Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Hallo,
wie machen die Profis Flat's an großen Teleskopen. Die Problematik ist doch die gleiche wie bei kleinen Instrumenten, nur dürfte das mit einer Leuchtfolie nicht so einfach sein.
Wird da "nur" vom Spektrographen ein Flat erzeugt?

Viele Grüße
Siegfried

Hallo,


Das geht mit so einer Leuchtfolie schon, Lothar und ich haben das bei Lhireseinsatz oft so gemacht, das Flat beinhaltet die gesamte Apparatur, also Teleskop, Spektrograph und natürlich auch die CCD .......


Berthold

Am 17.01.2013 um 12:13 schrieb Hold Siegfried <fg-spek-data@vdsastro.de (fg-spek-data@vdsastro.de)>:

Hallo Siegfried,

das hängt vom Messinstrument ab. Bei direkter Einkopplung ohne Fiber wird in der Tat ein entsprechend großer weißer Schirm genutzt.

Thomas

Hallo Berthold,

eine Flatfolie auf den Tubus legen ist relativ einfach, allerdings bei einem Schiefspiegler nicht ralisiebar, da kommt hinten nichts mehr raus.
Mit beleuchteten Flächen hab ich schon einige Versuche unternommen, aber kein befriedigendes Ergebnis erzielt.
Vermutlich liegt es an der Zahl der Lampen bzw. am Winkel unter den man die Fläche beleuchtet.

Thomas, wie beleuchten die Profis den Schirm für's Flat? Vielleicht kann ich mir da was abschauen, damit ich endlich ein vernünftiges Flat produzieren kann.

LG
Siegfried

Na ja, mit kontinuierlichen Quellen. Am 1.6m Mont Megantic hatten wir 4 Halogenstrahler am Tubusende befestigt und damit den Schirm an der Kuppelinenseite beleuchtet. Je heller je lieber. Bild liegt bei. Rote Pfeile = Lampen. Grüner Pfeil = Schirm. Solche Strahler bekommst Du als Werkstattlampen im Baumarkt. So hatten wir es auch am STScI gemacht.

Was meinst Du denn mit "vernünftiges Flat"?

Hallo Siegfried,

ja beim Schiefspiegler geht das defacto so nicht, klar. Allerdings ist so ein Schiefspiegler auch ein sehr ungewöhnliches Instrument zur Bearbeitung derartiger Fragestellungen...! Schon auf Grund der großen Öffnungszahl, die diese Dinger immer haben geht das weder mit einer fiber noch mit dem lhires. Ist bestimmt sehr schwer, mit sowas gute Spektren zu bekommen. Einen vernünftigen <Vorschlag wie man in diesem Fall vernünftige Flats erzeugen soll, habe ich leider auch nicht........

beste Grüsse
Berthold
From: Hold Siegfried (fg-spek-data@vdsastro.de)
Sent: Thursday, January 17, 2013 3:28 PM
To: fg-spek-data@vdsastro.de (fg-spek-data@vdsastro.de)
Subject: [fg-spek] Re: Flat



Hallo Berthold,

eine Flatfolie auf den Tubus legen ist relativ einfach, allerdings bei einem Schiefspiegler nicht ralisiebar, da kommt hinten nichts mehr raus.
Mit beleuchteten Flächen hab ich schon einige Versuche unternommen, aber kein befriedigendes Ergebnis erzielt.
Vermutlich liegt es an der Zahl der Lampen bzw. am Winkel unter den man die Fläche beleuchtet.

Thomas, wie beleuchten die Profis den Schirm für's Flat? Vielleicht kann ich mir da was abschauen, damit ich endlich ein vernünftiges Flat produzieren kann.

LG
Siegfried

Was ist denn das für eine Optik? Öffnung? F-Zahl?

Hallo Thomas,



es handelt sich um eine 2 Spiegeloptik mit sphärischen Flächen (jedenfalls mal meistens!) verbunden mit einer leicht keilförmig geschliffenen Zylinderlinse. Durch die Schiefsatellung der optischen Achse des Hauptspiegels ist das System ohne Obstruktion(!) Bei einem allerdings sehr kleinen Öffnungsverhältnis von in der Regel um 1:20 liefert der Schiefspiegler bei guter Ausführung und richtiger Kollimation (nicht gerade einfach!) ausgezeichnete kontrastreiche Abbildung . (Planeten , Doppelsterne). Ich hatte einmal einen 150mm und auch einen 200 mm Schiefspiegler, die waren wirklich sehr gut, allerdings deutlich besser als ein APQ 130von Zeiss waren die auch nicht..halt hellere Bilder. Die grosse Baulänge und der offene Tubus sind störend. In meinen Augen für Spektroskopie eher nicht so die erste Wahl......


herzlicher Gruss

berthold

Hallo Berthold! Ja, das sind recht langsame Optiken. Ich frage, weil ich nicht so skeptisch bin wie Du, was die spektroskopische Nutzung abgeht. Das kann man ja mal ausrechnen.

