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 Betreff des Beitrags: Design für Selbstbauspektrograph
BeitragVerfasst: 09. März 2017, 20:57:17 PM 
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Hallo,

wir haben in unserer Spektroskopiegruppe nun angefangen uns über den Selbstbau Gedanken zu machen. Den Anfang mache ich dabei. Wahrscheinlich parallel mit einem weiteren Mitstreiter.

Ich nenne nun eine AZ-EQ5 mein Eigen Dort sind 15Kg Traglast angegeben, also real wohl eher 10Kg. Daher plane ich als Teleskop ein C8 reduziert auf f/6. Das Setup soll Sterne (B Sterne einfach angenommen) mit R um die 9.000 bis 6. Klasse mit einem SNR von min. 100 bei ca 30 Minuten Integrationszeit erreichen.

Diese Idee habe ich mal im Excel-Sheet durchgespielt. Dies ist die erste Idee. Bestimmt kann man das Design auch noch effizienter auslegen :D. Was meint Ihr dazu?
Dateianhang:
Design R 9 000.xlsx [39.3 KiB]
101-mal heruntergeladen
SimSpec berechnet ja das SNR nicht so ganz passend. Ich habe hier mal einfach mit der Transmission vom Teleskop rumgespielt, bis die Werte sich mit den Daten von meinem MiniSpec Setup deckten. Diese Einstellung habe ich als Grundlage für das Design benutzt.

Als Kollimator wird, denke ich, ein Achromat von Thorlabs zum Einsatz kommen. Bei der Kamera bin ich mir aber noch nicht so sicher. Kann ein Achromat bei f/2 noch eine ausreichende Abbildung erzielen? Sollte man dort lieber zu einem höher korrigierten M42 Fotoobjektiv greifen?

Habe ich bei dem totalen Winkel das richtig verstanden, dass wenn der Winkel kleiner ist, die Effizienz steigt, weil perspektivisch mehr Fläche vorhanden ist. Und wenn der Winkel hingegen größer ist, die Auflösung steigt, weil perspektivisch mehr Linien pro mm vorhanden sind?

Wenn so erstmal nicht viel gegen dieses Design spricht, werde ich das in den nächsten Tagen zu Papier bringen, um zu gucken ob es auch geometrisch passt.

Viele Grüße und CS
Christoph


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BeitragVerfasst: 10. März 2017, 07:13:29 AM 
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Hallo Christoph,

an eine F/2 Kamera ist nicht zu denken. Selbst mit einem Fotoobjektiv.
Versuche den totalen Winkel zu verkleinern. Dazu müsstest Du es gleich skizzieren, um zu sehen, wie das geometrisch mit den Linsen klappt. Auch weil das Teil direkt an Tele soll, sollte der tot. Winkel kleiner sein.
Überlege evtl. gleich auf einen Littrow zu gehen á la LHIRES.
Außerdem könntest Du die Brennweiten der Linsen anpassen auf beide ca 150 mm. Mit der passenden Geometrie kommst Du da auch auf R9k und machst gleichzeitig die Öffnung der Kamera realisierbar.

Beste Grüße vom MGIO,
Daniel

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Daniel P. Sablowski

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BeitragVerfasst: 10. März 2017, 17:08:39 PM 
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Hey Daniel,
Die Idee mit der f/2 Kamera basiert da drauf, dass ich beim Mini immer die O2 Linien zur Kalibration genutzt habe, welche ja bei dem kleinen Chip nun wegfallen. Sind mit R 9000 denn die H2O Linien schon ausgeprägt genug für eine Kalibration?
Ich habe mal weitere Designs durchgespielt. Die Idee ist (im Moment noch…) ohne Umlenkspiegel im Spektrografen auszukommen, um weniger Fehlerquellen zu haben. Damit würde Littrow ja rausfallen. Basierend auf der Thorlabsware müsste ich 50mm Achros nutzen. Da komme ich dann auf einen totalen Winkel von 30°. Sonst wird das Teil irgendwann zu groß (was es so ja auch schon ist).
Ich habe gesehen, dass Edmunds 40mm Achros anbietet. Dort könnte ich dann entweder den tot. Winkel verkleinern, oder das Gerät kürzer bauen. Würden da 120mm Brennweite gehen, was bei dem Strahlenbündel in etwa f/4 entspräche?
Damit CCD und Teleskop nicht kollidieren, könnte ich mit einem Zenitspiegel umlenken.
Ich komme allerdings nicht mehr auf das anvisierte SNR von 100 bei 30 min, da die Kamera ja nun langsamer ist. Da der Abtastfaktor über 3 liegt könnte ich auch 2fach binnen. Damit käme ich auch wieder auf ein SNR über 100.
Hat das Binnen irgendwelche Nachteile? Ich würde ja wieder Richtung Undersampling kommen und so real kein hohes SNR erreichen?! Ich habe das grad nicht mehr genau im Kopf.

