We have constructed a large-format mosaic CCD camera for the Sloan Digital Sky Survey. The camera consists of two arrays, a photometric array that uses 30 2048 × 2048 SITe/Tektronix CCDs (24 μm pixels) with an effective imaging area of 720 cm2 and an astrometric array that uses 24 400 × 2048 CCDs with the same pixel size, which will allow us to tie bright astrometric standard stars to the objects imaged in the photometric camera. The instrument will be used to carry out photometry essentially simultaneously in five color bands spanning the range accessible to silicon detectors on the ground in the time-delay–and–integrate (TDI) scanning mode. The photometric detectors are arrayed in the focal plane in six columns of five chips each such that two scans cover a filled stripe 25 wide. This paper presents engineering and technical details of the camera.

We present the design and performance of the multi-object fiber spectrographs for the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and their upgrade for the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). Originally commissioned in Fall 1999 on the 2.5-m aperture Sloan Telescope at Apache Point Observatory, the spectrographs produced more than 1.5 million spectra for the SDSS and SDSS-II surveys, enabling a wide variety of Galactic and extra-galactic science including the first observation of baryon acoustic oscillations in 2005. The spectrographs were upgraded in 2009 and are currently in use for BOSS, the flagship survey of the third-generation SDSS-III project. BOSS will measure redshifts of 1.35 million massive galaxies to redshift 0.7 and Lyman-alpha absorption of 160,000 high redshift quasars over 10,000 square degrees of sky, making percent level measurements of the absolute cosmic distance scale of the Universe and placing tight constraints on the equation of state of dark energy. The twin multi-object fiber spectrographs utilize a simple optical layout with reflective collimators, gratings, all-refractive cameras, and state-of-the-art CCD detectors to produce hundreds of spectra simultaneously in two channels over a bandpass covering the near ultraviolet to the near infrared, with a resolving power R = \lambda/FWHM ~ 2000. Building on proven heritage, the spectrographs were upgraded for BOSS with volume-phase holographic gratings and modern CCD detectors, improving the peak throughput by nearly a factor of two, extending the bandpass to cover 360 < \lambda < 1000 nm, and increasing the number of fibers from 640 to 1000 per exposure. In this paper we describe the original SDSS spectrograph design and the upgrades implemented for BOSS, and document the predicted and measured performances.

In the course of its commissioning observations, the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) has produced one of the largest redshift samples of galaxies selected from CCD images. Using 11,275 galaxies complete to r* = 17.6 over 140 deg2, we compute the luminosity function of galaxies in the r* band over a range -23 < M < -16 (for h = 1). The result is well-described by a Schechter function with parameters ϕ* = (1.46 ± 0.12) × 10-2 h3 Mpc-3, M* = -20.83 ± 0.03, and α = -1.20 ± 0.03. The implied luminosity density in r* is j ≈ (2.6 ± 0.3) × 108h L⊙ Mpc-3. We find that the surface brightness selection threshold has a negligible impact for M < -18. Using subsets of the data, we measure the luminosity function in the u*, g*, i*, and z* bands as well; the slope at low luminosities ranges from α = -1.35 to α = -1.2. We measure the bivariate distribution of r* luminosity with half-light surface brightness, intrinsic g*-r* color, and morphology. In agreement with previous studies, we find that high surface brightness, red, highly concentrated galaxies are on average more luminous than low surface brightness, blue, less concentrated galaxies. An important feature of the SDSS luminosity function is the use of Petrosian magnitudes, which measure a constant fraction of a galaxy's total light regardless of the amplitude of its surface brightness profile. If we synthesize results for RGKC band or bj band using these Petrosian magnitudes, we obtain luminosity densities 2 times that found by the Las Campanas Redshift Survey in RGKC and 1.4 times that found by the Two Degree Field Galaxy Redshift Survey in bj. However, we are able to reproduce the luminosity functions obtained by these surveys if we also mimic their isophotal limits for defining galaxy magnitudes, which are shallower and more redshift dependent than the Petrosian magnitudes used by the SDSS.

We present the first measurements of clustering in the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) galaxy redshift survey. Our sample consists of 29,300 galaxies with redshifts 5,700 km/s < cz < 39,000 km/s, distributed in several long but narrow (2.5-5 degree) segments, covering 690 square degrees. For the full, flux-limited sample, the redshift-space correlation length is approximately 8 Mpc/h. The two-dimensional correlation function ξ(r_p,π) shows clear signatures of both the small-scale, ``fingers-of-God'' distortion caused by velocity dispersions in collapsed objects and the large-scale compression caused by coherent flows, though the latter cannot be measured with high precision in the present sample. The inferred real-space correlation function is well described by a power law, ξ(r)=(r/6.1+/-0.2 Mpc/h)^{-1.75+/-0.03}, for 0.1 Mpc/h < r < 16 Mpc/h. The galaxy pairwise velocity dispersion is σ_{12} ~ 600+/-100 km/s for projected separations 0.15 Mpc/h < r_p < 5 Mpc/h. When we divide the sample by color, the red galaxies exhibit a stronger and steeper real-space correlation function and a higher pairwise velocity dispersion than do the blue galaxies. The relative behavior of subsamples defined by high/low profile concentration or high/low surface brightness is qualitatively similar to that of the red/blue subsamples. Our most striking result is a clear measurement of scale-independent luminosity bias at r < 10 Mpc/h: subsamples with absolute magnitude ranges centered on M_*-1.5, M_*, and M_*+1.5 have real-space correlation functions that are parallel power laws of slope ~ -1.8 with correlation lengths of approximately 7.4 Mpc/h, 6.3 Mpc/h, and 4.7 Mpc/h, respectively.