Forum der Vereinigung der Sternfreunde

Liebe Freunde des gebeugten Photons,

zur Reduktion von Spektren sind ja einige Programme frei oder auch kostenpflichtig erhältlich.
Oft jedoch sind sie instabil oder für gewisse Aufgaben nur bedingt verwendbar, sodass man mehrer Applikationen benötigt. Insbesondere eine graphische Nutzeroberfläche ist bei den professionellen Programmen wie MIDAS und IRAF nicht vorhanden.

Aus diesen und anderen Gründen, habe ich begonnen eine Software zur Datenreduktion aus den rohen FITS files zu schreiben. Es wird später auf Win wie auch auf Linux laufen können, frei zugänglich sein und eine graphische Benutzeroberfläche haben.

Um dieses Programm möglichst auch für die Zwecke der Kollegen hier in der FGS anzupassen, wären Wünsche (evtl. auf Grund von Erfahrungen mit anderen Programmen) hier hilfreich.

Ich hänge mal einen Screenshot des Extractor-Fensters an. In diesem Fall für ein Thorium/Argon Echellespektrum.

Es gibt dort auch einen "Live-Modus": Immer wenn die CCD im Verzeichnis ein neues Bild abspeichert, wird die Ordnung direkt extrahiert und angezeigt. Damit soll das Fokussieren erleichtert werden. Ebenso kann man einzelne Th/Ar-Linien auswählen und deren FWHM wird rechts angezeigt, womit sich in Abhängigkeit der Bildkoordinate die Abbildungsqualität und der Fokus beurteilen lässt.

LG,
D

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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,

also das ist ja ein großartiges Vorhaben , wofür Dir sicher viele dankbar sein werden, zumal halt midas und vermutlich auch IFRAF ziemlich spröde und extrem gewöhnungsbedürftig in der Bedienung sind. Ich kenne mich ETWAS mit Midas aus, arbeite überwiegend mit ISIS, was aber schwierig anpassbar insbesondere an Eigenkonstruktionen ist.

Ich würde mir wünschen:

Sternkoordinaten über simbad aufzurufen aus dem Programm heraus.
Bestimmbarkeit der HZK ( am besten gleich zum Schluss der Reduktionsroutine)
RV Berechnung mittels KK
GENAUE Positionsmessung von Einzellinien bei heißen Sternen.
Übernahme der Information aus dem fit header.
Auswurf der Reduktionsergebnisse in einer *dat Datei.
Umrechenbarkeit von JD und UT in beide Richtungen
Umrechenbarkeit von Stunde und Grad in Dezimalzahlen in beide Richtungen.
Erzeugen einer Apparateresponsefunktion
Und - was besonders mühsam ist - eine deutsche Bedienanleitung!

Na gut, das wär's erstmal

Berthold

Hallo Daniel,
beginnst Du Deine Programmiererei "on the scratch" oder benutzt Du die Scriptsprache wie MIDAS oder Pyraf?
Viele Grüße
Christian

Hallo Daniel,

großartig was Du da machst!
Würde mich bezüglich Wünsche Berthold anschließen. Bearbeitung und Ergänzung des Header durch Simbad Daten
mache ich mit BASS Project, da gibt es eine Eingabemaske für den Header welche recht einfach zu bedienen ist.
Tabelle für Tel. Linien wäre auch nützlich um die Kalibrierung zu überprüfen.
Nehme an Du wirst es dann in Berlin präsentieren?

LG
Siegfried

Hallo Christian
Das ist in C++ und für das GUI Qt.
Hallo Siegfried,

ich denke ja. Es gibt da ja noch viel zu tun, aber wir werden ohnehin wohl über Software diskutieren.

Danke für den Input bisher.

LG,
D

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Daniel P. Sablowski

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https://dpsablowski.wordpress.com
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Hi Daniel, This looks a very useful project for me. I have just managed to get to grips with IRAF but having a consistent GUI would be ideal.

One area I could not find in IRAF echelle reduction is to account for the tilt of the spectra by different amounts across the orders. This can be done in ISIS but ISIS does not like my echelle as it differs from the one used by the Eshel.

I would be happy to help test the software if you are looking for such support but I am limited to English and Google translate!

Regards Andrew

Hi Andrew,

I'm interested to find out why you are unable to process your echelle
spectra with ISIS ... i.e. at what point does it fail, etc. If you would
like to discuss this with me, offline, email me at spectrasouth dot bigpond
dot com.

Cheers,
Bernard


-----Original Message-----
From: Andrew Smith
Sent: Sunday, September 17, 2017 7:23 PM
To: fg-spek-admin@vdsastro.de
Subject: [fg spektroskopie] Re: Datenreduktion-Software

Link zum neuen Beitrag: http://forum.vdsastro.de/viewtopic.php?t=4915#p30253

Hi Daniel, This looks a very useful project for me. I have just managed
to get to grips with IRAF but having a consistent GUI would be ideal.

One area I could not find in IRAF echelle reduction is to account for
the tilt of the spectra by different amounts across the orders. This
can be done in ISIS but ISIS does not like my echelle as it differs
from the one used by the Eshel.

I would be happy to help test the software if you are looking for such
support but I am limited to English and Google translate!

Regards Andrew


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Quicquid Nitet Notandum

Hey Daniel,

das ist ja mal ein interessantes Projekt!
Die Echtzeitfunktion ist für die Praxis auch mal richtig cool! Das fehlt mir z.B. bei MIDAS (oder ich weiß nicht ob es doch möglich ist, bzw weiß noch nicht, wie man sich da per Skript hilft).

Ich habe nun eine Weile überlegt, ob und wie ich das schreiben soll...
Es soll nun nicht böse gemeint sein oder bremsen;) Ich habe auch nicht annähernd die Ahnung davon so ein Programm zu schreiben.