Gruß, Thomas

Hallo,

ein Schiefspiegler mit Öffnungszahl 20 ist nicht das ideale für die Spektroskopie, ist mir auch klar. Mit einer Shapleylinse habe ich das Ding auf N=10 reduziert, das geht so einigermaßen für den Czerny mit N=7. Pläne für einen Systemwechsel gibt es schon, aber eine Sternwarte baut man nicht alle Jahre um! Bis dahin werde ich mit dieser Lösung weiterarbeiten, meine Ergebnisse sind ja bekannt. Für die Sonne, womit ich mich auch gerne beschäftige, ist das System bestens geeignet, da habe ich noch einiges vor!
Die Strahler für die Flats am Tubusende montieren ist eine gute Idee, das werde ich gleich umsetzen.

Gruß
Siegfried

Hallo Siegfried! Eigentlich stimmt das nur für käufliche Spektrographen, die ja meistens für f/10 und etwa 3 Meter Brennweite ausgelegt sind (daher hatte ich nach der Brennweite gefragt). Kann man sich aber von dieser Vorgabe lösen, ist eine große Brennweite nicht schlecht, weil das Seeingscheibchen größer und damit besser zu handhaben ist. Wie immer: Teleskop, Spektrograph und Pixel sollten aufeinander abgestimmt sein. Oft geht das leider ins Geld, doch Du hast mit der Shapley ja schon erste Ideen. Außerdem kann man ja auch Kompromisse bezüglich des maximalen Auflösungsvermögens machen. Das hatten wir am Mons auf Teneriffa ja auch machen müssen.

Gruß, Thomas

Hallo Thomas,

der Kompromiss sieht bei mir so aus, 35ym Spalt und 2x2 Bining, damit erreiche ich Stellar gute Ergebnisse mit einem R bis max18000. Der Czerny reagiert nähmlich äußerst sensibel auf
die Justierung. Das selbe gilt für den Schiefspiegler dessen Abbildung nur exakt im Fokus sehr gut ist. Inner und ausserfokal wird das Sternbild elliptisch, das ist der Restfehler des Systems.
Bei Mintaka war zwischen den Wolkenlücken nicht genügend Zeit für eine optimale Justierung, da sinkt R gleich auf 12000, ist aber auch nicht so schlecht.
Die Frage der richtige Belichtung für ein Flat ist für mich auch noch nicht ganz geklärt. Ein gut gesättigtes light dazu min.10 flats mit ca.2/3 Sättigung,
das passt soweit recht gut. Aber was tun bei schwachen Signalen, da scheinen die 2/3 Chipsättigung nicht mehr zu stimmen!

Gruß
Siegfried

Das ist doch gut, Siegfried. Was hast Du denn nun für eine Optik. Ohne Apertur und F-Zahl kann ich das nicht bewerten. Aber wenn Du zufrieden bist, reicht das ja. Ja, hört sich gut an. Das verstehe ich jetzt nicht. Was meinst Du?

Hallo Thomas,

mein Schiefspiegler hat eine Öffnung von 300mm und eine F-Zahl von 20.
Wie schon erwähnt komme ich mit der Shapley auf F-10 "runter", mit Versuchen ermittelt.

Mit schwachen Signalen meine ich einen ADU-Wert im Spektralstreifen von 2000 oder weniger, wie sollte da ein Flat belichtet sein?

Gruß
Siegfried

Dann entspricht der doch einem C11 und Dein Gerät kann gut mit dem LHIRES betrieben werden. Das 4" Seeingscheibchen hat einen Durchmesser von rund 60µm. Du schmeisst also für maximales R einen beträchtlichen Teil des Lichtes weg. Kein Problem bei hellen Sternen. Und wenn Du mit dem Binning klar kommst, ist das auch kein Riesenproblem. Du hast also noch einige Flexibilität bezüglich R und S/N. Man muss das halt nur wissen.

Das S/N eines Flats sollte besser sein als das S/N des Zielsterns. Bei identischem S/N verschlechtert sich das Signal um etwa 50% (). Ist das S/N des Flats hingegen 10mal besser als das des Sterns, reduziert sich dessen Qualtität nur um rund 5%. Je besser das Flat umso besser das Resultat. Allerdings kann man das aus Zeitgründen natürlich nicht unbegrenzt weitertreiben. Es geht also nicht darum, ein schwaches Flat für ein schwaches Signal zu erhalten, sondern um ein möglichst hochwertiges Flat bezüglich S/N bei akzeptablem Aufwand.