Viele Grüße und CS in die Staaten :wink:
Christoph
Dateianhang:
83311489155108332-113585560.jpg
83311489155108332-113585560.jpg [ 93.81 KiB | 2996 mal betrachtet ]
Dateianhang:
Design R 9 000_2.xlsx [39.3 KiB]
55-mal heruntergeladen


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BeitragVerfasst: 10. März 2017, 21:29:46 PM 
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Hallo Christopher,
Do you know the website of Christian Buil? There he has a page dedicated to the construction of spectrographs. In me, helped me a lot.

http://www.astrosurf.com/buil/spectrographs.htm

It is very possible that you will find something worthwhile.

Regards, Joan.


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BeitragVerfasst: 11. März 2017, 07:30:30 AM 
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Hallo Christoph,

Feld abbildende Systeme mit F/2 sind mit so einfachen Elementen nicht mehr zu machen, leider. Selbst bei so kleinen Strahldurchmessern. Du hast ja auch gesehen, wie schnell so ein ED an seine Grenzen kommt.
F/4 hört sich schon viel besser an. Aber bei 50 mm Öffnung wird auch das Grenzen haben. Dann musst Du sicherlich in jedem Spektralbereich fokussieren, insbesondere bei den kleinen Pixeln.

Ich hab mal was in SILENT eingegeben. Bei 20° tot. Winkel und Kolli wie auch Kamera 150 mm Brennweite. Das macht bei F/6 einen Kolli von 30 mm ausreichend und für die Kamera könnten 40 mm genügen, da der Wellenlängenbereich recht klein ist, ist das Feld auch klein.

Du kannst auch auf 125 mm Kolli gehen und hast dann noch R>9k bei H-Alpha. Dann genügt sogar 1" als Durchmesser für Kolli und evtl. 31,5 für die Kamera.

Einige Diagramme hängen an. Das Spektrum oben ist Neon, was Du vllt. zur Kalibration nehmen willst.

Auf H20 Linien würde ich mich zur Kalibration nicht verlassen. Soll er denn spaltlos werden?

Beste Grüße,
Daniel

PS: SILENT gibt's jetzt auch für Windows: https://github.com/DPSablowski
Allerdings fehlen einige Dinge...


Dateianhänge:
Quandt_Spec.png
Quandt_Spec.png [ 341.18 KiB | 2975 mal betrachtet ]

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Daniel P. Sablowski

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BeitragVerfasst: 11. März 2017, 07:50:54 AM 
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Hallo Christoph,

ich stelle soeben fest, dass die bolometrische Korrektur in SimSpec per Hand eingegeben werden muss. Bei 25000K Teff beträgt sie -2.44.

Beste Grüße,
Daniel

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Daniel P. Sablowski

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BeitragVerfasst: 11. März 2017, 12:20:27 PM 
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Hallo Daniel und Joan,
ich kannte die Seite von Christian schon, aber hatte mich dort noch nicht so genau umgeschaut. Vielen Dank!

Ja, mit der schnellen Kamera hatte ich von Anfang an Bauchschmerzen (Auch aus den Erfahrungen). Das Gerät ist mit Spalt geplant. Aber die Spalteinheit ist ja wohl nicht so einfach zu bauen. Daher wollte ich mich da absichern, dass das Gerät auch ohne Spalt betrieben werden kann (gut, es erfordern ja auch nicht alle Messaufgaben eine absolute Kalibration…).

Ich habe mir nun auch SILENT installiert.
Zuerst ist mir aufgefallen, dass im Excel-Sheet die Auflösung kleiner ist, als in SILENT. Übersehe ich da was? Und dazu, wenn ich die bolometrische Korrektur verbessere, stimmt das SNR überhaupt nicht mehr mit den echten Ergebnissen überein. Kann SILENT unter Windows das SNR berechnen? Da habe ich nichts gefunden.
Die Überlegung ist im Moment auch, wie von Dir vorgeschlagen, in die Richtung eines Littrows zu gehen (im Moment ist das alles noch ein ziemliches hin und her).

Ich hätte ja bei beiden Designs eigentlich die gleiche Anzahl an optischen Komponenten. Nur das es einmal eine Linse ist und einmal ein Spiegel.

Welcher tot. Winkel ist denn beim Littrow realistisch? Einerseits soll der Spektrograf ja nicht zu groß werden und andererseits bekomme ich ja Abberationen durch den schrägen Lichteintritt- und Austritt.