Soll das Programm vorrangig für Amateure sein oder auch von Profis genutzt werden?
Ist die Windowsplattform ein Grund für eine komplette Eigenentwicklung? Ich fände es auch interessant eine GUI und einen Installer für MIDAS oder IRAF zu haben (wenn dies über die Schnitstellen der Programme möglich ist). Damit hat man dann etablierte Profiprogramme, die aber auch für Einsteiger zugänglicher werden.

Auch wenn z.B. Vergleiche zwischen Profi - und Amateurtools ganz gut passen bin ich inzwischen bei neuen Programmen skeptisch.

Viele Grüße und CS
Christoph

Oh, please discuss this online.

Cheers,
günter

Am Sonntag, den 17.09.2017, 13:50 +0200 schrieb Bernard Heathcote:

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

Hi Andrew, this is done automatically by the Iraf function apall. In an extraction process this function is called twice. in case of an echelle the first time for extraction of all orders, the second time for getting the according calibration part.
What do you mean by the term real time?
Who wants to get a GUI for Iraf should choose the Pyraf version. Then all python tools are available and it should not cost too much efforts to achieve the goal.
However I have severe doubts whether a GUI is really advantageous for the extraction process because you replace only a handful commands. This little gain in comfort is at the expense of flexibility.
Cheers
Christian

Hi Christian, I can't see where in the apall function the tilt of the spectral lines with respect to the curved echelle order is considered. I thought it just did the extraction perpendicular to the order. Can you point me to the relevant IRAF documentation please.

Thanks Andrew

Hi Andrew,
the second application of apall chooses for each order exactly the same pixel as the object spectrum is contained in. For simplicity lets discuss the case of a Lhires. The lines of the calibration lamp are not orthogonal to the direction of dispersion because of the optical design. However the object spectrum is distorted for the same reasons to the same extent. In that sense there is no difference between processing object spectrum and calibration spectrum and the tilt of the calibration spectrum does not reduce the accuracy of calibration. However the tilt reduces the resolving power.
Assume a tilt angle of 3°. Per pixel row both spectra is shifted by tan 3 = 0.052 pixel width. When you really want to eliminate this small systematic error you can reduce both spectra row by row and average the final results.
Cheers
Christian

P.S.
Those who prefer scripts should have a look here:
http://iraf.noao.edu/tutorials/doslit/doslit.html

Thanks Christian. I think I understand what you are saying with the use of reidentify in apall etc.

However, I was referring to the geometric transformation of each order so that the different tilt of each order does not reduce resolution.

In ISIS for each order you can define a tilt which is corrected for before extraction.

Regards Andrew

Hi Andrew,
unfortunately the tilt is not exactly constant. According my observation it changes not only orthogonal to the direction of dispersion but also with wavelength. Additionally in case of a Lhires as well as in case of an echelle the spectra may be curved. My calculation above showed that the distortion has no substantial influence when the 2D spectrum is slim and you have some oversampling. Otherwise you can split the spectrum in two halves or more parts by using the parameters low and upper. Processing each part separately reduces the effect. This works also in case of curved spectra. Normally you can neglect it. I limit it by choosing only the inner part of the 2D spectrum.
Cheers Christian

Hi Christian - I agree with what you say. Thanks for helping me understand the issues. Nothing is simple or straightforward in spectroscopy!

Regards Andrew

Hi Andrew,

it is on the list to account for the inclination of the slit image. I guess that ISIS computes the dispersion and checks if line identification is plausible. For that it needs the parameters of the spectrograph of course. I think that I have to do a similar approach. But in any case it will be possible to adjust all parameters to use any spectographs.

Can you send me a Th/Ar of your echelle with inclined slit image to my gmail account?

best wishes,
D

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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
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It is on it's way Daniel. Regards Andrew

Hi Andrew,
This problem is probably caused by incorrect focusing of the collimator, in addition to chromatic aberrations (collimator and camera lens). I have described the effect here:
https://meteorspectroscopy.files.wordpr ... matism.pdf
Regarding processing with ISIS, I encountered no problems reducing echelle spectra of my home built echelle. It works with prism or grating cross disperser. Also Juan Guarro reduces his excellent spectra with ISIS. The only peculiarity of ISIS is that it expects a cross disperser oriented parallel to column direction of the CCD, which can be achieved by correct rotation of the camera.
What Daniel has planned looks very interesting. I am looking forward to see the finished version of it. By the way Audela has an automatic processing of echelle spectra, which reduces the spectra as soon as a series of flat, calibration and science spectra are complete, but unfortunately my computer was unable to do everything (camera, guiding spectra reduction) in parallel, so it produced frequent crashes.
If you are interested, you may also look at some other of my contributions to spectroscopy:
https://meteorspectroscopy.org/welcome/documents/

Best regards,

Martin

Hi Martin, thanks for the information. I took the discussion to a different thread "ISIS and my echelle". Where following up suggestions I found I had misidentified the orders ( by 1) and this was is probably why I could not get it to work.

I have read your paper before (very interesting) but I don't think there is significant astigmatism as I don't have a slope reversal across the orders as in your example.

I will try ISIS again but will also use IRAF having put in the effort to learn it!

Regards Andrew

Hi Andrew,

I missed your echelle thread, I was away on vacation and only only looked rapidly at the forum when I saw your last post. The problem with ISIS is that the Eshel manual is specific to the Sheliak echelle but the software works for a general echelle. For a different echelle you have to select different calibration lines for the rotation adjustment and carefully adjust alpha and gamma of the grating equation
m * λ * G = (sin α - sin β) * cos gamma
and assign the correct order number, otherwise you never get a correct calibration.
From what I read on the other thread, you are on the right track. A comparison of ISIS with IRAF would certainly be interesting.

Regards, Martin