Spektroskop

KDan · #76

Pokud jsem počítal z hlavy dobře, je těch 50dB/kmútlum na 1/100 signálu na 1m vlákna.
Logaritmicky vyjádřený útlum klesá s délkou vedení lineárně. Útlum 50dB/km odpovídá odpovídá útlumu 0.05dB/m, což je docela zanedbatelné.
---
Na jednom metru délky tedy přijdeš pouze zhruba o jedno procento úrovně signálu.

#77

počkej, to myslíš vážně ? Tedy že v NElogaritmickém vyjádření je to nelineární ? To by bylo výborné. Očekával bych lineární závislost relativního útlumu na délce. Jaké je fyzikální vysvětlení toho jevu ?

V tomhle oboru se ale vůbec nevyznám, tak se rád nechám poučit...

Tady neplatí, že vezmu-li útlum 50dB jako 10*log(I1/I2) kde I1 a I2 jsou intenzity vstupního a výstupního toku do/z vlákna, takže pak

I1/I2=10^5 pro 1km, tedy 10^2 pro 1m ?

KDan · #78

No, představ si to opačně. Máš kabel s útlumem 3dB/m, což znamená, že na jednom metru délky výkonová úroveň signálu klesne 2x. Když za sebe zapojíš dva takové úseky a vytvoříš dvoumetrový kabel, bude útlum 6dB a výstupní výkon tedy klesne 4x. Když připojíš třetí metr (další 3dB), budeš mít teprve třímetrový kabel, ale výkonová úroveň klesne už 8x.
Délka kabelu roste aritmetickou posloupností a zeslabení signálu roste řadou geometrickou. Pokud ale útlum vyjádříš v decibelech, roste samozřejmě taky lineárně.

KDan · #79

Vtip je v tom, že každý metr homogenního vedení zeslabí signál procentuálně (poměrově) stejně.

KDan · #80

U toho vlákna, které má útlum 50dB/km délky, to funguje takto: Na 1 metr délky je jeho útlum 50dB/1000 = 0.05dB. 1 metr délky toho uvažovaného optického vlákna tedy zeslabí signál na 98.86% procent jeho původní vstupní hodnoty. Když 0.9886 umocníš 1000x (kabel má 1km), má výstupní signál (na konci toho kilometrového vlákna) 0.00001 hodnoty vstupního signálu - což je onen uváděný útlum 50dB na kilometr délky.

#81

jaj, jasný jak facka, Dík. Sypu si popel na hlavu. Nějak mi po těch oslavách zlenivěly mozkový buňky

Zároveň je to ale výborná zpráva, Jarda_J mě dost vyděsil s tím útlumem v krátkovlnné oblasti, ale ukazuje se, že ani u vláken s útlumem kolem 100dB/km nebude těch našich pár metrů vlákna žádný problém.

Jarda J · #82

Miloš Hroch:
Pro začátek na pokusy Vám prvděpodobně bude stačit štěrbina z břitů nožů. Pokud však chcete používat spt. na astro pozorování, pak narazíte na problém pointace na hvězdu. Jaké má Vaše stěrbina optické parametry?? Hlavně odrazivost a rovinnost obou břitů.( souběžnost a o velikost mezery)
Kvalita štěrbiny je jedena z nejdůležitějších faktorů, které přímo ovlivnují schopnosti, kvalitu přístroje a preciznnost získaných dat.
Pokud bych mohl poradit, pak bych Vám doporučil pořídit si do spt. (až na to sám přijdete) pořádnou opticky a mechanicky kvalitní štěrbinou. Berte to jako kvalitní základ něčeho co chcete postavit a možná i v budoucnu používat. Od této kompnenty se odpíchnout a doladit Váš přístroj na max výkon, nastavením obou objektivů (kolimátoru a zobrazovacího). Je to docela pakárna.

Musí se vzájemně dolaďovat a postupně zlepšovat kvalitu spektra. Těď si představte, že do toho budete točit i se šířkou štěrbiny a jste v začarovaném kruhu.(mimochodem na té nastavitelné štěrbině ze Specolu je sice mikrometr, ale odečítání na noniu je s teoretickou přesností 5 setin mm. Tj. v nejlepším případě 50 mikrometrů. Do toho je nutno započítat i mrtvý chod na mechanické části celého systému štěrbiny. To je pro samotný spektrograf obrovská chyba v nepřesnosti nastavení!!!!
Berte to prosím jako radu na základě několika leté zkušenosti.Také jsem začínal s nastavitelnou štěrbinou z rozebraného spektráče.
Pozdeji jsem, ale přešel ke kvalitním štěrbinám.
Má to opravdu mnoho výhod.
Ja používám skleněnou štěrbinu s přesně definovanou šířkou v celé délce mezery. Štěrbina je povrchově pokovena i s křemíkovou ochranou vrstvou proti eventuálnímu otěru při čištění . Odrazivost povrchu je 96%. (na pointačním Wateku se dá pointovat na hvězdy kolem 10 magnitudy v reálném čase.)
To všechno by měla splňovat štěrbina vhodná pro astrospektroskopii.