Beim Littrow müsste ich dann mit dem C8 auf f/10 gehen von der Geometrie und Dicke des Strahlenganges oder?
Ich habe einfach mal 5° angenommen. Dann brauche ich ein Objektiv mit 250mm Brennweite. Ich denke zur Sicherheit sollten es 40mm Öffnung sein. Damit hätte ich bei der Kamera ca. f/6.

Würde dort ein einfacher Achromat funktionieren? Brächte es etwas, würde man dort einen Luftspaltachro nutzen (oder gibt es gar Triplets/ symmetricals)?
Ich würde gerne wegen des Gewichtes/Platzes auf ein hochkorrigiertes Fotoobjektiv verzichten.

Was meint ihr insgesamt, sollte man den klassischen Aufbau oder den Littrow bevorzugen?

P.S.: Daniel, was kann Dein Programm denn unter Linux noch mehr? (Hab parallel Ubuntu laufen, hauptsächlich für MIDAS) Ich finde das sehr gelungen! Richtig genial wäre es noch, wenn dort auch die geometrischen Daten zum Design berechnet werden und eventuell sogar eine visuelle Darstellung mit Raytracing. Ich habe aber gar keine Ahnung vom Aufwand und der Mathematik/Physik, die dahintersteckt. Wahrscheinlich ist das nicht ganz so leicht zu programmieren.

Viele Grüße und CS
Christoph


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BeitragVerfasst: 11. März 2017, 12:54:19 PM 
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Christoph,
the Littrow solution, 40mm achromatic, 200 mm fl collimator is close to the LhiresIII and Spectra-L200 solution!

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BeitragVerfasst: 11. März 2017, 13:10:11 PM 
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Hi Christoph,

die Spalteinheit scheiterte eigentlich nur daran, dass man einen guten reflektierenden Spalt braucht, ansonsten ist das kein Hexenwerk. Und, ja, es gibt jetzt wohl passende Spalt zu kaufen, z.B.:

http://www.ovio-optics.com/jetons-fente ... cfm#204012

http://www.shelyak.com/produit.php?id_p ... ubrique=16

http://www.shelyak.com/produit.php?id_p ... ubrique=16

http://daystarlaser.com/product/photographic-slit/

Die hohe Auflösung wird Dir ohne Spalt durch Nachführfehler kaputt gemacht werden, und daneben verlierst Du auch noch mehr Wellenlängenstabilität, die ohnehin bei direkter Ankopplung immer so ein Thema ist.

Das mit der Auflösung ist mir dann auch aufgefallen, aber im Grunde stehen die selben Gleichungen drin. Allerdings ist in SILENT keine Aberration berücksichtigt. In SimSpec kannst Du das eingeben.

Genau! Das SNR passt noch weniger, wenn man es richtiger macht... Ich weiß allerdings nicht, wie in SimSpec die breite des Spektralstreifens berücksichtigt wird. Also auf wie viele Pixel das Signal quer zur Dispersion verteilt wird.
Dann liegt es natürlich auch an der Extraktionsmethode, sowohl in der Berechnung, wie auch in der Datenreduktion der richtigen Aufnahmen - optimal extraction nennt man die Methode, in der man die Pixelzeile dann gemäß ihres Signals bei der Extraktion gewichtet. Sonst sammelt man mehr Rauschen auf, als Signal und das SNR geht den Bach runter, bye bye...

Momentan rechnet SILENT das SNR nur für den Échelle aus. Dort wird eine gaußförmige Intensität quer zur Dispersion mit FWHM dem Seeing entsprechend (und Abbildung im Spektrographen) angenommen. Ich habe bisher mehr Wert auf die Effizienzberechnung gelegt. Wenn Du die Anzahl der entsprechenden Optikflächen wählst, nimmt er nicht nur einen Wert, sondern eine Tabellen (Effizienz vs Wellenlänge), die von Thorlabs stammen. Die kannst Du aber auch gegen andere Hersteller tauschen...

Bei Littrow den tot. Winkel definitiv kleiner als 5°, es sollte in die Richtung von 1° gehen. Musst Dir aufzeichnen am besten... Du kannst beim Littrow auch eine größere Linse nehmen, denn die stört sich platztechnisch mit nix (außer dem Gehäuse vllt.). Da sollte ein Achro funzen, L200 und LHIRES haben nix anderes drin. Glaube 2" x 200 mm.
Luftspaltachros oder Triplet gibt es nur wenig Auswahl und die wenigsten passen. Es gibt bei Newport ein Triplet mit 38 mm Durchmesser, aber das ist halt für 1:1 Abbildung. Hab damit öfter mal versucht was zu rechnen, bin aber nie zurande gekommen.

