Das OPTIMA Detektorsystem

OPTIMA-burst Schemazeichnung 2005; Aufbau seit 2005 im Wesentlichen unverändert

Das hexagonale Bündel der Glasfasern "vom Teleskop aus gesehen". Jede Faser hat einen Durchmesser von 0.3 mm.

OPTIMA (Optical Pulsar TIMing Analyzer) ist ein sehr schnelles Photometer, das ursprünglich gebaut wurde um Gammastrahlen-Pulsare im optischen Spektralbereich mit hoher Zeitauflösung (10^-6 s) und Empfindlichkeit zu messen. Inzwischen wird es auch zur Beobachtung von anderen schnell variablen Objekten weltweit an Teleskopen eingesetzt.
Da die Beobachtungsobjekte meist sehr schwach im optischen Bereich strahlen, ist es notwendig, die Strahlung des Himmelshintergrundes um das Objekt so gut wie möglich von der Strahlung des Objektes zu trennen. Um dies zu erreichen, wird das Licht des Objektes von einer Glasfaser aufgenommen, die in der Fokalebene des Teleskops sitzt und das aufgefangene Licht zu einem sehr empfindlichen Detektor leitet, der bis zu hohen Zählraten die einzelnen Photonen zeitlich auflösen kann.
Im optimalen Fall ist der Durchmesser der Faser genau so groß wie das Seeing-Scheibchen des Objektes. Um den Himmelshintergrund in der unmittelbaren Umgebung des Objektes genau zu messen, aber auch um bei verschlechtertem Seeing oder nicht genauer Positionierung des Objektbildes auf der Faser, so wenig Licht wie möglich zu verlieren, wurde die zentrale (Objekt-)Faser von 6 weitern Glasfasern hexagonal umgeben. Jede dieser 7 Fasern führt zu einem separaten Meßgerät, das aus sog. Avalanche-Photodioden (APDs) besteht.
Um Seeing und verschiedene Abbildungsmaßstäbe der Teleskope brücksichtigen zu können, steht eine Reihe von Faserbündeln mit verschiedenen Faserduchmessern zur Verfügung.
Eine ausführlichere Beschreibung findet man in Kanbach und Straubmeier (2002) und in Kanbach et al. (2008).

Weiterentwicklungen erlauben zeitlich hochaufgelöste Polarimetrie (OPTIMA Photo-Polarimeter (Kellner (2002), Kanbach et al. (2003), Mühlegger, M. (2006)) und spektrale Auflösung simultan in einigen Spektralbereichen.

H. Steinle

G. Kanbach

Arne Rau