Nombre: SISTEMAS ELECTRÓNICOS Y FOTÓNICOS PARA ASTRONOMÍA
Código: 211101014
Carácter: Optativa
ECTS: 3
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: VILLO PÉREZ, ISIDRO
Área de conocimiento: Electrónica
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968325926
Correo electrónico: isidro.villo@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 4
Nº de sexenios: 4 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: TOLEDO MOREO, RAFAEL
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968325948 - 968327018
Correo electrónico: rafael.toledo@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
martes - 11:00 / 13:00
ANTIGONES, planta 2, Despacho Despacho profesor
Es necesaria pedir cita previa por correo electrónico a rafael.toledo@upct.es
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 3
Nº de sexenios: 3 de investigación y 1 de transferencia
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB10 ]. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
[CB6 ]. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
[CB7 ]. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
[CB9 ]. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
[CG11 ]. Capacidad para saber comunicar (de forma oral y escrita) las conclusiones- y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
[CG12 ]. Poseer habilidades para el aprendizaje continuado, autodirigido y autónomo.
[CG6 ]. Capacidad para la dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos de investigación, desarrollo e innovación, en empresas y centros tecnológicos.
[CG7 ]. Capacidad para la puesta en marcha, dirección y gestión de procesos de fabricación de equipos electrónicos y de telecomunicaciones, con garantía de la seguridad para las personas y bienes, la calidad final de los productos y su homologación.
[CG8 ]. Capacidad para la aplicación de los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares, siendo capaces de integrar conocimientos.
[TT10 ]. Capacidad para diseñar y fabricar circuitos integrados
[TT14 ]. Capacidad para desarrollar instrumentación electrónica, así como transductores, actuadores y sensores
Se recomienda repasar conceptos fundamentales de física tales como: óptica geométrica, radiación del cuerpo negro, física de semiconductores, etc.
[CT1 ]. Comunicarse oralmente y por escrito de manera eficaz
[CT2 ]. Trabajar en equipo
Al finalizar el plan formativo el estudiante debe ser capaz de:
Conocer la estructura y funcionamiento de sensores CCD y EMCCD.
Entender las causas del ruido electrónico en la adquisición de imágenes CCDs astronómicas.
Entender los problemas que la turbulencia atmosférica producen en la adquisición de imágenes astronómicas.
Conocer las técnicas que se usan para corregir los problemas causados por la atmósfera.
Conocer los sensores y dispositivos electrónicos usados en astronomía de alta resolución espacial y alto contraste.
6. Conocer las técnicas usadas en la robotización de observatorios astronómicos.
Sistemas electrónicos avanzados en astronomía (robotización de observatorios astronómicos). Sistemas fotónicos para astronomía: Estructura y funcionamiento de fotodetectores para astronomía (sensores CCDS, sensores CMOS, fotomultiplicadores, sensores EEMCCD). Estructura y funcionamiento de láseres para astronomía (estrella láser guía). Sistemas optoelectrónicos para astronomía: sistemas de óptica adaptativa. Sistemas Lucky Imagine.
Capítulo 1. Fundamentos básicos de Astronomía de Posición
1.1 Coordenadas celestes y medida del tiempo
1.2 Telescopios y monturas
1.3 Sistemas de automatización para el control de telescopios y observatorios
Capítulo 2. Estructura y funcionamiento de sensores CCD
2.1 Cómo trabaja un detector CCD
2.2 Especificaciones de un sensor CCD
2.2.1 Tamaño del sensor
2.2.2 Tamaño del pixel
2.2.3 Capacidad del pixel
2.2.4 Límite de linealidad
2.2.5. Eficiencia Cuántica
2.2.6 Corriente de oscuridad
2.2.7 Ruido de lectura
2.3 Imágenes CCD de calibración
2.3.1 Imagen Bias
2.3.2 Imagen Dark
2.3.3 Imagen Flat
2.4 Astronomía CCD: Adquisición de imágenes
2.4.1 Disposición óptica
2.4.2 Campo de visión y escala del pixel
2.4.3 El tamaño de las estrellas: La FWHM en difracción
2.4.5 Poder de resolución
2.5 Tratamiento digital de imágenes astronómicas
2.6 Sensores EMCCD
Capítulo 3. Astronomía de alta resolución espacial
3.1 Efecto de la turbulencia atmosférica sobre imágenes astronómicas
3.2 Descripción matemática del frente de onda perturbado: Aberraciones
3.3 Sensado de frentes de onda
3.3.1 Estructura y funcionamiento de un Sensor Shack-Hartmann
3.4 Formación de imágenes: La PSF
3.4.1 Imágenes de larga exposición
3.4.2 Imágenes de corta exposición: Speckle
3.5 Técnicas de alta resolución espacial
3.5.1 Deconvolución directa
3.5.2 Lucky Imaging
3.5.3 Óptica Adaptativa
Capítulo 4. Astronomía de alto contraste
4.1 Introducción a la coronografía estelar
4.2 El coronógrafo de Lyot
4.3 Análisis de Fourier del coronógrafo de Lyot
4.5 Control electrónico del espejo tip-tilt
4.5 Detección directa de planetas extrasolares
Práctica 1. Estudio experimental de la linealidad de un sensor CCD
Práctica 2. Estudio experimental del ruido electrónico de un sensor CCD
Práctica 3. Sensado del frente de onda mediante un sensor Shack-Hartmann
Práctica 4. Manejo de un sistema de óptica adaptativa
Práctica 5. Construcción de un coronógrafo
Práctica 6. Prácticas en el telescopio de la UPCT
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Chapter 1.