Ach, da fällt mir mein Goliath ein, hihi:

http://hobbysternwarte-ploesen.de.tl/Goliath.htm

So ein Monster würde ich nie mehr bauen^^ Ich würde da jetzt auf Littrow gehen.

Allgemeine Grundlagen hatte ich auch hier mal zusammengestellt:
http://spektroskopie.fg-vds.de/pdf/Spektrum49.pdf

Hier ist noch eine Anregung (falls Du es nicht schon gesehen hast):
http://forum.vdsastro.de/viewtopic.php?f=28&t=4483

Finde ich persönlich sehr interessant... Mal ein leicht neues Design :)

Schöne Grüße,
Daniel

PS:
Ich habe in der Linux Version einige Bugs eliminiert und es nur noch nicht auf Windows neu kompiliert. Dann funzt es auch in der Win-Version.
Ein Kollege arbeitet an einer Schnittstelle zwischen SILENT und ZEMAX. Damit lassen sich dann realistische fits berechnen, die man dann auch wie echte Messungen behandeln kann. Da sind dann alle Abbildungsfehler drin usw. Daher hab ich in SILENT keine Funktion für Abbildungsfehler eingebaut. Aber Frames kann man schon rechnen. Sage aber gleich, dass das durchaus Stunden dauern kann...
Aber es steht auf dem Schirm, dass es wenigstens ein Layout auswirft und die benötigten Optikdurchmesser - das ist nicht weiter schwierig.
SILENT war mal ÉDaSS und hier vorgestellt:
http://spektroskopie.fg-vds.de/pdf/Spektrum48.pdf

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Daniel P. Sablowski

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BeitragVerfasst: 12. März 2017, 22:25:31 PM 
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Hey Daniel und Ken,

ich denke bei so ähnlichen Anforderungen wird die Lösung immer ähnlich zum LHiresIII oder dem Spectra-L200 werden. :wink:

Alles klar, wenn das mit dem Spalt sonst kein Problem ist, dann geht das in die Planung mit ein. Ich habe ja schon erleben dürfen, was so ohne Spalt passieren kann => 28 Tau^^.

Gibt es denn so etwas wie einen groben R Wert, bis zu dem man noch sinnvoll ohne Spalt arbeiten kann? Dort spielt ja klar auch die Brennweite des Teleskopes und die Güte der Nachführung rein.

Eventuell kannst du ja die Aberrationen auch in SILENT einbauen :wink:

Ok, also ist die Planung nach SNR gar nicht so einfach!

Ich habe bisher bei der Datenreduktion immer in etwa die Pixelreihen ab der FWHM bis zum Peak genutzt, da ich nicht weiß, wie die Programme mit den Zeilen umgehen. Weiß aber nicht, ob das richtig ist.

Wie viel kleiner kann eigentlich der Spalt sein, ohne zu große Verluste zu bekommen? Beim LHiresIII ist z.B. Standardmäßig ein 25mu Spalt verbaut. Das Seeingscheibchen beim C11 bei einem Seeing von 4 liegt bei ca 50um. Durch die Gaußverteilung hat man ja zu den Seiten (nennt man die Flügel?) immer weniger Licht. Irgendwie muss man ja da ja den Kompromiss finden. In SimSpec hat die Spaltbreite keinen wirklichen Einfluss auf das SNR.

Ja, also nachdem ich mir das erste Design mit dem 30° Winkel mit Berücksichtigung der Brennweiten aufgezeichnet habe, würd ich mal sagen ein Littrow ist besser, besonders, wenn ich direkt koppeln möchte. Dein Goliath ist auch eher abschreckend. :D

Die Faserkopplung im Eigenbau ist nicht mehr so leicht zu realisieren oder?

Ich habe mal eine erste Skizze gemacht. Dort gehe ich von einem 50/200er Achro aus. Aus geometrischen Gründen bietet sich als Umlenkspiegel wohl eher eine Ellipse ala Newtonspiegel an. Reicht dort ein einfacher GSO Spiegel (gibt’s mit 20mm), oder sollte man sich an einen anderen Hersteller wenden? Auf die Schnelle hatte ich bei Thorlabs nichts gefunden. Reicht der Weg von 50mm vom Fangspiegel zum Spalt, oder muss ich da noch etwas „Spalteinheitmäßiges“ berücksichtigen? Eigentlich kann ich doch unter Beachtung des Raytracings hier an der Lastverteilung optimieren?!
Dateianhang:
20170312_161349.jpg
20170312_161349.jpg [ 126.12 KiB | 2910 mal betrachtet ]
Mhm, die Petzvalvariante sieht auch interessant aus. Wie machen sich denn die off-axis Fehler bemerkbar? Sicher in der Auflösung. Aber bekommt man auch „geometrische Fehler“ im Spektrum? Also lohnt sich der Aufwand?

