Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Hallo,

vor vielen Jahren gab es an unserer Sternwarte einen schönen Sonnen - Gitterspektrographen nach dem Prinzip von Littrow. Hier ein paar Infos dazu von vor über 10 Jahren:

http://spektroskopie.fg-vds.de/pdf/Spektrum17.pdf

http://wiki.astroclub-radebeul.de/image ... eitrag.pdf

Leider hat das Gerät die Zeit nicht gut überstanden und ist zusehens verfallen. Wir möchten es jetzt wieder herrichten, sind aber alle größtenteils keine Spektroskopie Experten. Wir haben zuerst einmal eine neue Schutzhütte um den Aufbau errichtet und planen jetzt den neuen Aufbau des Spektrographen. Ziel ist vor allem die Nutzung im öffentlichen Führungsbetrieb (Schulklassen usw.) aber auch die wissenschaftliche Nutzung durch interessierte Vereinsmitglieder.

Jetzt machen wir uns Gedanken über das grundlegende Design des Gerätes wobei wir natürlich noch oder neu vorhandene Komponenten soweit wie möglich nutzen wollen:

Celeostat: muss neu gebaut werden, vorr. nach Jentzsch - da haben wir nur noch die Spiegel da
Hauptobjektiv: 136/3400mm Halbapo (f/25)
Gitter: 11,5*8cm, 1400 Linien/mm, Gitter in der zweiten Ordnung geblazt

Die Frage für uns ist jetzt das beste Design für das Gerät. Entwede wieder als Littrow wobei wir dann noch eine passende plankonvexe Kollimatorlinse brauchen oder evtl. nach Czerny-Turner wobei dann noch die zwei Spiegel notwendig sind. Welche Variante seht ihr als die Bessere oder gäbe es noch andere Möglichkeiten?

Danke und viele Grüße
Martin

Hallo Martin

Der Czerny-Turner hat mit seinem reinen Spiegelsystem den großen Vorteil, dass der Fokus weitgehend wellenlängenunabhängig ist. Damit man die Off-Axis-Fehler so weit wie möglich reduziert, empfiehlt es sich den Aufbau asymmetrisch zu gestalten.
Ein Blick in die Anleitung des Schüler-Spektrographen könnte euch dabei helfen.

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Daniel P. Sablowski

https://www.kunstmann.de/buch/axel_hack ... 42000/t-2/
https://dpsablowski.wordpress.com
https://github.com/DPSablowski
https://www.aip.de/mitglieder/dsablowski/

Hallo Daniel,

danke für die Info ich schaus mir mal an.

Unter http://www.spectra-magic.de werden einige Nachteile des Czerny-Turner aufgeführt, z.B. dass man u.U. gekrümmte Spalte benötigt, dass es Kisseneffekte in der Abbildung gibt und der horizontale und der vertikale Fokus sind nicht an der gleichen Stelle sind. Die Frage ist inwieweit das bei einem f/25 System zum Tragen kommt. Die Sonne ist auf dem Eintrittsspalt immerhin über 30mm groß.

Viele Grüße
Martin

Hallo Martin,

ich kann Daniel nur zustimmen, ein CT ist einfach aufzubauen. Man braucht aber zwei Spiegel, die Ihr wohl nicht von der Stange bekommt.
Das sind dann Sonderanfertigungen und entsprechend teuer. Wichtig ist, dass die Fokalweite der Spiegel auf +/- 5 mm bekannt sein sollte, um den mechanischen Aufbau planen zu können. Hinzu kommt noch der Detektor.
Wenn Ihr eine Fokalweite von ca. 3,8 m plant und das 1400ter-Gitter in der zweiten Ordnung betreiben wollt, kommt man schnell auf ein R von 200.000. Da braucht man schon eine entsprechende Detektorfläche, um sich im Spektrum orientieren zu können. Außerdem sind Interferenzfilter vorzusehen, um die 1. Ordnung auszublenden.
Aber das ist ja alles hier für ein kleineres Gerät beschrieben:
http://spektroskopie.fg-vds.de/pdf/Spektrum39.pdf

Mit der USB-Steuerung habe ich nur gute Erfahrungen gemacht. Man kann alles selber programmieren.
Ihr solltet auch die Möglichkeit vorsehen, den Spalt an verschiedene Stellen auf der Sonne zu positionieren.


Viele Grüße
Dieter

Hallo Martin,

sehr erfreulich, aus Radebeul spektroskopische Aktivitäten zu vernehmen. Nachdem Hans-Georg "untergetaucht" ist, war es sehr ruhig. Habt ihr noch Kontakt zu ihm?

