Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Guten Tag,

wer meinen Vorstellungsthread verfolgt hat, weiß ja das wir in unserer Gruppe so einige Probleme mit unseren Objektivgittern haben.
Eine Idee ist, das die DSLR nicht ausreicht. Daher überlege ich mir nun doch eine s/w CCD Kamera anzuschaffen.

Sie sollte um die 500g wiegen und im Preisbereich um 1500€ liegen. Brennweiten werden bis 500mm genutzt. Logischerweise sollte sie so wenig wie möglich rauschen bei größtmöglicher QE.

Das ganze soll nach wie vor auf dem Skywatcher Star Adventurer betrieben werden.

In diesem Fall (Brennweite)sollten es eher kleinere Pixel sein oder? Bei einer eventuellen größeren Optik (ist aber erstmal nicht geplant) mit mehr Brennweite kann man dann ja binnen?!

Viele Grüße und CS
Christoph

Hallo Christoph,

solltet ihr eine monochromatische Kamera anschaffen (ich halte das für eine gute Idee), sollte diese optimalerweise an die Optik angepasst sein (Kompromisse sind aber möglich). Da ich mich bei den Herstellern nicht gut auskenne, kann ich dazu leider wenig sagen. Das Ausleserauschen wirkt sich i.d.R. dramatischer aus als die QE. Um das zu prüfen braucht es eine statistische Analyse des Bias, das der Verkäufer liefern muss. Liefert er das nicht (natürlich kostenlos) würde ich die Kamera nicht kaufen.

Bei 500mm Brennweite hat das 3“-Seeingscheibchen einen Durchmesser von rund 7 µm. Damit habt ihr immer undersampling (es sei denn ihr habt 2µm-Pixel) und die Pixelgröße definiert das Auflösungsvermögen. Binnen ist also nur bei starker Brennweitenverlängerung nötig (Binning verringert auch die effektive Chiplänge).

Ihr stößt auf den klassischen „Widerspruch“ eines Objektivgitters. Einerseits sollte das Objektiv zugunsten eines kleinen Seeingscheibchens im Fokus kurzbrennweitig sein. Andererseits sind die üblichen CCD-Pixel immer noch recht groß für 500mm. Besser wäre die Anpassung von Pixelgröße und Brennweite an das übliche Seeing.

Gruß, Thomas

Hello Christoph,

There is another important factor to consider too.

Some CCD have ripples in the QE which cannot be removed from low resolution spectra taken without a slit (like the Star Analyser). The Kodak KAF CCD with microlenses are particularly bad for this. These ripples can be removed with a flat correction if you are using a slit spectrograph. The spectrograph must be stable do do this.

Some CCD also have ripples from interference in the cover glass which show up in high resolution spectra. These are very difficult to remove, even with a flat correction.

I use an ATIK ATK428 (~1700 euro) with an ALPY 600 and a LHIRES III. It has good QE, particularly in the blue, low read noise, very low thermal noise, a low level of ripples in low resolution spectra (but the older ATK314 is better so I still use this with the Star Analyser) and no interference ripples in high resolution spectra with the LHIRES III. The bigger ATK460 is has similar performance but is more expensive. The ATK 414 is a good camera for low resolution spectroscopy but I do not recommend it (or any other camera using the same CCD) for high resolution spectroscopy. It is known to have severe ripple problems from the cover glass.

Cheers
Robin

Hallo Thomas, hallo Robin,

Ich hoffe es ist nicht schlimm, wenn ich in deutsch schreibe?! Ich kann Englisch zwar gut lesen und verstehen, bräuchte aber ewig, um einen Text zu formulieren.
Wenn ich aber mehr Zeit habe, mache ich das auch gerne mal zur Übung;)

Vielen Dank für die Infos. Ich halte es inzwischen auch für sinnvoll um weiter zu kommen. Zumal die ersten CCD versuche für sich sprechen!

Wenn es so viel bei der Kamera zu beachten gibt, ist es wohl kein wunder, dass wir bei der Untersuchung von Linienprofilen so große Probleme haben. Dazu sind unsere Spektren ja auch nicht sooo hoch aufgelöst.

Ja, wir kommen ja um diese, von dir, Thomas, angesprochenen Problematik nicht herum mit der Objektivgitterlösung. Ich denke der beste Kompromiss wird bei um die 300mm Brennweite liegen mit dem Star Adventurer. Die Aufnahmen erfolgen damit ja ungeguidet.

Das Bias muss dann auch von genau der Kamera kommen oder? Kann ich sicher gehen, das der Händler dann nicht ein Bias von irgendeiner Kamera gleichen Typs nimmt? Und wenn ich das Bias habe bräuchte ich Hilfe bei der Auswertung.

Die Unebenheiten die bei einigen CCDs auftreten können wir gar nicht gebrauchen! Wir wollen ja von den Fehlern und Problemen weg.

Ich denke die CCD sollte Zukunftssicher sein. AlsO mit niedrig und hochaufgelösten Spektren umgehen können.

Daher schließe ich nach den bisherigen Informationen die ATIK 428 und die ATIK 314 in die engere Auswahl.

