Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Ласкаво просимо, Гість. Будь ласка, увійдіть або зареєструйтеся.
28 Вересня 2020, 12:07:13

Увійти

google


Автор Тема: Первый спектроскоп  (Прочитано 3713 раз)

0 Користувачів і 1 Гість дивляться цю тему.

meandr

  • Offline Offline
  • Повідомлень: 578
  • Подяк: 17
  • Свалившийся с трех Лун
Re: Первый спектроскоп
« Reply #60 : 25 Лютого 2017, 09:10:41 »
. - .

Не знаю, что такого альтернативного узрел Николай ММ в моей спектро-потугах.
У меня пока ДОМО-РОЩЕННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ - с этим согласен.
А альтернативную спектроскопию внедряют профессионалы в ГАО и Андрушевке, делая науку на НЕапертурных  спектрографах без щелей и коллиматоров - но это им позволено.

Мне такой фривольности не простят, если речь пойдет о серьезных результатах, поэтому после не совсем удачных проб с дифпленкой в апертуре решил попробовать сделать спектроскоп с тем большим стеклянным "кирпичем", вид которого так напугал mnn72 (там по ссылке теперь совсем не то фото)
поле 150х150, 600 линий на мм.
 


Поскольку конструкция и возможности этого прибора сильно отличаются от того, что делал раньше, открываю для него новую тему
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=42154.0
Записаний
SW 130/650, МТО 11 СА, Юпитер 21,  Canon 350, QHY5,  Монти EQ-3,  EQ-1, ArduinoDrive
Водяной рефрактор "Бутылка", Спектроскоп SpectRoyal, астроинтрферометр Interstellar
Наблюдения кинетической аберрации света звезд

meandr

  • Offline Offline
  • Повідомлень: 578
  • Подяк: 17
  • Свалившийся с трех Лун
Re: Первый спектроскоп
« Reply #61 : 05 Вересня 2019, 15:17:01 »
. - .

Не знаю, связан ли всплеск интереса к метео-астро-спектроскопии три года назад с метеорной или солнечной активностью, но за прошедшее время этот интерес упал до нуля.
Наверное, это связано с множеством технических проблем при создании астроспектрометра ( некоторые обсуждал Буйный астроном в другой теме), которые на фоне общего кризиса становятся для любителей неразрешимыми.

Все же попытаюсь поднять новую волну интереса, поделившись своим практическим опытом.

Прежде всего напомню, что для хорошего разрешения спектроскопа, мало иметь дифрешетку с большим количеством штрихов (большой плотностью, малым периодом).
Плоские дифрешетки очччень желательно ставить в коллимированном пучке света (в параллельных лучах).  В сходящемся пучке разрешение R  спектроскопа будет сильно ограничена обратным относительным отверстием F/D, как это показано на графике в приложении и в теме
Проверка дифрешетки
То есть в сходящемся пучке телескопа с F/D=4 разрешение спектроскопа с любой дифрешеткой (количеством штрихов более 100) будет не лучше 100.
А чтобы получить более-менее приемлемое разрешение 1000 при установке дифрешетки в сходящемся пучке, нужен телескоп с  F/D не менее 15.

 Самый простой путь получить астроспектр хорошего разрешения  (более 1000) на светосильной оптике - установить дифрешетку перед объективом (апертурой), поскольку там свет астрообъектов коллимирован естественным образом - большим расстоянием до объекта.
Но тогда упираемся в размеры апертуры - даже для малых апертур 70-150 мм дифрешетки соответствующего размера очень дорогие.
Мне удалось купить б-у решетки 150х150, 600 штр.на мм, и 130х90, 1200 штр. на мм, получив в апертурном спектроскопе разрешение порядка 13000
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=43853.msg579653#msg579653
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,162819.msg4397533.html#msg4397533
(хотя при практической оценке разрешения многое зависит и от от источника света - калибратора).

Спору нет, эти проблемы решаются в спректрометрах по классической схеме - со щелью, коллиматором и камерой с объективом (помимо основного элемента - дифрешетки) - но за счет усложнения, утяжеления, габаритов и конечно же цены (об этом уже писал Буйный астроном).
Применение щели влечет за собой еще и побочную проблему - усложнение схемы гида, обеспечивающего наведение объекта на щель (или наоборот - щели на объект).