Der Aufbau ist ein funktionsfähiges Spektrohelioskop (!) nach Veio (gewesen) . Ziemlich einzigartig in Deutschland bei Amateuren. Den wieder ans laufen zu bekommen, wäre wirklich was ganz Tolles!

Viele Grüße
Thomas

Hallo Dieter,

danke für die Infos und den Link. du hast recht, es wird sicher nicht billig die Spiegel oder evtl. auch die Linse zu beschaffen, f/25 gibts leider selten von der Stange.

viele Grüße
Martin

Hallo Thomas,

ja du hast recht, seit Hans-Georg weg ist, ging es mit dem SPHK nicht mehr weiter. Wir haben noch Kontakt und hilft uns zumindest per E-Mail aus dem fernen Bonn.

Uns war lange nicht klar was wir da eigentlich stehen haben aber nun ist zuviel kaputt und wir müssen neu anfangen. Das bisherige System ist eine Option, wir wissen zumindest dass es funktioniert hat. Nur die 25cm Fokussierweg und die vielen Refelexe waren wohl nicht so toll. Naja jetzt haben wir ein paar Interessierte zusammen bekommen und wollen das Ding wieder flott machen. Momentan sammeln wir Ideen und wenn wir uns entschieden haben gehts los.

Viele Grüße
Martin

Hallo,

lange nix passiert hier im Thread. Aber jetzt geht's weiter Aufgrund verschiedenster Probleme sind wir sehr lange nicht wirklich voran gekommen und nach wie vor stehen wir am Anfang. Aber mittlerweile gab es ein erstes Firstlight und wir wissen, dass das System erstmal generell funktioniert. Das Gitter hat übrigens andere Werte als darauf angegeben. Es hat nur etwa 660 Linien und ist in der zweiten Ordnung geblazed. Also Coelostat kam ein alter Selbstbau aus den 70ern des früheren Sternwartenleiters zum Einsatz. Die Spiegel sind zwar recht klein und halb erblindet aber zum Testen reicht das völlig.

Hier nun ein paar Bilder, das Spektrum wurde erstmal nur projiziert (auf ein langes Stück Kabelkanalabdeckung) aber man konnte darauf schon Unmengen an feinen Linien im Spektrum erkennen.















Viele Grüße
Martin

Hallo Martin,

das ist ja ein riesen großes Spektrum . Mit was für einem Typ von Optik und Detektor wollt ihr das denn registrieren?

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Herzliche Grüße / best regards

Lothar

https://lotharschanne.wordpress.com/

Hallo Lothar,

ein Vollformat Chip sollte reichen, das Sonnenbild im Primärfokus ist 32mm groß aber soweit sind wir noch nicht. Der Fokus liegt erstmal im Aufbau des Strahlenganges zur Okularbeobachtung und auch Projektion um das hoch aufgelöste Sonnenspektrum unseren Besuchern insb. Schulklassen präsentieren zu können. Bei dem alten System konnten etwa 60Å im Okular überblickt werden.

Viele Grüße
Martin

Hallo mal wieder

heute konnte ich endlich den ersten Versuch unternehmen eine Fokalaufnahme (Canon EOS M3) zu machen. Der Einfachheit halber, habe ich die doppelte Natriumlinie genommen. Problematisch ist die extreme zunahme horizontaler Linien bei kleiner Spaltöffnung. Ich glaube der (chinesische) Spalt taugt nix, ich werde es demnächst mal mit Präzisionsrasierklingen probieren, vielleicht gehn die besser.



Groß: http://bilder.astroclub-radebeul.de/ima ... atrium.png

Viele Grüße
Martin

Das Spektrum ist doch völlig ok.
Die horizontalen Linien kannst Du doch mit dem Flat entfernen.

Gruß Dieter

Hallo Dieter,

im Original sind die horizontalen Linien schlimmer, ich hab da mit Bildbearbeitung schon viel verbessert. Ein Flat wäre natürlich das Beste aber ich habe aktuell keine wirkliche Idee wie ich das mit dem System machen sollte. Wenn wir das Gitter irgendwann motorisiert haben, könnte man bei der Videoaufnahme evtl. etwas durch das Spektrum fahren und da sollten sich die Spektrallinien an sich rausmitteln und eine Art Flat entstehen.