Mit ATIK in Form der ATIK ONE, habe ich ja schon gute Erfahrungen machen können. Mir gefiel auch der Umgang an sich mit dem Gerät.

Die ATIK 314 hat ja laut Teleskop Service 6 ,45 µm² Pixel
und die 428 nur 4.54 x 4.54µm.

Also wäre von der Auflösung die 428 besser. Kann man den Kompromiss mit den ripples eingehen, oder sollte man auf die Auflösung zugunsten der homogeneren Daten verzichten?

Robin, was ist denn für dich niedrig und was hoch aufgelöst? Wir kommen in unserer spaltlosen Anwendung auf eine Auflösung von R = 3000 oder höher.


Viele Grüße und CS
Christoph

Hello Christoph,

If you can understand my English then Google understands your German for me

I will prepare some examples for you tomorrow showing the difference between results with the ATK314 and ATK428

It is interesting to use a grating in front of a camera lens but it is difficult to get good scientific quality and there is a limit to what you can usefully do. It is much easier to get scientifically useful spectra using a slit spectrograph and a telescope.

1. You get much more light with a telescope compared with a small grating in front of a camera lens. This means you can go much fainter with a slit spectrograph with better signal/noise.

2. You cannot accurately correct for small scale CCD response variations or sky background with a slitless system. With a slit spectrograph a flat correction can be used to remove variations in the CCD response and the sky background is much lower and easily subtracted.

3. The resolution varies between observations with a slitless system (because of variations in seeing and guiding accuracy). The resolution is always the same with a slit spectrograph

3. It is difficult to accurately calibrate the wavelength with a slitless system as the spectum moves and there are few reference lines. With a slit the spectrum position is fixed and you can use standard calibration lamps

4. You can go much higher in resolution with a slit spectrograph. Note that R~3000 is not high enough to accurately measure changes in line profiles. You need at least R 10000, preferably 15000-20000. (The LHIRES III was designed specially to do this as there were no spectrographs available with high enough resolution for the amateur)

If you start to do more serious spectroscopy you will soon want to move to a slit (or perhaps fibre fed) spectrograph mounted on a telescope. High resolution is not needed for many interesting areas of work. Even an ALPY 600 can do useful work.
Francois Teyssier's "Low Resolution Spectroscopy Observer's Guide" is an excellent source of ideas for the kind of observations which can be made by amateurs using low resolution spectrographs such as the ALPY600. It can be downloaded (In the original French or in English and Italian translation but not yet German unfortunately), from his website here.

http://www.astronomie-amateur.fr/


Best Wishes
Robin

Hey Robin,

vielen Dank!

Die aufgeführten Punkte zeigen sehr deutlich, dass wir in unserer FG nicht um einen Spaltspektrografen rum kommen.

Ich persönlich habe den Anspruch soweit zu kommen, dass die Daten wissenschaftlich nutzbar sind. Das Interesse gilt hauptsächlich der Linienprofiluntersuchung.

Dies wird aber ein wenig dauern, da ich nicht das Geld habe, von heute auf morgen alles zu kaufen.

Gebraucht werden Spektrografen ja leider auch nicht so oft angeboten. (Vielleicht kennt ja zufällig ein Mitlesender jemanden, der einen Spektrografen zu verkaufen hat, oder hat selbst einen zu veräußern)

Dazu kommen dann ja noch andere Sachen,wie eine stabilere Montierung mit Autoguider usw.

Der Alpy 600 sollte aber wohl auch auf dem Star Adventurer mit Teleobjektiven funktionieren.

Kann man überhaupt ohne Autoguider arbeiten bei einem Spaltspektografen? Das stelle ich mir sehr schwierig vor.

Nebenbei werde ich aber die Objektivgittertechnik weiter verfolgen, weil ich es auch spannend finde, was mit einfachen Mitteln möglich ist!

Das Paper von Francois werde ich im Laufe der nächsten Tage durcharbeiten!

So jetzt aber erstmal wieder zurück zur CCD;)

Vom Bauchgefühl würde ich zur ATIK 428 tendieren, aber das ist natürlich kein Kriterium.
Dahher bin ich echt gespannt auf die Vergleiche!

Viele Grüße und CS
Christoph

Hallo Christoph,

unter http://www.astrosurf.com/buil/isis/noise/result.htm hat Christian Buil eine Tabelle zu verschiedenen CCD-Parametern veröffentlicht. Das kann Dir einen Anhaltspunkt geben. Die Prozedur zu Bewertung einer Kamera inklusive Ausleseverstärker findest Du im Buch „Spectroscopic Instrumentation“ von Klaus Vollmann und mir auf Seite 397.

Dazu brauchst Du das gelieferte mittlere Signal einer Aufnahme (z.B. Flat) in ADU (Analoge-Digital-Unit), dessen Standardabweichung über den ganzen Chip sowie den Gain. Mit kannst Du dann das Elektronenrauschen berechnen, was wiederum in das S/N eingeht. Der Hersteller sollte von der Kamera ein Bias liefern, welche Du auch kaufen möchtest. Doch Vorsicht, manche Händler sind unseriös: http://stsci.de/pdf/eversberg_vds_2016.pdf. Von CCDs mit Mikrolinsen rate auch ich wegen der von Robin dargestellten Gründe ab.

