición del haz corregido por GTCAO.

    En su interior, se aloja el tanque que puede ser llenado de nitrógeno líquido, cuya cubierta hace la función de banco óptico donde se sitúan todos los subsistemas criogénicos.

    criostato basefria


  • Subsistemas que hacen posible que FRIDA provea sus dos modos de operación: el modo imagen y modo de espectroscopía integral de campo

  • Para tener los dos modos de observación, FRIDA cuenta con un sistema refractivo clásico Colimador-Cámara, un mecanismo que contiene una gran variedad de filtros dentro del intervalo de funcionamiento del instrumento, un mecanismo que hace posible el cambio de modo y un conjunto de mecanismos para realizar la espectroscopía de campo integral.

    El sistema refractivo clásico Colimador-Cámara tiene la función de:

  • Colocar las imágenes de la pupila de GTC en el plano de pupila de la pre-óptica de FRIDA
  • Situar la imagen de salida de GTCAO en el segundo plano focal, donde está ubicado el detector para el caso de modo imagen o en la entrada del espectrógrafo, para el modo de espectroscopía integral de campo

  • Para conseguir las escalas espaciales que ofrece FRIDA se utilizan cuatro cámaras que proporcionan amplificación lineal, una de ellas fija (Cámara Media) y las otra tres, intercambiables, montadas en una rueda de cámaras (Cámaras Gruesa, Fina y Pupilar)

    Se tiene un mecanismo de selección de Modo de Observación, ya sea modo imagen o el modo de espectroscopia integral de campo. En ambos casos, el haz proveniente de GTC-AO, pasa por el mecanismo de plano focal, atraviesa el sistema Colimador-Cámara antes de llegar al mecanismo de cambio de modo. Si se elige el modo imagen el mecanismo de cambio de modo manda al haz directamente hacia el detector Hawaii-2. Sin embargo, si se desea hacer espectroscopía, el haz pasa directamente a la posición del segundo plano focal y hacia la Unidad Integral de Campo, donde la imagen se divide en 30 secciones o rebanadas mediante pequeños arreglos de espejos, los cuales permiten acomodarlas en un orden conocido para crear una pseudo-rendija que ve el espectrógrafo.

    Los elementos dispersores del espectrógrafo son rejillas que están colocadas en un carrusel, el cual es capaz de insertar ó remover la rejilla deseada. La luz dispersada vuelve al espectrógrafo, de doble paso, y el mecanismo de conmutación finalmente re-envía el espectro al detector.

    carrusel colimador


    cambio de modo base fria con subsistemas

  • Detector

  • El detector estará montado sobre un mecanismo de enfoque, que pondrá al detector en la posición correcta para adquirir las imágenes sobre él

  • Calibración

  • Para realizar calibraciones se cuenta con una unidad de calibración situada fuera del criostato entre FRIDA y GTC-AO