Но звезды сами по себе - "точечные" источники, и наличие щели в астроспектрометре не так обязательно, как требование коллимации пучка для плоской дифрешетки.
В бесщелевой апертурной схеме даже от такого явно неточечного объекта как Юпитер мне удалось получить спектр с разрешением порядка 9000
 (см. приложение и тему https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,162819.msg4397014.html#msg4397014)
« Останнє редагування: 05 Вересня 2019, 15:27:10 від meandr »
Записаний
SW 130/650, МТО 11 СА, Юпитер 21,  Canon 350, QHY5,  Монти EQ-3,  EQ-1, ArduinoDrive
Водяной рефрактор "Бутылка", Спектроскоп SpectRoyal, астроинтрферометр Interstellar
Наблюдения кинетической аберрации света звезд

meandr

  • Offline Offline
  • Повідомлень: 578
  • Подяк: 17
  • Свалившийся с трех Лун
Re: Первый спектроскоп
« Reply #62 : 05 Вересня 2019, 15:19:37 »
. - .

Чтобы выполнить условие коллимации пучка перед плоской дифрешеткой, можно использовать в качестве коллиматора сам телескоп (если позволяет его схема и пределы регулировок).
В качестве примера можно привести астроспектрометр Орион, использовавшийся на космической станции Салют
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/salyut-na-orbite/02.html
Но пример этот весьма экзотический, потому что телескоп изготовлен по схеме Мерсенна (специально для обеспечения коллимации пучка), а дифрешетка не плоская, а вогнутая дифрешетка Роуланда.
Лично я считаю такую комбинацию противоестественной, потому что на вогнутые дифрешетки Роуланда принято подавать расходящийся пучек света, а подача на нее коллимированного пучка влечет за собой проблемы с ограничением разрешения, аналогичные таким же проблемам при подаче неколлимированного пучка на плоскую дифрешетку.
Поэтому сам я экспериментировал со схемой Мерсенна и плоской дифрешеткой
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,161437.msg4610903.html#msg4610903
Дошел до  спектров от натриевого прожектора и  спектра от Арктура, разрешение которых оцениваю чуть меньше 1000 (что для меня мало)
(см.приложение и тему https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,161437.msg4667769.html#msg4667769)

Доводить этот экспериментальный макет до более приемлемых результатов пока не стал (это в стороне от моих основных интересов и я не мастер по изготовлению и доводке оптики), но написать об этом считаю полезным для тех кто захочет и сможет пойти дальше по этому пути.
Кстати,  есть мнение (не мое), что аналогичных и даже лучших результатов можно добиться вообще на любом телескопе, ставя плоскую дифрешетку в "окулярной проекции".
Насчет перспектив "окулярной проекции" я не настолько оптимистичен, как Gleb, потому что у меня есть опыт, о котором я написал еще на первой странице (хотя результаты наверное можно улучшить, если использовать не пленочную дифрешетку, как я тогда, я качественную типа SpectrAnaliser.
С другой стороны, думаю, что обладатели Мак-Шмидтов-Кассегренов и без использования окуляра могут попробовать добиться коллимации пучка, подаваемого на плоскую дифрешетку, и написать о полученных результатах.
« Останнє редагування: 05 Вересня 2019, 15:36:02 від meandr »
Записаний
SW 130/650, МТО 11 СА, Юпитер 21,  Canon 350, QHY5,  Монти EQ-3,  EQ-1, ArduinoDrive
Водяной рефрактор "Бутылка", Спектроскоп SpectRoyal, астроинтрферометр Interstellar
Наблюдения кинетической аберрации света звезд

meandr

  • Offline Offline
  • Повідомлень: 578
  • Подяк: 17
  • Свалившийся с трех Лун
Re: Первый спектроскоп
« Reply #63 : 05 Вересня 2019, 15:21:09 »
. - .

Тем, кто подумывает об очень малобюджетном варианте применения дифракционной пленки в обзорных астроспектроскопичесих целях (с разрешением порядка 1000), могу напомнить мой опыт использования дифпленки 500 штр.на мм в апертуре моего МТО 11 СА
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=41869.msg545448#msg545448
Вариант считаю неудачным, но его можно улучшить:
- брать дифпленку меньшей плотности, 100-200 штр.на мм, ведь качество пленки все равно не позволит достичь большого разрешения (от плотной решетки), зато уменьшится линейный масштаб дифракции, спектр станет ярче и в один кадр влезет больший диапазон ;
- дифпленку нужно наклеивать на стекло с хорошей плоскостью (у меня она была просто зажата между двух стекол).
Думаю, что такой пленочный вариант можно применять для получения обзорных спектров на апертурах порядка 100 мм - как раз для любителей в познавательных целях.

Если готовить небольшую пленочную дифрешетку для установки внутри телескопа   (по одной из схем выше  или в "окулярной проекции"), то результаты наверное будут лучше, чем в апертурном варианте, их можно применять на телескопах большей апертуры.
 Кстати, в "общеобразовательном" наборе дифрешеток, который использовал С.Похвала, дифрешетки именно с наклеенной пленкой.
Записаний
SW 130/650, МТО 11 СА, Юпитер 21,  Canon 350, QHY5,  Монти EQ-3,  EQ-1, ArduinoDrive
Водяной рефрактор "Бутылка", Спектроскоп SpectRoyal, астроинтрферометр Interstellar
Наблюдения кинетической аберрации света звезд

Саша Наумов

  • Клуб Астрополис
  • Offline Offline
  • Повідомлень: 1297
  • Подяк: 539
  • Refractorman
Re: Первый спектроскоп
« Reply #64 : 05 Вересня 2019, 23:17:35 »
. - .

У меня пока ДОМО-РОЩЕННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ - с этим согласен.
А альтернативную спектроскопию внедряют профессионалы в ГАО и Андрушевке

Вот уж сравнил хрен с пальцем...  :facepalm:
Записаний
Agema SD 150 + Pentax XO 2.5 + Leica binoviewer + WS-400

Takahashi FSQ-106N + FTF-3515 + Canon 6D-mark II + Lacerta MGEN-III @ 32 F/4

meandr

  • Offline Offline
  • Повідомлень: 578
  • Подяк: 17
  • Свалившийся с трех Лун
Re: Первый спектроскоп
« Reply #65 : 06 Вересня 2019, 11:50:43 »
. - .

Я писал:
Цитувати
А альтернативную спектроскопию внедряют профессионалы в ГАО и Андрушевке, делая науку на НЕапертурных  спектрографах без щелей и коллиматоров
т.е. там есть прецеденты установки плоских дифрешеток в неколлимированном сходящемся пучке света, что существенно ограничивает разрешение спектрометра.
Получающиеся таким простейшим способом обзорные спектры с разрешением менее 1000 вполне доступны и астролюбителям с использованием даже "пленочных" дифрешеток. Эти обзорные спектры как-то пригодны для определения общего вида распределения энергии в спектре, определения температуры звезды (как "черного тела"), классификации холодная-горячая, молодая-старая и т.п. - если решить задачу энергетической калибровки этих спектров, что уже не всякому любителю по плечу (я этим не занимаюсь).

Можно без энергетической калибровки отслеживать изменения интенсивности локальных участков спектра (не разрешенного на конкретные линии) и делать из этого какие-то выводы, как это делает С.Похвала с коллегами.

Но такие обзорные спектры не годятся для изучения спектральной двойственности звезд и астроспидометрии по сдвигу конкретных разрешенных линий спектра - для этого нужно разрешение порядка 10000 и выше, соответственно более сложные  реализации спектрометров (вот к этому я стремлюсь).
« Останнє редагування: 06 Вересня 2019, 14:05:54 від meandr »
Записаний
SW 130/650, МТО 11 СА, Юпитер 21,  Canon 350, QHY5,  Монти EQ-3,  EQ-1, ArduinoDrive
Водяной рефрактор "Бутылка", Спектроскоп SpectRoyal, астроинтрферометр Interstellar
Наблюдения кинетической аберрации света звезд

meandr

  • Offline Offline
  • Повідомлень: 578
  • Подяк: 17
  • Свалившийся с трех Лун
Re: Первый спектроскоп
« Reply #66 : 06 Вересня 2019, 12:52:07 »
. - .

Отдельного разбора заслуживает применение в астроспектрометре вогнутых дифрешеток Роуланда.
На первый взгляд это тоже весьма простое и заманчивое решение - поставить Роуланда  в расходящийся пучек после фокуса телескопа, в стандартный "круг Роуланда".
Но в курсе "Практической астрофизики" Мартынова на стр.142 есть предостережение - для астроспектрометра это решение не подходит в первую очередь из-за астигматизма.
Практически это означает, что если спектр звезды сфокусировать в тонкую линию, добиваясь максимальной яркости, то конкретные линии расплывутся, разрешение будет низкое.
А если пытаться повысить разрешение, фокусируясь на конкретных линиях, увеличивается ширина полосы спектра и уменьшается его яркость (малое проницание для звезд).
Поэтому для асторспектроскопа такой простейший вариант  не приемлем.


Создатели спектроскопа Орион поставили дифрешетку Роуланда в коллимированный пучек (применили схему Уодсворда).

Такую дифрешетку Роуланда как на Орионе я не нашел (с плотностью порядка 1200 штр.на мм и радусом кривизны порядка 500 мм) . Даже у китайцев именно таких не оказалось, а те что были продавали партиями не менее 10 шт. по цене не менее 100$ за штуку (штуки баков на эти эксперименты у меня нет ).
Поэтому купил в Киеве то что подвернулось на мои деньги - плотность 2400 штр.на мм слишком большая, а радиус кривизны 250 мм слишком маленький, хотя штрихованное поле вполне приемлемое 30х40 мм.

Спектр фокусировался на матрице Кенона, расположенного в 100 мм от решетки под углом 30* к оптической оси прибора, дифрешетка развернута на 32* от оси в противоположную сторону (на Орионе  дифрешетка развернута в сторону камеры, но там плотность линий вдвое меньше) .

 Да, "прямой" астигматизм Роуланда эта схема убирает, но остаются внеосевые аберрации (ведь свет падает сбоку или дифрагирует вбок от оси решетки) и ограничение разрешения, аналогичное тому, которое возникает при установке плоской дифрешетки в неколлимированном (сходящемся) пучке.
Поэтому, получив от натриевого прожектора спектр с разрешением порядка 1000 (см. приложение), не стал "стрелять" по звездам, хотя "для отчетности" и следовало бы, чтобы сравнить с разрешением Ориона (заявленные 5 Ангстрем в УФ области 2500 Ангстрем дают разрешение 500, а в оранжевой области дали бы ту же 1000).

В общем, создав в телескопе коллимированный пучек, не вижу смысла ставить в него дифрешетку Роуланда - плоская дифрешетка и камера с объективом удобнее.
Кстати, жесткая привязка расстояния от дифрешетки Роуланда до матрицы существенно ограничивает свободу маневра при конструировании, плоская дифрешетка и камера с объективом в этом тоже удобнее.

« Останнє редагування: 06 Вересня 2019, 13:09:43 від meandr »
Записаний
SW 130/650, МТО 11 СА, Юпитер 21,  Canon 350, QHY5,  Монти EQ-3,  EQ-1, ArduinoDrive
Водяной рефрактор "Бутылка", Спектроскоп SpectRoyal, астроинтрферометр Interstellar
Наблюдения кинетической аберрации света звезд


meandr

  • Offline Offline
  • Повідомлень: 578
  • Подяк: 17
  • Свалившийся с трех Лун
Re: Первый спектроскоп
« Reply #67 : 06 Вересня 2019, 13:43:52 »
. - .

Тем не менее, решил еще поэкспериментировать с Роуландом, наклеив имевшуюся у меня дифракционную пленку плотностью 500 штр.на мм на сферическое зеркало D=100, F=500 и использовать это  в качестве "главного зеркала" спектро-телескопа.
Вначале спектр получился весьма неприглядным.
Но после установки перед такой импровизированной дифрешеткой еще более импровизированного мениска (цилиндрически изогнутое стекло от какого-то светильника) качество спектра улучшилось, приблизившись к "общедоступной" 1000.

Не знаю, как такую схему рассчитывать - все брал просто из того что было.
Советую эту схему как самую простую тем, у кого есть возможность поиметь такие цилиндрические "мениски" (есть бытовые варианты вплоть до дверей от душевых кабин - для больших апертур) и не жалко какого-нибудь убитого пылью и атмосферной коррозией ГЗ (по крайней мере перед перепокрытием).
Дифпленку можно купить
« Останнє редагування: 06 Вересня 2019, 13:51:28 від meandr »
Записаний
SW 130/650, МТО 11 СА, Юпитер 21,  Canon 350, QHY5,  Монти EQ-3,  EQ-1, ArduinoDrive
Водяной рефрактор "Бутылка", Спектроскоп SpectRoyal, астроинтрферометр Interstellar
Наблюдения кинетической аберрации света звезд
Подякували