Mit war nicht klar, dass ihr in die Linienprofilanalyse einsteigen wollt. Dann müsst ihr in der Tat einen Spaltspektrographen nutzen. Im Gegensatz zu Robin meine ich allerdings, dass ein R von 5000 dazu schon ausreicht (siehe unsere Mons-Kampagne zu WR 140 (http://stsci.de/wr140/index.htm). Dann sind die von Dir angegebenen Brennweiten jedoch hoffnungslos zu kurz! Bedenke, dass man einen Spalt erst ab vielleicht 20µm sinnvoll einstellen kann (wenn die Spaltweite einstellbar ist). Darunter hast Du wachsende Probleme mit Staubkörnern. Das bedeutet aber ein Seeingscheibchen im Fokus von mind. 20µm und das wiederum eine Teleskopbrennweite von etwa 1.5m (bei 3“ Seeing am Himmel). Wenn ihr also Linienprofilanalysen durchführen wollt, müsst ihr euch ein anderes Teleskop suchen. Merke: Alle Parameter (Seeing, Teleskopoptik, und CCD-Pixelgröße) sollten aufeinander abgestimmt sein.

Alternativ zum Kauf bietet sich ein Selbstbau an. Ihr lernt dabei sehr viel, die Sache ist recht preisgünstig und das Forum liefert gute Unterstützung. Ihr solltet hinreichend Zeit und Begeisterung investieren können. Ein Autoguider ist nicht unbedingt nötig.

Gruß, Thomas

Hey Thomas,

auch Dir vielen Dank für die Infos!

Nur kurz...

So genau wissen wir auch noch nicht, wo das Interesse hingeht, aber in der letzten Zeit galt das Interesse immer mehr wissenschaftlicher Arbeit und Interessante physikalische Phänomene nachvollziehen zu können. Und hier besonders die Messung von der EW und dem V/R (VV Cephei).

Und das sieht für mich nach Linienprofiluntersuchung aus;)

Nachdem was du mir so geschickt hast und den Infos von Robin, scheint der ICX694ALG insgesamt ja sehr gut zu sein. Aber der ist leider zu teuer.

Daher ist die Überlegung nach wie vor wie oben geschrieben.

Mit den Händlern habe ich auch so meine Erfahrungen, deswegen hatte ich da auch noch mal nachgehakt. Wenn die Entscheidung für ein Modell gefallen ist, können wir gerne auch noch mal privat in Kontakt treten, um hier keine Namen fallen lassen zu müssen;).

Viele Grüße und CS
Christoph

Ja, die Unsicherheit verstehe ich sehr gut, Christoph! Für EW- und V/R-Messungen braucht ihr aber kein hohes Auflösungsvermögen, da reicht R etwa 3000. Das ist im vorliegenden Kontext nicht so anspruchsvoll. Wenn ihr aber mal in tiefere Details gehen wollt (und das werdet ihr), dann wären R = 8.000 - 12.000 sehr hilfreich.

Wie gesagt, zu CCDs bin ich nicht so auf dem Laufenden und müsste das im Einzelnen betrachten (ich selbst brauche eher Kameras der 30.000-Euro-Klasse mit Pixeln von 15 - 30µm). Der englische Kunsthistoriker John Ruskin meinte einmal vereinfacht ’Buy Cheap, Buy Twice’. Das gilt wahrscheinlich auch für CCDs.

Ich finde, man sollte die Namen von Händlern und Herstellern durchaus öffentlich benennnen. In meinem Artikel hatte ich das nicht gemacht weil ich die Namen vom ATT nicht mehr alle parat hatte. Und Baader Planetarium sollte ich auf Wunsch der Editoren nicht nennen. Wenn öffentliches Lob möglich ist, sollte dies auch bei Kritik gelten!

Gruß, Thomas

Hello Christoph,

Here is the comparison of ripples in low resolution spectra caused by variations in CCD QE. These are easily removed by using a flat with a slit spectrograph but much more difficult to remove in slitless spectra. The ICX674 CCD in the ATK428 has the same performance as the ICX694 in the ATK460.

Here is an example of a low resolution (ALPY 600) spectrum recorded using an ATK428. It shows the spectrum corrected using a flat and uncorrected (As would be the case for a slitless spectrograph) The ratio is also shown. The ripples in the uncorrected spectrum are ~ 5%pp (1% sigma)
The ATK314 and ATK414 have half the ripple intensity (but the ATK414 is not recommended for high resolution work because of interference in the cover glass)
The Kodak KAF ME CCD have 2x the ripple intensity

I find the low noise of the Sony CCD excellent for good SNR and faint objects. For example I was able to classify mag 17 Supernovae using the ATK314 which as far as I know are the faintest objects recorded spectroscopically by an amateur.
http://www.threehillsobservatory.co.uk/ ... tra_46.htm
(Note how the high background level can be removed efficiently (with a slitless spectrograph the sky would have been ~100x brighter!)