Viele Grüße
Martin

Hallo Martin,

ist wirklich ein gutes Spektrum, wie schon Dieter bemerkte!
Und wenn ihr mit der Canon ein RAW-Foto schiesst und versucht mit der Belichtung im linearen Bereich des Sensors zu bleiben, dann könnt ihr es ja auch mit z.B. VSpec auswerten (zu einem 1d-Spektrum) und dabei diese Bereiche mit den dunklen diffusen Schattenlinien (Staub im Spalt?) ausspart, sollte einem tollen 1d-Spektrum nichts im Wege stehen. Mit solchen Dreckeffekten hat jeder zu kämpfen, der mit einem klassischen Spalt arbeitet.

Welche Breite hat denn euer Spalt?

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Herzliche Grüße / best regards

Lothar

https://lotharschanne.wordpress.com/

Hallo Martin,
welches R hat Euer Spektrum?
Viele Grüße nach Radebeul
Christian

Hallo Martin,

Congratulations zu Deinen/Euren Erfolgen! Sieht doch schon ganz gut aus.

Eine "kleine" Aufgabe wäre evtl. mal Richtung Li6103.5 A zu gehen. Da gibt es starke Ca I und Fe Blends, was evtl. einen Auflösungs-Check ermöglicht. Würde mich persönlich einfach etwas interessieren.

Über die horizontalen Streifen würde ich mir keine so großen Gedanken machen - zunächst. Ihr habt die Sonne direkt auf den Spalt abgebilder?! Dann bekommt man durch Flecken und Co. eh eine Struktur quer zum Spektrum. Im Übrigen kann man so auch Zeeman messen, wenn R ausreichend hoch.

Viel Erfolg weiterhin,
Daniel

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Daniel P. Sablowski

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Hallo Martin,

habe Dein Spektrum mal 1D geplotted (rot) und mit einem hochauflösenden Sonnenspektrum (R~75,000) überlagert (blau). Vielleicht kann hier mal jemand dazu sagen ...

Grüsse,
Tobias

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Dein Projekt. Mach es fertig, bevor es Dich fertig macht!

Hallo Tobias,

Naja, von Sonnenspektren verstehe ich noch weniger, als von Anderen, aber das rote Spektrum scheint mir deutlich besser zu sein, als das Blaue, schon beeindruckend, dann dürfte das auch ein R von~ 75.000 haben (?)

Gestern habe ich mit Deiner Sigma den Quasar in der Jungfrau spektroskopiert......weiß aber noch nicht, ob man damit was anfangen kann.....

herzlicher Gruss
Berthold

Hallo,

75.000 ist wirklich beeindruckend!
Da komme ich nur auf bescheidenen 22.000 mit meinem FLISES.

LG
Siegfried

Hallo Martin, Tobias, Berthold & Siegfried

Das Rote sieht rauschärmer aus und scheint auch teilweise eine bessere Auflösung zu besitzen.

Siegfried, dafür kannst Du aber schwache Objekte untersuchen

LG,
Daniel

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Daniel P. Sablowski

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Hallo Daniel,

ja der FLISES ist ja für schwächere Objekte ausgelegt und ist voll in der Spezifikation!
Und da gibt es auch genug zu tun, bin schon gespannt auf weitere Infos zu B und O Sternen
wie auf der Konferenz angekündigt.
Diese Aufnahme wurde mit einem 50µ Spalt gemacht. Die MIDAS-Auswertung mit einem
Image-Slicer beherrsche ich "noch" nicht und habe als Übergangslösung einen Spalt auf
die Slicer-Platte montiert. Benutze den Spalt aber selten weil mir Aufnahmen mit gutem S/N
für laufende Projekte wichtiger sind und dafür ein R=12.000 ausreichend ist.

LG
Siegfried

Hallo,

danke für eure Kommentare und Infos und das schöne Vergleichsspektrum. Wie gesagt ich bin in der Theorie leider kompletter Spektroskopielaie und habe mir viele Dinge erst neu aneignen müssen und auch nicht alles völlig verstanden.

Das R liegt glaube ich etwas über 100000. Hier nochmal die Daten vom System:

Primärobjektiv: 136/3400 (f/25)
Kollimatorlinse: 150/3750 (f/25)
Spalt: 80mm hoch im Primarfokus (32mm Sonnenscheibe)
Blazegitter: 11,5*8cm mit etwa 650 Linien/mm, geblazt in der zweiten Ordnung
Heliostat: Alter Selbstbau Jensch-Coelostat mit 6-8cm Spiegeln

Wenn das Wetter irgendwann mal wieder passt, mache ich gerne eine Testaufnahme in der 6103.5 A Gegend.