Bei Edmunds scheint es immerhin auch größere Luftspaltachros zu geben. Da wären ja sogar welche für nen 4 Zoll Fraunhofer-Refraktor. Allerdings über 1000€. Woher kommen da eigentlich diese Preise? Weil es Apothekerpreise sind, oder ist die Fertigung und Oberflächengüte (sratch - dig …) besser?



Viele Grüße und CS
Christoph

P.S.: Cool, wahrscheinlich braucht man dann aber die Vollversion von ZEMAX für die Funktionen?! Was muss ich mir unter einem Frame vorstellen? Und wird das dann nur auf der CPU gerechnet oder auch auf der GPU (da sind das besonders die Shadereinheiten oder?).
Erst einmal steht aber Programmtechnisch noch MIDAS an, was sich doch ein wenig zieht


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BeitragVerfasst: 13. März 2017, 01:26:18 AM 
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Knight optics UK sell small good quality front surface mirrors - you can get a 25mm sq mirror with a chamfered edge to improve fitment.
What slit height do you want to use? This needs to be considered in the layout.
What camera do you want to use? This can impact on the backfocus/ clearances.
I assume a 30mm sq grating? If so then a 40mm collimator can be used to save space....

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Zuletzt geändert von Ken Harrison am 13. März 2017, 01:44:38 AM, insgesamt 1-mal geändert.

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BeitragVerfasst: 13. März 2017, 01:41:21 AM 
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Hallo Christoph,

na ja, da kann ich nur ein Bauchgefühl geben von R6k.

Nur die FWHM zu nehmen ist sicherlich nicht so schlecht.

In SILENT ist die Intensitätsverteilung am Spalt als Gauß angenommen und wird auch in x und y berücksichtigt. Da kannst Du Dir in dem Fenster die Effizienz berechnen lassen, je nach Spaltmaßen.

Spiegel:
https://www.thorlabs.com/newgrouppage9. ... up_id=5136
oder Prisma:
https://www.thorlabs.com/newgrouppage9. ... oup_id=142

50 mm bis Spalt sollten locker ausreichen. Ich denke, da ginge auch noch weniger. Kritischer ist vllt der Abstand zur CCD ( Backfokus) damit Du das Spektrum scharf auf den CCD bekommst, also zum fokussieren genügend Platz ist und die CCD nicht mit dem Umlenkspiegel kollidiert.

Bei dem Petzval sind die hinteren beiden kleinen Linsen entsprechend gedreht, sodass es da keine Off-Axis-Fehler zusätzlich gibt. Das genau zu fertigen und dann zu justieren ist vllt. nicht unbedingt ein Projekt, mit dem man anfängt, stimmt schon.

Na ja, die Luftspaltlinsen sind schon aufwändiger in der Herstellung und der Montage. Der Spalt muss ziemlich genau sein und die Flächen dazwischen auch. Die Stückzahlen werden sich wohl auch in Grenzen halten.

Beste Grüße,
D

PS:
Leider ist bei ZEMAX jede Version kostenpflichtig. Vllt könnte man auch eine Schnittstelle für WinLens machen... hm.
Es rechnet nur auf der CPU und auch nur auf einem Kern. Man könnte es evtl. auch parallelisieren. Der ganze Sourcecode ist ja zugänglich ;)

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Daniel P. Sablowski

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BeitragVerfasst: 13. März 2017, 16:36:10 PM 
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Hello Christoph,
Zitat:
Wie viel kleiner kann eigentlich der Spalt sein, ohne zu große Verluste zu bekommen? Beim LHiresIII ist z.B. Standardmäßig ein 25mu Spalt verbaut. Das Seeingscheibchen beim C11 bei einem Seeing von 4 liegt bei ca 50um.
With the LHIRES you can chose slit width (19/23/35/50/75/100 um or 200 250 300 350 um for spectrophotometry) This gives you the choice of maximum throughput at lower resolution or lower throughput at whatever resolution you need. I normally use 35um with my C11 which gives a good match to my 3 arcsec seeing and R~14000 at H alpha. Running without a slit gives you no choice. Of course you always get maximum throughput but at a lower (and variable) resolution. A slit is also essential for precise wavelength calibration for measuring RV for example. The mirror slit also makes finding and guiding the target easy.

Cheers
Robin


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BeitragVerfasst: 14. März 2017, 15:28:06 PM 
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Hallo allerseits,

vielen Dank :) . Das mit den Umlenkspiegeln wäre dann was den Bezug angeht, auch geklärt. Sollte man eher Alubeschichtete nehmen oder zum dielektrischen Greifen?

