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 Betreff des Beitrags: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 25. März 2018, 18:02:59 PM 
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Hallo,

nach längerer Wartezeit möchte ich gerne wieder einmal eine Beobachtung im Forum zeigen. Als Objekt diente die Galaxie NGC2903 im Löwen, genau genommen ihr Kern. Diese Galaxien hatt eich bereits einmal mit dem Dados (200l/mm) spektrometriert ... viewtopic.php?f=3&t=4302, dieses Mal habe ich den LISA Spektrographen genutzt, der ein 3007/mm Gitter verbaut hat.

Bild

Die Aufnahmen zeigt zwei Profile, die beide auf die gleichen Rohdaten zurückgehen. Jedoch habe ich einmal zusätzlich einen Median-3x3 Filter verwendet, um die Hotpixel/Cosmics einzudämmen. Man erkennt den Effekt, das blauen Median Profil hat weniger "peaks" als das grüne Profil.

Bild

Der Ausschnitt zeigt den roten Wellenlängenbereich der Linen Ha - [NII] - [SII]. Hier findet man Emissionslinien, da der NGC2903-Kern aktiv ist.

Im Vergleich zum Dados Spektrum schaut man mit dem LISA Spektrum "genauer" hin, hier sind also die Linienbeiträge besser aufgelöst. Dennoch ich bei der markanten Ha-[NII]-Linie zu beachten, dass es noch eine zweite [NII]-Linie bei 654.8nm gibt, die einen Beitrag am linklen Fuss des Ha-Linne liefert.

Bild

Mit Hilfe der Linien kann man recht einfach auf die Rotverschiebung von NGC2903 schließen. Und da man mehrere Linien messen kann, kann man einen Mittelwert ableiten, der nur 3.14% vom Literaturwert abweicht. (Sorry für die zwei Nachkommastellen, aber vor kurzen war ja der Pi-Tag, und ich dachte, das passt ganz gut...)

Schöne Grüsse,
Michael

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 27. März 2018, 19:51:36 PM 
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Hallo Michael,

kannst Du was zum Kalibrationsfehler sagen? Wie ist denn die Dispersion nach dem 3x3 Filter?

LG,
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Daniel P. Sablowski

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 27. März 2018, 21:29:15 PM 
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Hallo Michael,
Deine Spektren sind wirklich sehr interessant, zumal sie von sonst weniger beachteten Objekten stammen. Ich bezweifle allerdings, daß die Elimination von Hotpixeln/Cosmics durch Binning optimal ist.
https://www.mn.uio.no/astro/english/ser ... /clean.pdf
In Iraf und soweit mir bekannt, auch in Midas werden komplexere Algorithmen verwendet.
Viele Grüße
Christian


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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 27. März 2018, 22:12:33 PM 
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Zitat:
Hallo Michael,

kannst Du was zum Kalibrationsfehler sagen? Wie ist denn die Dispersion nach dem 3x3 Filter?

LG,
D

Hallo Daniel,

ich habe einmal nachgeschaut, was das "BASS Projekt" Auswertungsprogramm dazu sagt...

Genutzt habe ich 6 Kalibrations-Wellenlängen von 585 .. 727nm, hier der Vergleich der RMS Fehler:
- Linear: 0.0669 nm
- Quadratischer Fit: 0.0324 nm (mit diesem Fit habe ich die Messwerte bestimmt)
- Kubischer Fit: 0.0084 nm

Schöne Grüsse,
Michael

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 27. März 2018, 22:16:14 PM 
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Zitat:
Hallo Michael,
Deine Spektren sind wirklich sehr interessant, zumal sie von sonst weniger beachteten Objekten stammen. Ich bezweifle allerdings, daß die Elimination von Hotpixeln/Cosmics durch Binning optimal ist.
https://www.mn.uio.no/astro/english/ser ... /clean.pdf
In Iraf und soweit mir bekannt, auch in Midas werden komplexere Algorithmen verwendet.
Viele Grüße
Christian

Hallo Christian,

da hast du Recht, ich war da etwas schlampig unterwegs, weil ich es am Abend verpasst habe, noch Darks zu machen. Daher habe ich mit mit Filtern beholfen.
Gerade beim 3200-Chip ist es unbedingt ratsam, dass man sorgfältig arbeitet, ich werde die Darks nachholenund nachbearbeiten.