The higher QE of my new ATK428 should be even more sensitive.

You can see a comparison of CCD QE here
http://blog.astrofotky.cz/pavelpech/?p=864

Cheers
Robin

Hmm, that is not too encouraging, Robin. I was not aware of these problems in ATIK CCDs. Do they all use microlenses? This is a major problem for high S/N measurements, isn't it? And they are not too cheap. According to my limited experience the SIGMA cameras have been very good (excellent bias). However, they are not built, anymore. The alternative would be the Moravian with the same KAF chip (also very good bias). Moravian 1600 and 8300 with 9µm and 5.4µm pixel, respectively. We once had the 1600 in mind for our C14 (but not for the 0.8m beast).
Cheers, Thomas

Hi Thomas,

Actually I think the figures for residual ripple in low resolution spectra are good for the Sony CCD (<1% RMS). I suspect if you test most CCD you will find some ripples. Most CMOS sensors and the popular Kodak KAF CCD are much worse for example. If you are using a slit spectrograph though the ripples are easily corrected for using a flat, as you can see in the spectrum plot I posted. All the remaining features in the flat corrected graph (purple) are real lines in the spectrum:-) .

I am not sure if it is specifically a problem due to microlenses. I think it is more likely to be interference between layers in the CCD construction. Section 3 of this paper shows an example of the problem.
http://www.aphesa.com/downloads/download2.php?id=1

Now the latest generation of Sony sensors have higher QE, I would choose a Sony sensor over a more expensive Kodak one for spectroscopy now. Christian Buil's figures you referred to support this too. The ATIK ATK460 with the Sony ICX694 CCD has the best limiting magnitude of the cameras tested. The Sony have much lower noise and so do not need cooling as much, which gives residual image problems with the KAF sensors. You just need to avoid the ICX825 sensor in the ATK414 which shows ripples in high resolution spectra from interference in the cover glass for some reason.

Cheers
Robin

Hallo Robin und Thomas,

wow! Vielen Dank für die Infos. Auch im Namen einiger FG Mitglieder, die still mitlesen.

Zum Spektografen:

Dies ist ja bei uns nach wie vor offen, aber die Marschrichtung ist klar. Wir werden früher oder später einen Spaltspektografen mit min. R= 10 000 haben wollen. Es gibt eher verhaltenes Interesse am Selbstbau. Hauptsächlich liegt es am Zeitmangel. Daher gucken wir uns auch auf dem wohl sehr dünnen Gebrauchtmarkt um.
Unschön ist auch die Situation mit der Sternwarte Lübeck. Wir wissen nicht, ob überhaupt und wann wir dort ein neues Heim bekommen. Dies ist sehr Kontraproduktiv um vorwärts zu kommen.

Ich überlege auch, privat mir etwas anzuschaffen. Vielleicht sogar einen Selbstbau. Bis dahin werden es noch die Gitter tun müssen.

Zur Kamera:

Hier haben wir uns ja entschieden eine CCD zu kaufen. Dies werde ich privat tun.

Den Sachverhalt mit den "ripples" finde ich hochinteressant. Dort komme ich gen Ende noch einmal drauf. Es ist also so, das wenn man die QE mit einbezieht, die ATIK 460 den besten Kompromiss darstellt. Die ATIK 428 liegt im anvisierten Gewichts- und Preisbereich, hat aber eine geringere QE als die 460, besonders auch im blauen. Die ATIK 314 zeigt am wenigsten Rauschen, sowohl bei niedrig, als auch bei hoch aufgelösten Spektren. Dazu würde die Pixelgröße in etwa zu 1500mm Brennweite passen bei unserem Seeing?! Allerdings werden wir an Auflösung einbüßen bei der Kurzen Brennweite.

Was meint ihr dazu? Sollte man auf etwas Auflösung verzichten zugunsten des besseren S/NR?
Oder eher damit Leben, im Hinblick auf den Spaltspektografen, zugunsten der höheren QE?

Gibt es denn eine Möglichkeit das Rauschen auch bei spaltlos gewonnenen Daten zu reduzieren?

Das ist echt eine schwierige Frage mit der richtigen Kamera!



So, nun noch mal zu den ripples:

Wir haben ja mit der DSLR große Probleme vergleichbare Daten zu bekommen. Kann sich dieser Effekt in Kombination mit einem nicht ganz so hohen S/NR so stark auswirken, dass diese Probleme entstehen? Kann der Fehler auch im Thorlabs Gitter liegen? Habt ihr eine Idee, wo die Probleme sonst herkommen können? In meinem Vorstellungsthread habe ich zwei Beispiele zu VV Cep angehängt.