Auf welche Weise wirkt sich denn die Spalthöhe aus? Vom Stern ausgegangen braucht er ja theoretisch nicht sehr hoch sein. Und bei flächigen Objekten arbeitet man sicher eher mit Auflösungen um die 1000?!

Ich bin mir da noch nicht so sicher, aber es macht ja bestimmt Sinn zwischen Spaltgrößen wechseln zu können. In Lübeck und Umgebung liegt das Seeing meist zwischen 2 und 4 Bogensekunden mit Tendenz zu den 4 Bogensekunden. Damit ich die anvisierte Auflösung erreiche sollten der Spalt min 25um haben.

Da habe ich auch noch eine Frage zur Kalibrierlampe. Ich habe überlegt, ob man das Licht per Faser an den Spalt bringen kann. Muss dafür die Faser noch poliert oder sonst was werden? Ist das überhaupt realistisch?

Die andere Idee ist das Licht über die Spalteinheit einzuspiegeln. Allerdings erfüllt diese dann schon 3 Aufgaben. Einmal per Okular den Stern auf den Spalt zu bringen, dann Guiding zu ermöglichen und eben das Licht einzuspiegeln. Nach meinen bisherigen Erfahrungen wird es sicher Probleme geben, wenn ich anfange an der Spalteinheit rumzuschrauben, um die Guidingkamera abzunehmen und dann die Kalibrierlampe anzubringen.

Was für ein Objektiv braucht man eigentlich für die Guidingkamera? Denn ich bin dort ja längst Extrafokal.

Als Sciencekamera kommt die ATIK 428EXm (13mm von Gehäuse bis Chip) zum Einsatz und für das Guiding würden ich den Lacerta MGen nutzen.
Dazu ist im Moment die Idee ein 50x50 Gitter und auch ein 2 Zoll Objektiv zu nutzen, um auch eventuell größere/schnellere Teleskope nutzen zu können. Muss ich aber gucken, ob das von der Geometrie passt.

Daniel, in SILENT gibt es, was die R angeht, nur die Möglichkeit über die Spaltgröße das Seeingscheibchen festzulegen oder? Ich konnte keinen Unterschied feststellen, wenn ich das Seeing in der Telescope & CCD Data Spalte geändert habe.
Die Gesamteffizienz ist mit 6-7% ja erschreckend klein, wenn ich mit 25mu Spalt die R 9000 erreichen will! Wie liegt dort der übliche Bereich? Ich bin beim Gitter mal von 60% Effizienz ausgegangen, da das der untere Wert von Thorlabs ist.

Viele Grüße und CS
Christoph


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BeitragVerfasst: 15. März 2017, 02:52:46 AM 
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Hallo Christoph,

die Spalthöhe wirkt sich ebenfalls auf die Effizienz aus, solange die kleiner als ca. 6 * Seeingscheibchen ist.

Ja, eine Faser wird zur Einkopplung von Kalibrationslicht häufig verwendet, sodass die Lampe nicht am Teleskop sein muss. Es ist aber dennoch ein Klappspiegel notwendig.
Die Guidingcam raus und da was rein, ist eher nicht so gut, wie Du schon geschrieben hast.

Du kannst evtl. den Spiegel per Hand betätigen, oder etwas elektronisches verwenden (Drehmagnet, Servo, ...)
Hier ein Beispiel mit Drehmagnet:
http://hobbysternwarte-ploesen.de.tl/ESpekDiko.htm

Am BACHES ist sowas auch dran.
Problem: Die Dinger ziehen richtig heftig durch. Einschalten, KLONG und der Spiegel knallt gegen die Endlage. Daher muss der richtig gut fest auf der Welle sitzen.
Ein Servo wäre wesentlich billiger (Drehmagnet ca. 100 € !) und sanfter und kann nachreguliert werden.

Ich habe einen Schwung Drehmagneten "erhalten" und kann da gerne was abgeben. Die gehen allerdings nur bis 45°, was etwas knapp ist...

Für den Guider genügt auch ein Achro, da habe ich sogar akzeptable Resultate mit Billiglinsen gemacht. Z.B.:
http://astromedia.eu/Material-fuer-Selb ... 10_13.html

Er sollte aber möglichst vergrößern und keinesfalls verkleinern. Also mindestens 1:1 Abbildung. Da steht der Spalt 2* Brennweite von der Linsenhauptebene entfernt und das Bild entsteht 2*f hinter der Linse. Tendenziell also eher die Linse näher zum Spalt.