Die 2/3 Chipsättigung gelten nur ungefähr. Es geht in Wirklichkeit darum, die Signale im linearen Empfindlichkeitsbereich der CCD zu halten. Das kann dann durchaus mehr sein. Du musst Deinen Chip prüfen.

Hallo Thomas,
spricht irgend etwas dagegen, das Flat an einem trüben Tag mit gleichmäßiger Wolkendecke mit dem auf die Wolken gerichtetem Teleskop zu erstellen? Natürlich muß dann der Spektrograph gegen Lichteinfall von außen abgeschirmt sein.
Viele Grüße
Christian

Hallo Christian,

On 01/18/2013 02:24 PM, Christian Netzel wrote: Streulichteinfall ist hier auf jeden Fall ein Problem. Außerdem hat auch
ein trüber Himmel ein Sonnenspektrum.

Herzliche Grüße,
Otmar

...und bis zur Datenaufnahme muss man dann evtl. tagelang auf gutes Wetter warten.

Hallo,
natürlich ist da auch ein Spektrum vorhanden. Ehrlich gesagt, hatte ich das vergessen. Da ich jedoch statt eines punktförmigen Objekts eine größere Fläche spektroskopiere, müßte sich aber das Spektrum zumindest in der Mitte des CCD herausmitteln.
Viele Grüße
Christian

Hallo Christian,

On 01/18/2013 03:18 PM, Christian Netzel wrote: Wenn Du mit Spalt beobachtest, hast Du entlang der Dispersionsrichtung
ein Langspaltspektrum des Himmels. Da mittelt sich nichts heraus.

Herzliche Grüße,
Otmar

Hallo Christian,

ich hatte früher mal versucht Flats mit Tageslicht (Sonnenspektrum) zu erzeugen, indem ich die Gitterstellung am Lhires während der Flat-Aufnahme kontinuierlich verändert habe (mehrfach während der Belichtungszeit vor und zurück etwa über das gesamte auf der CCD abgebildete Wellenlängenfenster), so dass bei genügend starkem "verdrehen" an der Gitterstellungs-Stellschraube während der Belichtungszeit die Spektrallinien im Sonnenspektrum vollständig verwischt werden. Allerdings ist dieses Flat dann nicht exakt unter den gleichen Bedingungen (Gitterstellung) gemacht wie das Sternspektrum, das korrigiert werden soll.
Kannst ja mal damit experimentieren (Vergleiche). Staub im Spalt und auf der CCD und sonstige Schatten lassen sich damit ganz gut korrigieren.

_________________
Herzliche Grüße / best regards

Lothar

https://lotharschanne.wordpress.com/

Christian,

ein paar Ergebnisse unterschiedlicher Flaterzeugungs-Techniken kannst du auch auf meiner webpage finden:
http://www.astrospectroscopy.eu/Einstei ... /flats.htm

_________________
Herzliche Grüße / best regards

Lothar

https://lotharschanne.wordpress.com/

Hallo Thomas,

danke für den gedanklichen Anstoß! Ein Strahler am Fangspiegelrohr montiert, liefert schon sehr gute Ergebnisse.
Ich war wohl zu sehr auf die Neumann-Leuchtfolie fixiert, ist sicher gut für geschlossene Systeme aber nicht so gut
für den Schiefspiegler. Eine Sättigung zwischen 80 und 90% scheint für meine Kamera gut zu passen. Mehr dazu später.

Viele Grüße
Siegfried

Hallo,

meine neue Flatgewinnung funktioniert sehr gut, die streifige Struktur kommt vom Spalt, ist einer von Shelljak. Thomas, nochmals danke für die sehr nützlichen Hinweise.

Viele Grüße
Siegfried

Großartig, Siegfried! Das ist sogar noch besser, als ich für einen einzigen Strahler erwartet hätte. Das sieht auch mechanisch sehr sauber aus. Gut gemacht! Jetzt solltest Du ein aus vielen Einzelflats gemitteltes Masterflat erstellen und das S/N bzw. die Standardabweichung bestimmen. Damit gehst Du sicher, dass es eine deutlich bessere Qualität hat als die Spektralalaufnahmen.

Gruß, Thomas

Servus Siegfried!
Ich habe da einen anderen Verdacht!
Du hast die Porocell-Platten mit Schwarzen Nägeln am Untergrund befestigt! Das wäre dann kein Flat mehr!