Dazu habe ich hier noch einen Vergleich. Beide Aufnahmen mit unterschiedlichen Canon Kameras gemacht. In meinen oberen Daten sieht das Rauschen wie Linien aus. Unten hingegen eher wie Rauschen.
Viele Grüße und CS
Christoph

Hi Thomas,

I would not use choose a camera with the KAF 8300 CCD for spectroscopy. It has very low QE.
http://blog.astrofotky.cz/pavelpech/?p=864
Among the CCD amateurs can typically afford, the Sony ICX694 has the best QE in the blue (and has very low thermal noise) The KAF1603ME has the best QE in the red. The small ripples in the QE are not a problem in either sensor if your spectrograph is stable and you use a flat. They only become a problem if you are running without a slit.


Cheers
Robin

Hello Christoph,

Where did you see that the ICX694 in the ATK460 has higher QE than the ICX674 in the ATK428 ? I think the two CCD are the same. The 694 is just larger.

The ATK314 is a good camera for all applications and has the lowest read noise of all the ATIK cameras at only 4e- (Until last month I did all my work with this camera but I have just bought an ATIK428) The QE of the ICX285 in the ATK314 is lower than the later generation of CCD though, particularly in the blue. It is also an old model camera. I am not sure it is still made.

Can you explain more about your graphs. What is the scale ?

Cheers
Robin

Hallo Robin,

entschuldige! Bei der QE habe ich mich vertan . Du hast recht. Nur die Chipgröße ist unterschiedlich.

Leider kann ich zu dem Vergleich nicht so viel sagen, da ich ihn nicht selber gemacht habe. Ich habe aber den Autor kontaktiert.

Viele Grüße und CS
Christoph

Hi Robin,

watch out! The QE alone is not the central parameter for the output quality of a CCD camera but the noise output. Again, in our book on page 397 we describe a comparison between a MEGATEK with the famous Tektronix 2014 chip of about 85% peak QE and a SIGMA camera with a KAF 1603 of about 70% peak QE. Although the MEGATEK has a 20% higher QE the SIGMA output noise is 9 times lower! Today we know that the MGATEK circuit is not well designed (resonances in the amplifier circuit). Hence, the bias field (which basically includes both the QE AND the amplifier quality) is the parameter to scrutinize. We did the same with a MORAVIAN and found an excellent bias output (without ripples). And this camera is in the same price range as the ATIKs. As long as I can not statistically check its bias I would not buy a CCD camera.

Cheers, Thomas

Hi Thomas,



Yes of course I know noise is also important. (We have already had this discussion. Noise levels in modern cameras are lower than the ones you quote so differences in QE become more important)

In any case the KAF 8300 is not lower in noise than other sensors. Look at Christian Buil's figures.
http://www.astrosurf.com/buil/isis/noise/result.htm
You will there that cameras with the KAF 8300 CCD have 1 mag worse limiting magnitude than cameras with the ICX694 CCD

Robin

Hi Thomas,

I think you misunderstand the ripples. The ripples here are not in the bias, they are in the spectral response of the CCD. You can only see them in the spectrum (eg a spectroscopic flat) Did you test the Morovian cameras this way? (There are no ripples in the bias or conventional imaging flat from my cameras. Would you like to see them? I can send them to you if you are interested)

Cheers
Robin

To test my equipment I record test spectra of standard stars with known spectra. Here is my (flat, instrument response and atmospheric extinction corrected) measurement of the star I posted earlier (blue) compared with the result from the MILES library (black).
I can recommend this as a way of testing equipment and data reduction. I am happy that I am producing good data
Cheers
Robin

Hi Thomas
Here are the column averages in the bias from my ATK314. Note the Y axis in e- . There are no problems here which will contribute significantly to SNR. In fact even I am surprised how good it is. I could stop correcting for bias and you would not see the difference in my spectra (The read noise is 4e- . Even the fixed column pattern, which will be removed by the bias subtraction, is <+-1e)

Cheers
Robin

Hi Robin!
Sure! I wrote the details for other readers who don’t.
Yes! I used the example to show the principle and the potential impact.
That is true, I know this page.
I don't hope so! They are from reflections inside the microlenses or the window, right?
No, we only tested the bias coming from the dealer. Moravian has no microlenses.
Don’t worry, I fully believe in your experience and what you say. No ripples in the bias because they are coming from the CCD window.
Yes, very nice!

Cherio, Thomas

Hey,

ich werfe mal zwischendurch einfach das Y_Cas Ergebnis von gestern Abend hier rein;)

Es ergab sich eine zweite Gelegenheit mit der CCD zu arbeiten. Diesmal nicht unter Zeitdruck.

Ich denke, wir haben es! Es scheinen zum großen Teil die DSLR und die Software GIMP zu sein, die die Daten unbrauchbar machen.

Was meint ihr?
Viele Grüße und CS
Christoph

Na, das sieht doch schon sehr gut aus, Christoph! Bei der Normierung direkt neben der Linie musst Du übrigens aufpassen. Die Flügel haben eine nicht zu vernachlassigende Intensität durch Elektronenstreuung in der Sternscheibe. Das macht die Linie an der Basis sehr breit. Wenn man das nicht beachtet, normiert man das weg und die gemessene EW wird kleiner. Wir hatten das Thema hier schon einmal und Otmar Stahl hatte darauf hingewiesen. Ich finde es leider nicht und weiß nicht, wie nahe man an der Linie normieren kann.
Gruß, Thomas

Hallo Thomas,

vielen Dank für die Info. Ich habe erst das ganze Profil auf 1 normiert und dann den interessanten Teil raus geschnitten. Oder meinst du etwas anderes?