In SILENT hast Du Teleskopdaten, da legst Du das Seeing in Bogensekunden fest. Beim Spalt kannst Du zwischen rund und rechteckig wählen. Rund: Spaltbreite ist Lochdurchmesser, eckig: kannst die Spaltlänge mit eingeben. Er sagt Dir dann, wie breit der Spalt am Himmel in Bogensekunden ist. Der Effizienz-Button daneben rechnet Dir die reine Spalteffizienz aus unter Annahme des gesetzten Seeings (gaußverteilt) und der Spaltgeometrie.

60% Gitter scheint ok, das ist die Peakeffizienz (==>) Blazewellenlänge bzw. Blazewinkel. In SILENT berechnet er aber eine wellenlängenabhängige Blazefunktion, die Du Dir unter Parameters plotten kannst.
Spalteffizienz ist ein guter Kompromiss bei 75%, das ist der Fall bei einem "unendlich" (6 * Seeingdisc) langen Spalt und einer Spaltbreite = Seeingdisc. Bei einem runden Spalt (Faser) muss er dazu einen Durchmesser = 2* Seeing haben. Perfektes Guiding natürlich immer vorausgesetzt ;)

Beste Grüße,
Daniel

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BeitragVerfasst: 15. März 2017, 02:58:58 AM 
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Hallo Christoph,
Zitat:
Was muss ich mir unter einem Frame vorstellen?
Sorry, hatte ich übersehen. Ein Pixel für Pixel gerechnetes (simuliertes) Bild wie es von der definierten CCD aufgezeichnet wird.

BG,
D

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Hallo Daniel,

gut, dann wird der Spalt in dem Spektrografen wohl eh hoch genug sein. Ich bin da jetzt von 5mm ausgegangen. Wie hoch sind die denn üblicherweise?

Kann man eigentlich auch die Kalibrierlampe einfach vor das Teleskop halten? Wahrscheinlich gibt es dann Probleme, weil das Licht nicht aus dem unendlichen kommt, mit der Ausleuchtung oder?

Also bei der Kalibrierlampe bin ich mir noch nicht sicher, wie wir das lösen werden.

Welches Öffnungsverhältnis sollte denn beim Guiderachro genutzt werden? Geht da ein 25mm/75mm?
Und bei dem kleinen Guidingchip sollte der Achro mit 75mm Brennweite doch vergrößern?!

Die Auflösung außer Acht gelassen, brauchen wir je nach Seeing also einen 25um und 35um Spalt.

Ich habe mir das auch noch mal genauer in SimSpec angeschaut. Wir bräuchten da nur ein Objektiv/Kamera von 22mm. Da kann man doch dann einen 1 Zoll Achro anstelle des großen 2 Zöllers nutzen oder spricht da etwas gegen?
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Screenshot 2017-03-16 10.25.00.png [ 105.13 KiB | 2785 mal betrachtet ]
Anbei ist auch der neue grobe Entwurf. Gibt es da Kritik dran (ja, es ist schon oft radiert worden :lol: )?

Eventuell sollte man anstelle des angepassten CCD Adapters einfach die Optiken um ein halbes Grad drehen?!

Für die Optikhalter habe ich gedacht, fange ich mit dem Gitterhalter an, da dieser wohl am aufwendigsten wird und gehe dann von der Höhe aus, um alle Komponenten auf eine Höhe zu bekommen.

Für die Umlenkspiegel habe ich mir (analog zum Mini) Aluprofile, welche passend gebogen werden können überlegt. Idealerweise sollten die ja nur einmal eingestellt werden müssen. Für die Linsen würde ich die Halter von Thorlabs nehmen. https://www.thorlabs.com/newgrouppage9. ... up_ID=1433

Und zum Frame vielen Dank. Also doch so einfach. Den Begriff an sich kenne ich.

Viele Grüße und CS
Christoph


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BeitragVerfasst: 16. März 2017, 12:21:18 PM 
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Christoph,
A comment...
If you want to accommodate an f7 entrance beam, and the long slit (+/- 6mm) then you will need a larger collimator say 30mm effective diameter, allowing for mounting this would probably be a 40/200 achromatic. In turn you can use a cheaper 30mm sq grating....
Move the pick off mirror upwards towards the rear of the slit and accept the Littrow angle to the collimator, this makes the CCD mounting square to the housing and easier to manufacture/maintain.
If the entrance slit sits at say 15 degrees you should be able to fit the guide focus lens and remember to allow sufficient back focus for the guide camera.
The reference bulb can be made to rotate downwards onto the face of the slit plate or like in the case of the Spectra-L200 mounted just outside the housing and directed to the slit (on axis) by a small flip mirror.