Hat irgendjemand Tips wie man ein Oberflächengitter am besten reinigen kann, es "staubt" langsam zu?

Viele Grüße
Martin

Hallo Martin,
Hast Du's mit Druckluft (am besten reine Druckluft) aus der Dose schon mal versucht?

https://www.bauhaus.info/messgeraete/ni ... p/22125581

Gruss Tobias

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Dein Projekt. Mach es fertig, bevor es Dich fertig macht!

Hallo Martin, das würde ich genauso machen wie bei Spiegeln. Waschen und mit destiliertem Wasser nachspülen. http://stsci.de/pdf/spiegelreinigung.pdf Kommt aber auf die Verschmutzung an. Vielleicht reicht ja Druckluft, wie Tobias schon sagt.
Gruß, Thomas

Hallo Martin,

die First Contact Reinigungsloesung kann wohl auch Gitter. Wuerde das Material aber erstmal an nem sehr alten Gitter versuchen:

http://www.edmundoptics.de/lab-producti ... tion/3510/

Hier noch ein kurzer Abschnitt zum Thema Reinigung von Optiken:
Quelle: http://www.edmundoptics.com/resources/a ... ng-optics/


Gruss,
Tobias

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Hallo,

ah ok danke für Tips, ich denke ich warte erstmal noch mit der Reinigung auch wenn das Polymerzeugs recht interessant klingt.

Ich konnte am Wochenende weiter mit dem Spektrohelioskop testen, das Wetter war ja doch zumeist sonnig. Diesmal habe ich als Kamera die ASI174MM (s/w Video Kamera) verwendet. Zuerst habe ich mich mal an der gewünschten Wellenlänge von 6103.5 A versucht. Hoffe ich habe die richtige Stelle erwischt:



Ich habe zudem noch einen anderen Spalt gefunden welcher eine Mikrometerskala hat. Damit habe ich versucht die sinnvollste Minimalbreite zu finden und komme bei etwa 30μ raus. Ich vermute das kann man sicher auch irgendwie berechnen? Hier mal ein Vergleich als gif Animation. Die Spaltbreite steht immer links oben in der Ecke:



Was zudem noch sehr faszinierend für mich war, war der Sonnenfleck. Leider lässt sich der Coelostat nicht sonderlich präzise ansteuern und es war nicht leicht den Fleck auf den Spalt zu bekommen. Aber ab und zu hat's dann doch geklappt. Die Linienverstärkung (Zeeman ?) war jedenfalls recht gut zu erkennen, auch im Originalvideo. Bitte unbedingt auf 1080p einstellen weil Youtube sonst sehr unschön komprimiert:

https://www.youtube.com/watch?v=fYAnWA2qfYE

Unkomprimiert (729MB): https://www.dropbox.com/s/ddroqa784dv4d ... k.AVI?dl=0

Wie sind denn die senkrechten Linien im Fleck zu interpretieren welche sich scheinbar an Stellen ohne Spektrallinien befinden? Hier mal ein gerechnetes und leicht geschärftes Bild:




Danke und Grüße
Martin

Hallo Martin,

habe Dein Spektrum mal mit einem Sonnenspektrum verglichen, scheint wohl die richtige Stelle zu sein.

Die Ca Line hat eine Breite (FWHM abgeschaetzt) von 9.4 Pixel. Bei einer Pixelgroesse von 5.86 micron waeren das 55.1 micron. Mach das Sinn oder muss man tatsaechlich erstmal die Aequivalentbreite bestimmen?
Die Fe Line (links) hat eine Breite von 7.5 Pixel was ungefaehr 44 micron entspricht.

Das Gitter koennte man doch mit einer Schutzhuelle versehen, moeglicherweise 3D gedruckt?

Gruss Tobias

Btw. das Vergleichs-Sonnen-Spektrum bekommt man hier: http://bass2000.obspm.fr/download/solar_spect.pdf

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Hallo Martin,
Hat das Gitter 1400 l/mm oder 650 l/mm???

Gruss
Tobias

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Hallo Tobias,

danke für die Infos und den Link zum PDF, hab ich mir gleich mal abgespeichert. Das Gitter hat übrigens schon einen passenden 3D gedruckten Deckel aber wärend der Nutzung setzten sich natürlich weiter Staub und Pollen ab.

Das Gitter war ursprünglich mit 1400 Linien angegeben (handschriftlich). Aber wir haben es mal ausgemessen und kommen tatsächlich nur auf etwa 650 Linien.

Viele Grüße
Martin