Leider sieht es bei den VV Cep Daten nicht so gut aus. Also weiter in der Fehlersuche...

Ich habe für das Verhältnis einfach die Intensität vom blauen Teil durch den roten Teil dividiert.

VV Cephei konnte ich allerdings nur noch 33min lang belichten. Dazu zogen ein paar Zirren/Wolken durch und es fing an zu tauen. Zusätzlich ist er ja mit 5. Größe schwächer. Kann es an diesen äußeren Bedingungen liegen?

Oder liegt es an der zu geringen Auflösung?
Oder liegt es daran, dass ich den Himmelshintergrund nicht gut genug subtrahieren konnte? Es sind ja sehr viele Feldsterne und durch die längere Belichtung haut auch die Lichtverschmutzung mehr rein.
Oder habe ich eher einen Fehler in der Bearbeitung gemacht?

Habt ihr da Ideen, dass man den/die Fehler weiter eingrenzen kann?

Zeig mal Deinen Normierungsfit über dem Spektrum von g Cas.

Hi Thomas,

Are you absolutely sure Morovian uses the KAF8300 without microlenses? Most cameras use the microlensed version. you will find the non microlensed version has an even lower QE so the limiting magnitude will be even worse than Buil's figures. The version without microlenses has a QE of only 37% at 560nm
http://www.kodak.com/ek/uploadedFiles/C ... ngSpec.pdf
I have not tested this sensor for ripples. If you do decide to buy a camera using this sensor I would be interested to see a low resolution spectroscopic flat.

Just to be completely clear. The ripples I am showing here are definitely NOT from the CCD window. They are produced by an etalon effect but are much too wide spaced in wavelength to match the thickness of the cover glass. The calculated etalon spacing for these ripples is only a few microns. They are of no concern though if you are using a slit spectrograph because they are removed using a flat.

You can also get ripples from the etalon effect in the cover glass. Some CCD show this (The ICX414 is particularly bad). These are very closely spaced in the spectrum, so only show at higher resolutions ~R>5000. Not all spectrographs show them as it depends critically on the light path and angles but If you have them they are a big problem as they are very difficult to remove with a flat. This is because the intensity of the ripples depends on the light path and it is impossible to match the light path of the star and the flat. I had them with my LHIRES III and I only got rid of them by changing my camera. (Both my ATK314 and ATK428 are completely clear of these ripples from the cover glass in high resolution spectra)

Cheers
Robin

Hi Robin, the Moravian has microlenses, indeed. I never tested it for ripples but only for its bias quality. In fact, this very camera came into our mind for our C14. But since we now mainly have to deal with 10m focal length we need to focus on much larger pixels (I miss the SIGMA cameras). So, I do not claim to be an expert in such comparisons. The only point I want to make is the bias versus QE issue.

Yes, your ripples might come from the microlenses. And I agree, another source might be the window or other etalon effects. I am not entirely sure about the origin but I do not want to become a CCD tester, anyway. I consider this as a manufacturing deficite and would try to check different cameras in respective detail. If this is possible at all considering the sometimes bad cooperation of dealers, is another question.

Cheers, Thomas

Hey Thomas,

hier ist der Normierungsfit;)
Viele Grüße und CS
Christoph

Hey,

ich habe die Daten vom 19.11. und 24.11. jeweils 2 mal neu reduziert und komme jetzt immer auf vergleichbare Daten.
Das heißt (hoffentlich!), mit der CCD erreichen wir bei hellen Objekten vernünftige Ergebnisse.
Können wir damit vielleicht die Probleme (bei VV Cep) auf das zu schlechte SNR, die Wetterbedigungen und die zu geringe Auflösung eingrenzen?

Und wenn ich mir so das Rauschen und die Datenqualität angucke liegen Welten zwischen der CCD und DSLR. Ich kann mich aber trotzdem noch nicht so recht entscheiden, welchen Chip ich nehmen sollte. Die hohe QE ist schon reizend, zumal das Rauschen bzw. das ripples Problem sich in Grenzen hält.

Zu dem oben gezeigtem Rauschvergleich kann ich leider doch nicht viel mehr sagen. Nur das das obere mit der 1100 Da und das untere mit der 60Da gemacht wurde. Damit verliert das Ganze natürlich seinen Wert.

Viele Grüße und CS

Christoph

Hallo Christoph!