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BeitragVerfasst: 16. März 2017, 14:41:33 PM 
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Hi Ken,
I think the Slit will be at +/- 6mm, if these are the normal dimensions. We decided to build two spectrographs. One for the f/7 CDK and one for f/10 Scopes. Maybe we are going to use a barlow lens to enhance the CDK to f/10.
Under this circumstances, would a 25,4mm lens fit?
Where I can find an off the shelf 30mm sq 1800 l/mm grating? There are only holographic gratings match these specs. Therefore I planned with a 50mm sq.
Okay, I will redesign the spectrograph for the cameramount.

A smaller angele is better for the slit?!

My first thougts about the reference bulb was to use an fibre pointed directly on the slit to make simultaneous (of course with the fitting exposure time for the reference) a shot of the Star and the reference. Or to use the light path to the guidecam for a folding mirror to feed the spectograph.

Greetings
Christoph


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BeitragVerfasst: 16. März 2017, 15:20:52 PM 
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Christoph,
The slit overall length is usually 6mm, +/- 3mm from the axis.
On axis the 25,3mm clear would work at f10, but off axis say towards the top or bottom of the slit length there will be vignetting; I'd compromise and go for the 30mm diameter lens (clear)
Optometrics can supply 30 x 30 mm 1800 l/mm gratings ( I use them all the time!)
Re the camera mount - you also need to consider the focussing between the Ha and Mg and say the CaK wavelengths this needs approx 2.5mm adjustment for an achromatic doublet.
Based on your sketch layout, the axis of the grating must align with the axis of the slit. This means the axis of the grating would be horizontal across the housing (similar to the LHiresIII) - consider how it will be mounted and adjusted (micrometer???)

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BeitragVerfasst: 18. März 2017, 15:06:48 PM 
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Hallo Christoph,

I think, You could take a look here.

http://www.astrosurf.com/buil/lhires2/plans.htm

You'll find the optical design of LHIRES and several ideas to build it.

Regards, Joan.


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BeitragVerfasst: 20. März 2017, 14:52:06 PM 
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Hallo Christoph,

Kalibrationslampe vor dem Teleskop gibt Probleme mit der Intensität. Eine Flatlampe (starke Halogen) würde noch gehen und ist u.U. sogar besser als vor dem Spalt.

Für die Guiderlinse sollte etwas in der Richtung 12,7/19 ausreichen. In der Zeichnung sind 75 mm Brennweite angenommen? Dann müsst der Spalt aber 150 mm entfernt liegen...

Sind das wirklich 1° tot. Winkel in der Zeichnung? Also 1° zwischen einfallenden und ausfallenden Strahl.

BG,
D

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Daniel P. Sablowski

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BeitragVerfasst: 20. März 2017, 17:28:01 PM 
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Hallo,
vielen Dank. Ich habe das Design jetzt auf das 30mm Gitter, sowie den 30mm Achromat abgeändert. Auch die CCD sitzt nun parallel zum Gehäuse mit mehr Backfokus.

Ok, dann gucken wir, wie wir das Licht der Kalibrationslampe einspeisen.

Nein, für die Guiderlinse sind nicht unbedingt 75mm angenommen. Das war nur eine Idee, weil ich nicht wusste, was dort so üblich ist.

Nein, das ist tatsächlich nicht so recht 1°. Ich habe das nach Strahlengang und Platz für den Umlenkspiegel gezeichnet. Es sind eher 4°. Ich habe mir auch mal den LHires angeschaut. So richtig ist das nicht zu erkennen, aber es sieht meiner 4° Skizze ähnlich.

Also irgendwas verstehe ich da grad nicht so recht :oops: :?: . Ich habe mal eine Skizze mit einem Grad angehängt. Wie bekomme ich denn dort den Umlenkspiegel ohne Abschattung dazwischen und dazu noch ausreichend Backfokus?

Viele Grüße und CS
Christoph


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BeitragVerfasst: 20. März 2017, 17:33:49 PM 
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Oh, sry. Hab den Beitrag per Smartphone verfasst und das Foto nicht skaliert, sondern nur ausgeschnitten...

Christoph


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BeitragVerfasst: 20. März 2017, 23:12:06 PM 
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Christoph,
You'll find the final angle in the Littrow is probably closer to 3-4 degrees. This is the case for the LhiresIII and the Spectra-L200.
If you use a single achromat for the guide lens, you need to measure the distance from the lens to the slit gap via the guide mirror (90mm?) and the distance from the lens to the target guide camera focal plane (50mm). You can then use the lens formula to calculate a good focal length.
1/f = 1/image distance + 1/camera distance
1/f = 1/90 + 1/50, f= 32mm
The size the Littrow pick off mirror should allow for the slit height, the camera back focus and the target f ratio.... this will then determine it's position in the optical path.

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