Die Emissionslinien in NGC2903 sind aber so deutlich, dass man selbst mit diesem groben Vorgehen, recht genaue Messwerte ableiten kann.
Das nächste Mal gebe ich mir mehr Mühe :)

Schöne Grüsse,
Michael

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 28. März 2018, 16:09:04 PM 
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Hallo Michael,

obwohl wir hier die Rohdaten nicht sehen (also mit den heißen Pixeln) würde ich doch fast meinen, dass die "optimal Extraction" bereits die heißen Pixel beim "Herausholen" des Spektrums vom CCD Bild ziemlich dezimiert. Oder sind eher Cosmics hier das Problem? Denn dafür ist die optimal Extraction ja eigentlich gedacht und die belaufen sich meist über mehrere Pixel und sind demnach schwieriger zu eliminieren, was Christian oben ja auch gemeint hat. Dafür tauchen die quasi in keinem zweiten Bild wieder identisch auf, was die Nutzung von Median und mindestens drei Aufnahmen (bei zwei ist es ja wieder "nur" das arithmetische Mittel) erfordert, dann sind die nämlich auch ziemlich gut eliminiert. :D

Aber das hast Du ja vermutlich auch gemacht.

Man weiß wohl auch nicht, was das Bass-Projekt überhaupt verwendet?

Wie realistisch würdest Du es denn einschätzen Hubble zu messen?

LG,
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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 28. März 2018, 21:39:41 PM 
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Hallo Daniel,

ich hätte sorgfältiger arbeiten sollen :)

Am Wochenende werde ich passende Darks erstellen und dann die Reduktion nochmals durchführen. Ich möchte aber gerne deine Fragen von oben versuchen zu beantworten:

- Der Medianfilter kam nicht von BASS, den habe ich selbst in MaximDL gemacht, und zwar weil ich sehen wollte, wie sich der Filter auswirkt - fazit: Hotpixel gehen weg, die Emissionspeaks gehen aber auch wie erwartet zurück, man verliert also SNR, aber es reicht für eine schnelle Analyse bei nicht zu schwachen Signalen

- Die Emissionslinien sind rotverschoben, das ist die Fluchtgeschwindigkeit, die ich hier messe - ich würde sagen zu 100%er Sicherheit, eben weil ich dies schon an anderen Galaxien gemacht habe (siehe meine Beiträge im Forum), und weil NGC2903 kein schwieriges Objekt ist - einmal ist sie hell genug (bzw. ihr Kern), und zum anderen liegen ihre 550km/s deutlich über der Rauschgrenze und schließlich passt dazu auch die Dispersion des 3007/mm Gitters

- Das arithmetische Mittel ist ein Kompromiss, man könnte hier auch ein gewichtetes Mittel nutzen, mit den Peak-Höhen, zum einen gibt es aber das Problem des [NII]-Blendings der Ha-Linien, das die Liniensymmetrie verbiegt, was die Messung erschwert, und zum anderen reduziert der Medianfilter die Peakhöhe


Schöne Grüsse,
Michael

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BeitragVerfasst: 29. März 2018, 08:25:02 AM 
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Interessant und toll gemacht!

Was ist ein „3007/mm“ Gitter bitte? Wird hier öfter erwähnt, vermutlich „300 L/mm.
Welche Spaltgrösse wurde genommen bitte? Wie groß ist das R bei Halpha, wie groß ist die Dispersion?

Könntest Du mir bitte mal ein solches 2d Spektrum zeigen?

Berthold

Von meinem iPhone gesendet
Zitat:
Am 28.03.2018 um 21:39 schrieb Michael König :

Link zum neuen Beitrag: http://forum.vdsastro.de/viewtopic.php?t=5153#p31401

Hallo Daniel,

ich hätte sorgfältiger arbeiten sollen

Am Wochenende werde ich passende Darks erstellen und dann die Reduktion
nochmals durchführen. Ich möchte aber gerne deine Fragen von oben
versuchen zu beantworten:

- Der Medianfilter kam nicht von BASS, den habe ich selbst in MaximDL
gemacht, und zwar weil ich sehen wollte, wie sich der Filter auswirkt -
fazit: Hotpixel gehen weg, die Emissionspeaks gehen aber auch wie
erwartet zurück, man verliert also SNR, aber es reicht für eine
schnelle Analyse bei nicht zu schwachen Signalen

- Die Emissionslinien sind rotverschoben, das ist die
Fluchtgeschwindigkeit, die ich hier messe - ich würde sagen zu 100%er
Sicherheit, eben weil ich dies schon an anderen Galaxien gemacht habe
(siehe meine Beiträge im Forum), und weil NGC2903 kein schwieriges
Objekt ist - einmal ist sie hell genug (bzw. ihr Kern), und zum anderen
liegen ihre 550km/s deutlich über der Rauschgrenze und schließlich
passt dazu auch die Dispersion des 3007/mm Gitters

- Das arithmetische Mittel ist ein Kompromiss, man könnte hier auch
ein gewichtetes Mittel nutzen, mit den Peak-Höhen, zum einen gibt es
aber das Problem des

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 29. März 2018, 10:27:52 AM 
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Noch eine Frage:

der LISA hat eine Öffnungszahl von 5. Was hat der für eine Optik als Kollimator und als Kamera? Kann der den gesamten Spektralbereich von etwa 4000 - 7000 Angström trotz der relativ kleinen Öffnungszahl scharf abbilden?

berthold


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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 29. März 2018, 12:09:03 PM 
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Zitat:
Noch eine Frage:

der LISA hat eine Öffnungszahl von 5. Was hat der für eine Optik als Kollimator und als Kamera? Kann der den gesamten Spektralbereich von etwa 4000 - 7000 Angström trotz der relativ kleinen Öffnungszahl scharf abbilden?

berthold


Hallo Berthold,

wie ich sehe, ist LISA hier eher unbekannt - im französichen Spektroskopieforum ist das anders, aber das ist ja keine Wunder, da Shelyak dort die meisten Kunden hat.

Du hast Recht, LISA hat ein fest verbautes 300l/mm Gitter, Blazewinkel bei 500nm. Als Spalt habe ich einen 50 Mikrometer-Spalt verwendet.
LISA habe ich jetzt mit einer f/5 Optik genutzt, wie auch schon mit meiner 14" Hypergraphen mit f/9.

Anbei der Link zum LISA Manual, da findest du alle Details und sogar Konstruktionszeichnungen ... http://www.shelyak-instruments.com/Web/ ... -%20En.pdf

Schöne Grüsse,
Michael

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BeitragVerfasst: 30. März 2018, 08:10:02 AM 
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Danke Michael,

das habe ich wirklich nicht gefunden und ist sehr interessant. Die Frage, wie und ob LISA bei 1:5 (!) mit der chromatischen Längsaberration fertig wird , ist unbeantwortet. Könntest Du bitte dazu noch was sagen? Zumal ja auch hier nur Achromaten verwendet werden.

Herzlicher Gruss Berthold
Zitat:
Am 29.03.2018 um 12:09 schrieb Michael König :

Link zum neuen Beitrag: http://forum.vdsastro.de/viewtopic.php?t=5153#p31406

Zitat:
Berthold Stober wrote:
Noch eine Frage:

der LISA hat eine Öffnungszahl von 5. Was hat der für eine Optik
als Kollimator und als Kamera? Kann der den gesamten Spektralbereich
von etwa 4000 - 7000 Angström trotz der relativ kleinen
Öffnungszahl scharf abbilden?

berthold
Hallo Berthold,

wie ich sehe, ist LISA hier eher unbekannt - im französichen
Spektroskopieforum ist das anders, aber das ist ja keine Wunder, da
Shelyak dort die meisten Kunden hat.

Du hast Recht, LISA hat ein fest verbautes 300l/mm Gitter, Blazewinkel
bei 500nm. Als Spalt habe ich einen 50 Mikrometer-Spalt verwendet.
LISA habe ich jetzt mit einer f/5 Optik genutzt, wie auch schon mit
meiner 14" Hypergraphen mit f/9.

Anbei der Link zum LISA Manual, da findest du alle Details und sogar
Konstruktionszeichnungen ...
Schöne Grüsse,
Michael

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 30. März 2018, 09:39:34 AM 
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Hallo Bertold,

ich kann deine Frage nur indirekt beantworten - die chromatisch Abberation stört (mich) zumindest nicht. Ich habe aber nur die Erfahrung meiner zwei Spektrographen, Dados uns Lisa, und die hier verbauten Achromate funkionieren gut,

Bei LISA werden die Linien als Peak mit 2.5 - 3 Pixel FWHM abgebildet, dies passt auch zu der Beschreibung in der Shelyak Dokumentation. Und dies entspricht auch der Theorie, dies ist auf Seite

Was ich herausgefunden habe, ist dass die Abbildung der Kameralinse dann ideal ist, wenn man die Sollabstände einhält - klingt banal, aber es fiel auf, als ich einmal eine andere CCD Kamera adaptiert habe. Da fiel es schwer die feinen Soll-Linienbreite über einen breiten Bereich zu erreichen.

Dazu passt übrigens auch, dass es für LISA ein Infrarot-Paket gibt, das aus einem Gitter mit Blaze-Maximum im IR und auch einem 4°-Keil besteht. Der Keil wird benutzt, um die CCD Kamera zu kippen, genau gesagt, die Fokusebene.

Was allgemein zu sagen ist, ist dass das Shelyak Team sich bzgl. der Entwicklung der Technikkomponenten im LISA wirklich Gedanken gemacht hat. Die französischen Kollegen nutzen ja die selbst entwickelte Software ISIS für die Auswertung - und bei deren Beschreibung wird genau erläutert, wie die Pixelbreite der Peaks zustande kommt, und wann man das Spektrum gut fokussiert hat, wenn also die Wert den Soll-Werten entsprechen.

Schöne Grüsse,
Michael


PS: Ich erstelle heute die Darks, ich liefer also die versprochenen Update des Messung - mit einem "richtig bereinigten" Spektrum.

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 30. März 2018, 10:51:05 AM 
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Danke Michael,

ich will jetzt nicht nerven , aber eine Frage erlaube ich mir doch noch:

,......weil ich diesen Satz nicht richtig verstehe:

"dass die Abbildung der Kameralinse dann ideal ist, wenn man die Sollabstände einhält -"

Es gibt nach meiner Meinung nur eine optimale Situatiuon im herkömmlichen Spektrographen, wenn der optimal abbilden soll:

1. Das Licht muss perfekt kollimiert sein und dann gibt es doch nur eine Position, wo absolut scharf abgebildet wird, nämlich genau im Brennpunkt der Kameralinse, also im Abstand der Brennweite der Kameraoptik.(?)

Das mit dem "Keil" habe ich auch mal gedacht, ist aber zumindest im Prinzip falsch, weil die chromatische Aberration keine Gerade ist sondern sowas Ähnliches wie eine unsymmetrische Parabel ist. Es gibt ein Minimum , wo die Schärfe optimal ist irgendwo im Grüngelben. Dann fällt die FWHM bds. wieder ab. Sowas kann man zumindest ,theoretisch, nicht mit einem Keil kompensieren.

Wenn es Dir nichts ausmacht, dann schick mir mal bitte ein 2D Eichspektrum (*.fit) von deinem LISA.

hG
Berthold


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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 30. März 2018, 11:17:43 AM 
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Hallo Bertold,

das meinte ich auch, es gibt eine optimale Position. Weicht man davon ab, handelt man sich Bildfehler ein. Bei der normalen Astrofotographie ist dies ein leidiges Thema, etwa durch zusätzliche Glasflächen, die den Fokus verschieben.

Und zum Shelyak-Keil - wie gesagt, dass haben die sich ausgedacht, aber ich denke, es geht nicht um die Farbkorrektur, sondern um einen Kompromiss, um eine "ebene" Fokuslage im IR Bereich zu erreichen.


Jetzt aber zu meinem NGC2903 Spektrum.

Ich habe jetzt passende Darks angefertigt, und mit diesen sie Profile neu berechnet. Hier die zwei Profile im Vergleich:

Bild

In Magenta ist das neu bearbeitet Profil dargestellt. Wie erwartet ist diese "weniger geglättet", weil ja kein Median-Filter genutzt wurde.
Was man auch schön sieht, ist dass das blaue Profil die angesprochene Stör-Peaks zeigt, diese sind im neuen Profil verschwunden, eben weil die passende Dark-Bearbeitung her für Beruhigung gesorgt hat.

Ich habe nun die "region of interest" einmal vergößert - es sind diese die Ha-[NII] und [SII] Emissionslinien des aktiven Kernes der Galaxie:

Bild

Die zwei Farbkreise zeigen die besprochene Effekte nun besonders deutlich:

- [linker Kreis, [NII]-Ha-Blending] --- das Magenta-Profil zeigt nun fast schon die kurzwellige [NII]-Linie, diese war im Median-Profil in der linken Linien-Flanke weggeglättet worden

- [rechter Kreis, [SII]-Linien] --- Der allg. Glättungseffekt ist auch hier sichtbar, die Peaks sind höher, aber auch verrauschter, die Doppellinien-Charakteristik ist im Median-Profil besser zu erkennen


Vorab Danke für die Diskussion, und, nein Berthold, du nervst nicht mit deinen Fragen :)

Schöne Grüsse und euch allen schöne Ostertage,
Michael

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Zuletzt geändert von Michael König am 30. März 2018, 16:13:38 PM, insgesamt 1-mal geändert.

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 30. März 2018, 12:34:25 PM 
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Hallo Berthold und Michael,

auf Seite 16 der Anleitung sieht man ja in den Rohbildern schon die chromatische Fokusdrift (und evtl. Bild-Feldkrümmung) bin zum Roten. Im Blauen kann man das nicht sehen, da sind keine Linien des Neon.

Das ist ganz richtig Berthold, dass es eine Parabel ist und irgendwo um die 500 nm ein Minimum gibt. Mit dem genannten Keil kann man zumindest einen Flügel der Parabel kompensieren, also entweder, wenn der blaue oder rote Bereich interessanter ist. Bei großer Öffnung ist das Beugungsscheibchen i.A. kleiner und daher die Auswirkungen der Bildfehler stärker (bezogen auf die Beugungsgrenze). Wenn man aber ein größes Objekt hat (breiter Spalt) und eine langsamere Öffnung, so fällt das alles immer weniger ins Gewicht.
Aber das ein Zweilinser (leider) keine perfekte Abbildung von 400 bis 700 nm schafft, wissen wir ja.

Interessant in dem Zusammenhang ist der folgende Aufsatz von zwei Schneider-Kreuznach-Mitarbeitern:
https://schneiderkreuznach.com/applicat ... ereich.pdf

LG,
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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 30. März 2018, 13:43:48 PM 
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Hallo Daniel,

danke dir für die Erklärung - jetzt verstehe ich auch besser, worauf Berthold Bezug genommen hat.

Und danke für den Link zu den polychromatischen Objektive. Was mir dazu einfällt, ist, dass viele Spektrograph-Eigenbauen ja Fotoobjektive als Abbildungsoptik benutzen. Wenn man einmal vom Gewicht, Größe etc. absieht, ist so ein Fotoobjektiv im Prinzip doch im Vorteil ggü. eines einfachen Achromaten?

Schöne Grüsse,
Michael

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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 31. März 2018, 18:00:34 PM 
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Hallo Michael,

ja das mit den Fotoobjektiven ist ja immer so eine Hoffnung...
Aber die Dinger sind leider auch nur für einen eingeschränkten Wellenlängenbereich gerechnet, da man in der Tagesfotographie ja bekanntlich einen UV und IR Sperrfilter noch vor dem Chip hat. Die Objektive sind daher so "aufwendig" um für das relativ große Feld (Vollformat) zu korrigeren (Sphärische, Koma, Astigmatismus, Bildfeldwölbung). Daher haben auch diese, auch nach unseren Erfahrungen, keine wirklich wesentlich weitere Farbkorrektur.

Sigma hat vor Kurzem ein 135/1,8 herausgebracht bei dem sie Werbung dafür machen, die chromatische Aberration stark zu reduzieren um eine wesentlich höhere Auflösung zu bekommen.

https://www.sigma-foto.de/index.php?id=2524
Ich zitieren:

"Durch die Minimierung der Farblängsfehler ist das Bokeh des SIGMA 135mm F1,8 DG HSM | Art so beeindruckend wie schön und das Objektiv liefert Aufnahmen mit hervorragendem Kontrast sowie herausragender Schärfe. "

Ich hab das Objektiv im Labor und es ist schon besser, scheint mir. Aber auch dieses ist kein optisches Wunder... :(

LG,
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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 31. März 2018, 19:12:28 PM 
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Hallo Daniel,
eine Öffnung von 1,8 bei 135 mm ist schon sehr viel. Selbst bei Leica muß man abblenden, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Hast Du die Modulationsübertragungsfunktion gemessen?
Viele Grüße
Christian


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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 02. April 2018, 14:34:32 PM 
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Ich habe die restlichen Beiträge wegen Themenwechsels abgetrennt: viewtopic.php?f=2&t=5178


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 Betreff des Beitrags: Re: NGC2903 - Neue Messung mit LISA
BeitragVerfasst: 02. April 2018, 16:29:31 PM 
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Hallo zusammen! In der Diskussion wurden zwei Punkte nur am Rande besprochen, die man nicht gänzlich vernachlässigen sollte.

Die Schärfentiefe einer Optik liefert einen Unschärfekreis im Focus, der erst vernachlässigbar ist, sobald er kleiner ist als ein Pixel. Auf Seite 126 in unserem Buch "Spectroscopic Instrumentation" haben Klaus und ich das Konzept beleuchtet. Erst wenn der Farblängsfehler über die Schärfentiefe hinaus anwächst, wird das Spektrum unscharf.

Dieser Unschärfe kann man aber durchaus durch axiales Verkippen der CCD entgegenwirken. Wie das optimal gemacht wird, hängt von der Kurve des Farblängsfehlers ab. Sehr leicht ist das bei einer beinahe linearen Kurve. Bei komplexeren Formen sind Kompromisse gefragt.

Gruß, Thomas


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