Wenn ich das richtig verstehe, hast Du vor der Normierung die Halpha-Linie per Hand herausgeschnitten. Dann hast Du jedoch schon vor der Normierung per Hand definiert, wo die Linie liegt und wie breit sie ist. Damit legst Du wiederum unabhängig von der Normierung per Hand und Auge die EW fest, die dann von der subjektiven Wahl der Liniengrenzen abhängt. Die Normierung sollte jedoch die Linien mit einbeziehen. Da an diesen Stellen keine Kontinuumsinformation vorliegt, braucht man eine Fit-Funktion, die dort nicht oszilliert bzw ausbricht sondern ein begründetes stabiles Pseudokontinuum liefert (Splines 3ter Ordnung bewähren sich hier, manchmal auch Legendre 4ter Ordnung). Auf Seite 447 in unserem Buch wird das im Detail dargestellt und auch warum diese Prozedur direkt mit dem Flatfield zusammenhängt. Im Buch-Anhang findet sich auch eine detailierte Darstellung von Spline-Funktionen.

Wenn das neu für Dich ist, befindest Du Dich in bester Gesellschaft. Diese Prozedur ist eigentlich komplexer und fehleranfälliger als man denken mag. Insbesondere da die Stützstellen für den Normierungsfit im Spektrum i.d.R. mit dem Auge festgelegt werden.

Gruß, Thomas

Nochmal ich!
Wie schon gesagt, die Daten halte ich für sehr gut. Mir fällt aber die Abweichung im Kontinuum auf. Das spätere bewegt sich durchweg am unteren Level des früheren. Da ist noch ein Problem.
Das ist möglich, kann ich von hier aus aber nicht sagen. Das geringen S/N ist aber schon auffällig.
Wenn Du wissenschaftlich brauchbare Daten ohne viel Umstand aufnehmen möchtest, solltest Du eine CCD nutzen.

Gruß, Thomas

Und schon wieder ich!

Mir ist gerade noch eingefallen, dass Klaus und ich Teile des Kapitels zur CCD-Reduktion aus unserem Buch im Fachgruppenjournal SPEKTRUM veröffentlicht hatten: http://spektroskopie.fg-vds.de/pdf/Spektrum47.pdf

Da findet sich auch eine Anmerkung was ein Flat in der Spektroskopie macht.

Thomas

Hey Thomas,

nur ganz kurz, ich antworte heute abend oder morgen ausführlich.

Das mit dem ChIP war blöd formuliert/ in einem Absatz gepackt!
Ich werde mir auf jeden Fall eine CCD anschaffen. Ich weiß nur nicht so genau, ob die ATIK 314 oder 428...

Viele Grüße und CS
Christoph

Hallo Thomas

ja, das ist, für mich als Einsteiger, komplett neu für mich. So wie fast alles .

Du hast es richtig verstanden. Ich entferne vor dem anlegen des Fits die starken Linien, weil diese sonst den Fit beeinflussen. Dies geschieht per Augenmaaß. Bei Y Cas habe ich mich beim Wegschneiden der Emission an den Integrationsbereich gehalten, damit es nicht ganz willkürlich ist und ich das bei allen Daten reproduzieren kann (abhängig von der Güte der Kalibration).

RSpec arbeitet doch mit Splines?! Ich habe aber (noch) keine Ahnung von der Materie.

Ich habe den Artikel überflogen. Das klingt sehr interessant. Aber so viel mehr kann ich dazu nicht sagen. Ich werde auch länger brauchen, mich da einzuarbeiten mit meinem Realschulvorwissen.

Wo ich grad bei dem Thema bin. Ich möchte mir in nächster Zeit das Buch von Klaus und Dir zulegen. Wo beziehe ich das am besten, so dass möglichst viel Geld bei Euch Autoren bleibt?



Und nun zu den Problemen. Ich denke, wir haben alle großen Fehlerquellen nun identifiziert.

1. Kamera

Die DSLR ist komplett unbrauchbar! Das Rauschen ist zu groß, die Bayermatrix stört enorm und es gibt ripples.
Die ripples können ziemlich gut über ein Flat korrigiert werden, aber dazu ist ein Spalt erforderlich. Hier schafft die geplante CCD zum Teil Abhilfe.


2. Himmelshintergrund

Dieser ist ohne Spalt schwieriger und meist nur unvollkommen zu subtrahieren. Die Subtraktion ist aber notwendig, damit die Pixel die richtigen Helligkeitswerte tragen.

3. 0. Ordnungen

Dadurch, dass wir keinen Spalt haben, sind überall auf den Daten die nullten Ordnungen der Sterne. Diese sind hilfreich beim Stacken, können aber falsche Emissionslinien vortäuschen.

4. Öffnung

Mit 50mm haben wir nur sehr wenig Öffnung damit kommen wir nur schwerlich auf gute Signal/Rausch - Verhältnisse. Hier schafft die geplante CCD zum Teil Abhilfe!


5. Schräge Linien (NICHT ZU BEHEBEN?!)

Die Linien sind im Spektrum schräg gestellt. Dadurch verschmieren die Werte und wir bekommen keine vernünftigen Ergebnisse (Kommt wohl auf die Art der Linie an). Hier wissen wir noch nicht wieso, aber das "billige" Thorlabsgitter könnte schuld sein...
Wahrscheinlich muss man hier (wie ich zu Anfang ja befürchtet habe) einen Hersteller (doch ZEISS?!) wählen, der mehr Qualität bieten kann. Es ist wie immer mit dem billig kaufen!
Hat jemand zu Punkt 5 eine Idee?