Versuche, die mit weisser Farbe zu bepinseln und mach hinterher ein erneutes Bild!

Herzliche Grüsse

Gerhard

Even illumination is not so important for slit spectroscopic flats. The light all comes from one X position (the slit) and variations in the Y direction along the slit are only important for extended objects or when measuring absolute flux. What is important (As Lothar shows) is that the light takes the same path through the optics as the star light.

There is something strange in this flat. There are some bands which are not parallel to the lines caused by dust on the slit. These will change the shape of the spectrum and would worry me. Does anyone know what is causing them?

Cheers
Robin

Hallo zusammen! Ist denn der Hauptspiegel so groß wie der ganze Schirm?

Thomas

Hi Robin! Qualitatively you are right but the quantity influences the result. Yes, the x-position is fixed and screen light is averaged out in dispersion direction. But to get enough flat light it is better to use the entire aperture, as you know. If only part of it is used you miss a significant amount of light flux.

I would expect, variations along the slit are important to a certain degree. When collapsing the stellar spectrum you use an area perpendicular to dispersion direction. But this is not always the same area, depending on telescope position. Yes, you and Lothar are right, of course, but one should take care for a possibly homogeneous flat field screen not to degrade the final result.

I would wait for a detailed analysis of the flat by Siegfried. I at least have not clue about these non-parallel lines. Siegfried, if it is dust at the slit jaws these lines should disappear when open the slit a bit more.

Thomas

Hallo Thomas,

das mit der Befestigung war ein Denkfehler von mir.
Ich hoffe, Siegfried ist mir deshalb jetzt nicht böse.

Viele Grüsse

Gerhard

Hi Thomas
My reply is also correct quantitatively for a slit spectrograph. The only effect of non uniform light distribution in the Y direction is on the mean level of the spectrum, not on its shape. (There is potentially a small second order effect from the sky background subtraction but flats for slit spectrographs do not need to be anywhere near as uniform as flats for photometry for example where errors in the evenness of the illumination translate directly into errors in the measured brightness)

Provided there is enough light at all positions in the field to give a good SNR, the only effect of uneven illumination is on the mean level of the spectrum. The distribution of the light from the flat lamp and any vignetting for example in the telescope optics has no effect on the shape of the spectrum of a measured star.


A common way of making flats used by many amateurs is to move a Halogen lamp around in front of the telescope with a diffusing material in front of it . This gives a non uniform field of course but a good flat because the light intensity is very high so the flat has low noise.

Dust in the slit does not affect the shape of the spectrum as it is exactly in the dispersion direction. The bands in the flat which are not parallel to the dispersion are a potential problem however. Unless they are real flat features (for example lines of dirt on the CCD caused by cleaning) they will cross the line of the dispersed star spectrum and distort the shape. You can see the effect in the attached screen shot.

Cheers
Robin

Hi Robin!
That is what I mean with " the quantity influences the result". There was a misunderstanding. I am entirely with you.

Thomas

Hello,
what I would like to know is how Siegfried got the black strip in the bottom-area within his picture. Has any of you an idea, where that came from? Was he out of range with his tube?
It looks strange to me.
best regards
Gerhard

Hello Gerhard I think it is the out of focus edge of the aperture stop after the slit.
Here is a drawing of the plate which carries the slit
http://www.astrosurf.com/thizy/lhires3/ ... uille1.jpg
from this page
http://www.astrosurf.com/thizy/lhires3/index-en.html
and a photos here
http://www.astrosurf.com/thizy/lhires3/ ... te%202.JPG
http://www.astrosurf.com/thizy/lhires3/IMG_9046.JPG

(The slit shown here is adjustable but the later slits are glass mirrors with fixed width slits printed in the coating)


Cheers
Robin

Hallo Siegfried,

welchen Spalttyp hast du?
Die älteren klassischen Spalte aus zwei polierten Metallschneiden(backen)
oder die neuen verspiegelten Glsaplatten mit spaltförmigen Ausschnitt aus der Verspiegelung?

Ich vermute letzteres, weil dein Flat nur schwache Spuren von Schmutz (im Spalt) zeigt.

So saubere Flats habe ich mit meinem klassischen Spalt (Metall-Spaltbacken) nie erreichen können.

_________________
Herzliche Grüße / best regards

Lothar

https://lotharschanne.wordpress.com/

Hallo Lothar,

ich verwende die Glasplatte von Shelyak mit den 4 Spalten 15,19,23 und 35 ym. Da gibt es sicher noch das eine oder andere zu verbessern aber diese Flats sind weit besser als jene, welche ich zuvor produzierte!

Gruß
Siegfried