Basic principles of astronomy of position
Chapter 2.
Structure and function of CCD sensors
Chapter 3.
High spatial resolution astronomy
Chapter 4.
High contrast astronomy
El objetivo fundamental de esta asignatura es que el alumno desarrolle la habilidad de diseñar sistemas opto-electrónicos para astronomía. Para ello, se pretenden desarrollar las siguientes competencias:
1- Desarrollar la habilidad de conocer los fundamentos básicos de astronomía de posición.
2- Desarrollar la habilidad conocer la estructura y funcionamiento de sensores CCDs.
3- Desarrollar la habilidad de conocer los retos actuales impuestos por la astronomía de alta resolución.
4- Desarrollar la habilidad de conocer los retos actuales impuestos por la astronomía de alto contraste.
Clase de teoría: Actividades consistentes en sesiones formativas para desarrollar conocimientos teóricos basadas en trabajo sobre conceptos y teorías
Clases magistrales basadas en los apuntes proporcionados por el profesor. El alumno deberá seguir las clases magistrales con un PC repitiendo los pasos indicados por el profesor.
Clases orientadas a la resolución de problemas tomando como punto de partida las imágenes obtenidas por el alumno a través de su cámara CCD individual.
6.5
100
Clase de problemas: Actividades consistentes en sesiones formativas para desarrollar conocimiento práctico o aplicado basadas en la resolución de ejercicios, problemas o casos prácticos
Clases practicas en el laboratorio. Entendiendo por laboratorio las noches de observación donde cada alumno montara su equipo de observación
15
100
Clase de prácticas en laboratorio o de campo: Actividades orientadas al desarrollo de destrezas prácticas o aplicadas por parte del estudiante supervisadas por el profesor a distancia
Clases practicas en el laboratorio. Entendiendo por laboratorio las noches de observación donde cada alumno montara su equipo de observación
6.5
100
Clase de prácticas en aula de informática: Actividades para la adquisición de determinadas destrezas mediante el manejo de software específico
0
100
Seminarios, tutorías convocadas por el profesorado, conferencias, visitas técnicas, mesas redondas, etc.: Actividades para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado basado en el trabajo sobre temáticas específicas o abordadas desde el punto de vista de la profesión
Actividades de evaluación continua
2
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
0
100
Tutorías: Tanto las de carácter individual como las realizadas en grupo servirán para asesorar, resolver dudas, orientar, realizar el seguimiento de trabajos o de los conocimientos adquiridos, entre otros
0
50
Realización de trabajos individuales o en grupo: Aprendizaje autónomo y/o colaborativo del estudiante para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado mediante realización de proyectos, informes de prácticas y/o trabajos
Preparación de trabajos de astrometr'ia y fotometr'ia. Procesado de imágenes. Montaje de equipos.
60
0
Examen final
La asistencia a las sesiones de prácticas de laboratorio es obligatoria. El alumno deberá entregar una memoria con las prácticas realizadas
60 %
Entrega de problemas
La asistencia a las clases magistrales y resolución de ejercicios será obligatoria. Se valorará positivamente la participación del alumno en clase y su actitud ante la asignatura.
40 %
Examen final
Examen de contenidos teóricos correspondientes a los apuntes entregados por el profesor
60 %
Entrega de problemas
Entrega se problemas de astrometr'ia y fotometr'ia
40 %
Autor: Karttunen, H.
Título: Fundamental astronomy
Editorial: Springer
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 3540001794
Autor: Bradt, Hale
Título: Astronomy methods a physical approach to astronomical observations
Editorial: Cambridge University Press
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 9780521535519
Autor: McLean, Ian S.
Título: Electronic imaging in astronomy detectors and instrumentation
Editorial: Springer,
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9783642095320
Autor: Picón Carrizosa, Rafael
Título: Resistencia de materiales: (2 Ingeniería Aeronáutica) /
Editorial: Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales de la Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla,
Fecha Publicación: 2006
ISBN: