Forum der Vereinigung der Sternfreunde :: Optische Tests am Lhires #19

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Optische Tests am Lhires #19 https://forum.vdsastro.de/viewtopic.php?t=233	Seite 1 von 1

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Lothar Schanne [ 09. Mai 2007, 23:49:59 PM ]

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Optische Tests am Lhires #19

Hallo zusammen,

unter Zuhilfenahme von Hohlkathodenlampen (Na, Ti) konnte ich nun meinen Lhires (Seriennummer 19) bis herunter auf 450nm kalibrieren. Bisher war wegen der begrenzten Anzahl von Linien der im Spektrograph integrierten Neonlampe nur eine Kalibrierung bis herunter zu ca. 550 nm möglich.
Das beigefügte Diagramm zeigt das abgebildete Fenster der Nova 1603 Kamera (ca. 1500 Pixel in Dispersionsrichtung, je 9 um) = obere und untere Kurve, in Abhängigkeit von der Gitterstellung, ausgedrückt als Skala-Ablesung der Einstellmessschraube. Die diagonal dazu verlaufende Kurve beschreibt die bei der Gitterstellung gemessene Dispersion in Angström/Pixel.

Die Messpunkte wurden durch lineare Kalibrierung von eindeutig identifizierbaren Linien gewonnen. Die zur Kalibrierung verwendeten Linien liegen weit auseinander (idealerweise am linken und rechten Rand der Aufnahme), so dass die für eine bestimmte Gitterstellung berechnete Dispersion für das gesamte abgebildete Wellenlängenfenster repräsentativ ist.

Mit diesem Diagramm lässt sich nun im Wellenlängenbereich 450 bis 700 nm ein Wellenängenfenster (zu messende Linien) genau einstellen.

viele Grüsse
Lothar

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Kalibrierung Lhires #19.png [ 7.44 KiB | 6553 mal betrachtet ]

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Lothar Schanne [ 12. Mai 2007, 12:53:31 PM ]

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Ergänzung

Hallo zusammen,

nun habe ich noch die Auswertungsergebnisse weiterer HK-Lampen in die Eichung einbezogen. Das Ergebnis anbei.

In der ersten Grafik ist auch die FWHM starker Linien eingetragen (rechte Ordinate). Sie ist offensichtlich über den gesamten Bereich praktisch konstant. Das bedeutet: Das achromatische Dublett im Lhires bildet den Spalt (hier 50 um) über den gesamten Wellenlängenbereich konstant mit einer FWHM von 0,8 x 9 um = 7o um auf der CCD (über die gesamte Länge der CCD = ca. 14 mm) ab. Eine Nachfokussierung bei Wechsel der Gitterstellung ist nicht erforderlich. Ein unter praktischen Gesichtspunkten sehr erfreuliches Ergebnis.

Die Dispersion ändert sich über den Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm von 0,10 bis 0,16 Angstr./Pixel (9um-Pixel).

Beste Grüsse
Lothar

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Calibration Lhires 1.PNG [ 7.72 KiB | 6534 mal betrachtet ]

Calibration Lhires 2.PNG [ 6.69 KiB | 6534 mal betrachtet ]

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Lothar Schanne [ 15. Mai 2007, 20:31:19 PM ]

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Auflösungsvermögen

Hallo zusammen,

habe heute einige Einstellungen am Spektrographen vorgenommen (Kontrolle der Ausleuchtung des Spalts, Ausrichtung der Kamera, damit die Dispersionsrichtung mit der x-Achse der Kamera zusammenfällt). Danach habe ich mal wieder die O2-Linien des Taghimmels bei ca. 690 nm aufgenommen und zwar jeweils 5s lang. Einmal im 1x1 binning-mode und einmal im 2x2 binning. Kamera: Nova 1602.

In der Anlage die Rohspektren.
Mit b sind bezeichnet die Rohspektren der Aufnahmen, lediglich darkkorrigiert und dann einige horizontale Pixelreihen in Bildmitte summiert.
c ist ein gezoomter Ausschnitt, damit die Linienprofile sichtbar werden.
In d sind die Pixelmesswerte als Punkte dargestellt.

Ergebnis:
' Das 2x2-binning auf Superpixel von 18um x18um ergibt keinen sichtbaren Verlust an Auflösung (Spaltbreite 50 um). Die FWHM der O2-Linien ist in diesem modus 2,6 Pixel = 47 um , R = 1150 (mit R = delta_lambda/FWHM, 0,22 A/Pix)
' 2x2 ergibt erwartungsgemäss eine deutlich besseres S/R.
' Im 2x2 modus stehen pro Linie (= Apparateprofil) 5 bis 6 Pixelwerte zur Verfügung.

Das 2x2binning scheint mir ein guter Kompromiss zwischen Auflösung, S/R und Anzahl der Messwerte pro Linie (wichtig bei Linienfits) zu sein.

Liebe Grüsse
Lothar

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daylight1x1_b.png [ 4.57 KiB | 6219 mal betrachtet ]

daylight1x1_c.png [ 3.76 KiB | 6221 mal betrachtet ]

daylight1x1_d.png [ 4.13 KiB | 6219 mal betrachtet ]

daylight2x2_b.png [ 4.15 KiB | 6217 mal betrachtet ]

daylight2x2_c.png [ 3.55 KiB | 6219 mal betrachtet ]

daylight2x2_d.png [ 3.05 KiB | 6226 mal betrachtet ]

Autor:

Lothar Schanne [ 14. August 2007, 11:43:13 AM ]

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Hallo zusammen,

habe den Lhires nun mit einem 600 g/mm Gitter ausgerüstet (25x50mm²), um WR140 damit besser untersuchen zu können. Die FWHM der Abbildungen des 50um breiten Spalts durch Emissionslinien von Hohlkathodenlampen (HKL) beträgt 1,5 Angström. Die Dispersion ca. 0,34 Angstr./Pixel (9um Pix). Ein Beispiel eines Linienspektrums einer HKL im Roten (Neonlinien) siehe in der Anlage (Aufnahme und Auswertung, keinerlei Korrektur der Aufnahme, auch kein dark).

Im Vergleich zum 2400 g/mm Gitter sind beim 600er Gitter die Spaltbilder ziemlich gerade und lassen sich sehr scharf einstellen (der 50 um Spalt wird auf 51 um auf der CCD abgebildet, als FWHM gerechnet). Ein Bereich von etwa 500 Angström sind in einer Aufnahme abgebildet.Die Ergebnisse stimmen mit den Berechnungen in simspec überein.

Gruß an alle, die das lesen
Lothar

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9_50.JPG [ 73.89 KiB | 6297 mal betrachtet ]

9_50_Aufnahme.jpg [ 271.97 KiB | 6190 mal betrachtet ]

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Udo Zlender [ 14. August 2007, 12:43:33 PM ]

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Hallo Lothar,

hatte auch am Samstag mal die Sonne mit meinem immer noch nicht ganz fertigen Zeiss-CT spektroskopiert. Hänge mal die O2-Linien an. Bin nicht ganz zufrieden, da die Software mich bei der Wahl der richtigen Belichtungszeit ausgetrickst hat (viel zu kurz belichtet, daher verrauscht). Trotzdem sieht man: das Gerät hat Potential.

Viele Grüße,
Udo

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SNAG-0083.gif [ 15.99 KiB | 6198 mal betrachtet ]

Autor:	Lothar Schanne [ 14. August 2007, 12:51:13 PM ]
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Zitat: das Gerät hat Potential. Hallo Udo, das kann man wohl sagen. Ist besser wie der Lhires mit 2400er Gitter. Schätze R = 18.000. Super!!! Lieber Gruß Lothar

Autor:	Bernd Hanisch [ 14. August 2007, 12:58:44 PM ]
Betreff des Beitrags:	Optische Tests am Lhires #19
Hallo Udo, tolles Spektrum! Mit welchem Gitter hast du diese Aufnahme gemacht? Hast du eigentlich mal die Abbildungsoptik neu justiert oder ist es eine ganz andere Optik? Ich bin mit meiner nicht so recht zufrieden. Viele Grüße Bernd

Autor:	Udo Zlender [ 14. August 2007, 15:31:24 PM ]
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Hallo, danke für die Blumen. Bernd, es ist eigentlich alles wie es war. Ich hatte mit einem Laser die Spiegel justiert, sonst nix weiter. Hier noch ein paar Daten für Interessierte: Ehemals Zeiss-Monochromator mit 2 Gittern und gekrümmten Ein- und Ausgansspalten (Czerny-Turner). Gitter 1356 l/mm Blazewellenlänge ca. 500nm. Kollimator ca. 400mm F/6, Objektivspiegel ca. 350mm F/5 Originalspalte wurden ausgebaut und um alles ein Gehäuse konstruiert. Noch ist es innendrin nicht schwarz angestrichen. Spalte Edelstahl (ca. 3mm), aus Bleistiftanspitzer gebastelt, LWL kann am Refraktor auf beliebige Stellen der Sonne eingestellt werden. Aufnehmende Kamera ist ein ST7ei, 1x1 Binning. Gitterverstellung über Schraube. Ich habe von Bernd noch ein weiters Gitter mit 2600 l/mm gekauft, das demnächst mal ausprobiert wird. Zu Vergleichszwecken hab ich ein UVES-Spektrum von Ganymed, das ich nachher mal einstelle. Viele Grüße, Udo

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Udo Zlender [ 14. August 2007, 16:14:57 PM ]

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hier ist das UVES-Spektrum.

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SNAG-0084.gif [ 26.08 KiB | 6271 mal betrachtet ]

Autor:	Udo Zlender [ 14. August 2007, 16:18:36 PM ]
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Hallo, das war gerade mein erster Beitrag über DSL. Da ich auf dem Land wohne, hatte ich bisher nur ISDN. Obwohl es nur mit ca 500kBit/s geht, ist es kein Vergleich zu vorher. Das ganze geht auch noch wireless aus einer virtuellen Maschine (RedHat Linux) an euch. Bin begeistert. Viele Grüße, Udo

Autor:	Lothar Schanne [ 16. August 2007, 16:58:51 PM ]
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Zitat: Die FWHM der Abbildungen des 50um breiten Spalts durch Emissionslinien von Hohlkathodenlampen (HKL) beträgt 1,5 Angström. Die Dispersion ca. 0,34 Angstr./Pixel (9um Pix). Ein Beispiel eines Linienspektrums einer HKL im Roten (Neonlinien) siehe in der Anlage (Aufnahme und Auswertung, keinerlei Korrektur der Aufnahme, auch kein dark) Dummerweise habe ich unbemerkt diese Kalibrier-Messungen alle in dritter und zweiter Ordnung gemacht. Hatte mich gewundert, dass "im Blauen" so viele und starke Linien kommen, runter bis "2500" Angström. Daran habe ich es letztlich bemerkt. So muss ich alles wiederholen. Man lernt nie aus. Viele Grüsse an alle Lothar

Autor:

Lothar Schanne [ 17. August 2007, 13:59:09 PM ]

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Zitat:

So muss ich alles wiederholen.

Hallo zusammen,

so, nun ist der Lhires auch mit dem 600er Gitter kalibriert. Vgl. Anlage
Die schwarze Gerade beschreibt die Wellenlängen des mittleren Pixels meiner Nova 1602 in Abhängigkeit von der Gitterstellung (mm-Markierung auf der Einstellmikrometerschraube). Die Punkte darüber und darunter beziehen sich auf das erste und das letzte Pixel, geben also den auf der CCD erfassten Wellenlängenbereich an. Die grüne Linie und die grünen Punkte sind die Dispersion (rechte Ordinate).

Mit diesem Diagramm kann ich mir einen gewünschten Wellenlängenbereich für eine Messung direkt einstellen.

Viele Grüße
Lothar

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kalibrierung.jpg [ 87.89 KiB | 6218 mal betrachtet ]

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Lothar Schanne [ 16. November 2007, 10:56:41 AM ]

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Verbesserte Auflösung

Hallo,

gestern habe ich die Spaltbreite mehr als halbiert, von 50 auf 22 um. Dadurch sollte nach Simspec auch die Auflösung R auf über 19200 gesteigert werden. Rechnerisch ergibt sich aus Simspec eine FWHM von 27 um.
Wie aus beiliegendem Spektrum von Neonlinien im Bereich der Ha-Linie hervorgeht, beträgt die experimentelle FWHM der Neonlinien zwischen 2,6 und 2,8 Pix <= 25 um. Damit ist das theoretische Niveau erreicht. Ein befriedigendes Ergebnis.

Beste Grüsse
Lothar

Yesterday, I corrected the slit width from 0.050 to 0.022 mm. This should increase the resolution R to over 19200, says Simspec . Arithmetically, it is apparent from Simspec a FWHM of 0.027.
As can be seen from the enclosed spectrum of neon lines in the area of Ha-Linie shows, the experimental FWHM of the neon lines between 2.6 and 2.8 Pix <= 0.025mm. This is the theoretical level. A satisfactory result.

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neon.PNG [ 23.52 KiB | 5938 mal betrachtet ]

Autor:	Berthold Stober [ 16. November 2007, 11:26:26 AM ]
Betreff des Beitrags:	Optische Tests am Lhires #19
das sieht ja wirklich besten aus.....

Autor:	Lothar Schanne [ 17. November 2007, 12:24:59 PM ]
Betreff des Beitrags:	Re: Verbesserte Auflösung
Zitat: Wie aus beiliegendem Spektrum von Neonlinien im Bereich der Ha-Linie hervorgeht, beträgt die experimentelle FWHM der Neonlinien zwischen 2,6 und 2,8 Pix <= 25 um. Mit dieser Spalteinstellung gemessene Stern-Spektren vgl. meine Beiträge im Forum unter gam Cas vom 16/11/2007. Lothar

Autor:

Lothar Schanne [ 17. November 2007, 13:32:14 PM ]

Betreff des Beitrags:

Hallo Berthold und alle anderen Lhires-Freunde,

anbei der Zusammenhang zwischen der Auflösung und der Spaltbreite für den Lhires in Verbindung mit dem Gitter 2400 g/mm. Daraus ergeben sich folgende Regeln (bei Verwendung eines C14):
*Will man das gesamte Sternlicht verwerten, muß die Spaltweite auf ca.100 um eingestellt werden. R ist dann ca. 5.000.
*Bei einer mittleren Spaltweite von 50um ist R = 10.000. Hier wird man etwa die Hälfte des Sternlichts einfangen können.
*Hochauflösung bei R = 20.000 setzt eine Spaltweite von 20 um voraus. Dann wird man aber je nach seeing und Fokussiergüte nur etwa 10% des Sternlichts verwerten.

Herzlicher Gruß
Lothar

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Aufloesung und Spaltbreite Lhires.png [ 7.39 KiB | 5898 mal betrachtet ]

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