Viele Grüße und CS
Christoph

Cristoph,
Based on my experience with Optometrics gratings ( who I believe supply to Thorlabs) I've had no issues or concerns with their gratings.

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" Astronomical Spectroscopy for Amateurs" - Springer

Hallo Christoph,

ich würde da gerne mal die Original Fitsdatei sehen. Das PNG ist arg
klein.

günter


Am Sonntag, den 27.11.2016, 11:01 +0100 schrieb Christoph Quandt:

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Im längsten Frieden spricht der Mensch nicht so viel Unsinn und Unwahrheit als im kürzesten Kriege. (Jean Paul)

Hey,

hier die Fits-Datei.

Ich hänge auch mal Sadr mit an.

Viele Grüße und CS
Christoph

Hi Christoph!
Das ist zumindest in erster Näherung nicht unsinnig. Allerdings setzt Du damit voraus, dass die Linienflügel eine symmetrische Intensität haben und ungestört sind. Das ist bei gCas u.U. nicht der Fall. Die von Dir gewählten Liniengrenzen scheinen hinreichend groß zu sein. Doch wie gesagt, das Wegschneiden der Linie ist keine gute Idee.
Das weiß ich nicht. Schau mal in der Dokumentation nach. Den mathematischen Teil musst Du erstmal nicht nachvollziehen können. Wir haben ja ein Kochrezept angegeben. Wichtig ist zunächst der Zusammenhang zwischen Flat und Normierung.
Ich kann Dir das Buch für 85,59 Euro direkt von Springer senden lassen. Dann bleiben tatsächlich ein paar Euro mehr an uns hängen als jeweils 2 Euro. Schick mir Deinen Kontakt (Adresse und Email) per PM und ich sende Dir dann meine Kontodaten (oder noch besser Paypal-Verbindung). Danke, dass Du an sowas denkst. Man wird wirklich nicht reich mit Lehrbüchern…

Gruß, Thomas

Nur kurz: Ich habe das Gitter mal umgedreht und eine neue Aufnahme von Sadr gemacht.

Stelle ich als jpg und geschärft rein.

Es ist eher schlimmer geworden
Da ist doch sicher das Gitter eine Gurke?!

Viele Grüße und CS

Hallo,

ich habe mich nun für die ATIK 428 entschieden und fordere bei den einschlägigen Händlern Bias an.

Zudem werden wir uns zur Überbrückung und auch für später den Minispec genauer angucken. Von der Qualität des von Thorlabs vertriebenen Gitters und dem Verhalten der Firma bin ich ziemlich enttäuscht.

Viele Grüße und CS
Christoph

Hello,

I just noticed your discussion, wich is very interesting for me - since I'm really a fan of transmission gratings...

Despite several drawbacks (especially Robin pointed out many of them very clearly), I feel there's still a lot of potential using such simple setups. For more than a year I've tested a variety of transmission gratings (100L/mm, 200L/mm, 300L/mm, 600L/mm and 830L/mm), all in 1" and some (200L/mm to 600L/mm) in the 50mm*50mm version. For objective grating usage I combined them with APOs (60/330mm, 80/500mm, 120/900mm), a 114/500m Newton and a 63/840mm C-Refractor. As a camera, I used the ATIK One, which is the EXM460 plus integrated filter wheel (which is very comfortable, since the background often can be reduced by appropriate filters). As stated above, this camera is nearly perfect for taking spectra. The pixels are quite small (4,54um), so above 500mm focal length the star's image cover 2 pixel or more. For smaller focal length some resolution is sacrificed (in favor of spectrum coverage). To some amount, the resolution can be enhanced by a kind of dithering (adding many individual exposures, which are resized in advance).
Below you can see part of an Arcturus spectrum (B-Band), taken with a 600L/mm grating, proofing that high resolution spectroscopy is possible (R between 15000 and 20000 in this region). As a consequence, for e.g. also line profile studies for Deneb can be performed. I think the "ripple problem" is adequately adressed by division of some response spectrum (I usually take Vega or Deneb). Since the ripple frequency is obviously rather low, the ripples are probably already "processed away" by the normalization process for high resolution spectra.
With respect to the quality, I'm quite happy with all of the above mentioned gratings (supplied by Paton Hawksley and Thorlabs). Some minor "strange effects" which I observed, can probably be attributed to the respective imaging system rather than the gratings.
For comparison, I also added a Sadr spectrum (taken with th 300L/mm grating) and a a very recent Capella spectrum with the 830L/mm Thorlabs grating. Despite the hazy sky, obvious undersampling (330mm) and only 1" diameter, a resolution of about 10000 is reached, showing fine structures in the H&K lines. Looking at the price of such a device (slightly above 100€), this seems to me a good performance/cost ratio.

Cheers, Uwe

P.S.: Many more things could be discussed with objective grating usage - probably I'll write down my experiences for a future SPEKTRUM article (as I've just done with the convergent grating usage for SPEKTRUM 51)