Psion · #83

Snímač Pixel Disperze
(um) A/pixel)
Watec 8.4 2.77
EOS 300D 7.1 2.34
EOS 40D 5.7 1.88
QHY8 7.8 2.57
QHY9 5.4 1.78
Já myslím, že to je slušné, ale některé věci to stačit nebude (např. profil spektrálních čar, planetární spektrografie apod.). Já jsem volil spektrograf s velkou disperzí (5.5A/p) pro rozsah spektra 380-800nm v jednom snímku a pak spektrograf s disperzí 0.11A/p na speciální věci. Řešit se to u Tebe dá výměnou mřížky za 2400 č/mm. Držím palce v další práci a těšíme se na spektra.

Miloš Hroch · #84

Tak dnes došlo konečně na "first light" spektroskopu MERIS. Prozatím jen Sluneční spektrum pro první posouzení rozlišení a celkového provedení.

Spektrum není prozatím korigované na spektrální citlivost snímače, kterou budu muset teprve změřit a je lepené ze tří částí, proto ty hrby (větší verze na klik).

Rozlišení zjištěné programem VSpec z reálných dat je oproti vypočtené hodnotě mírně lepší (2,18 vs. 2,77 [ch197]/px). Nicméně s výsledkem úplně spokojený pořád nejsem. Budu se v tom muset ještě chvíli vrtat. Co do toho časem možná ještě pořídím bude mřížka s 1200 vrypy/mm.

Miloš Hroch · #85

Měl jsem dnes možnost si zase trochu pohrát se svojí novou hračkou a půjčenou CCD kamerou G1 od MII a zkusil jsem znovu nasnímat sluneční spektrum.

Tentokrát díky kameře s 4 um pixely v dvojnásobném rozlišení než s Watecem posledně. Rozdíl je opravdu znát. Rozlišení vypočtené z experimentálních dat je 1.4 [ch197]/px. Zkusil jsem spektrum nakalibrovat pomocí emisních čar neonu (multipoint kalibrace) a pohrát si s identifikací některých intenzivnějších čar ve slunečním spektru, prozatím alespoň v rozsahu 5720 - 7460 [ch197]. Jak jsem zjistil, není to při tomto rozlišení žádná legrace, protože mnohdy jde o slité klastry několika čar náležejících více prvkům. K identifikaci jsem využil výborného fotografického atlasu observatoře Pic du Midi (http://ljr.bagn.obs-mip.fr/observing/sp ... index.html)

Spektra byla zpracována programem VSpec (http://www.astrosurf.com/vdesnoux/

Pro prohlížení je zde verze v plném rozlišení http://www.astronom.cz/procyon/af/solar ... e_full.png

Nejintenzivnější spektrální čáry patří Na I, Fe I, Ca I, H I, O2. Všem nám dobře známá čára H-alfa (H I) je uprostřed snímku a předpokládám, že to co na ni lze pozorovat je Voightuv profil typický pro spektrální čáry (vzniká konvolucí Gausovy a Lorentzovy křivky). Identifikovat lze např. i čáru niklu nebo křemíku. Velmi dobře jsou patrné molekulární pásy dvojatomové molekuly terestrického kyslíku i s jejich vibrační strukturou (ve vzdálené červené oblasti, označené jako O2 band).

Po prvních zkušenostech s přístrojem je mi jasné, že budu časem muset pořídit lepší objektiv pro kameru, protože na krajích obrazu jsou při odclonění patrné docela hrozné aberace, které mi rozšiřují profil spektrálních čar v krajích. Pomůže přiclonění objektivu, u tak silného zdroje jako je denní světlo to nevadí, nicméně pro budoucí použití na stelární spektroskopii bych se připravil o dost světla.

Další poznatek je takový, že ve stávající konfiguraci je spektrum poměrně hodně podvzorkované, což bylo dobře vidět, když jsem si spektrum v programu Vspec zvětšil. Chtělo by to buď kameru s ještě menšími pixely (což je dost nereálné) nebo zvětšit disperzi (což časem udělám mřížkou s d=1200 mm-1).

Štěrbina kterou prozatím používám je s pevnou šířkou a vyrobena ze dvou žiletek (slušná piplačka pod mikroskopem) a její "performance" se zdá více než slušná na to jaký je to bastl. Šířku budu muset změřit laserem, až si zase najdu chvilku času.

Psion · #86

Pěkné Miloši!

Roman (Rick) · #87

Wau, pekné spektrum, i ten pokec okolo toho. Veľmi zaujímavé. A taktiež ten bastl zo žiletiek

. Teším sa na prvé výsledky zo stelárnej spektroskopie

.

Miloš Hroch · #88

Psion, Rick:

Díky za reakci. K prvnímu stelárnímu spektru ještě bude kus cesty, protože zatím po chvilkách, kdy mám čas, ještě pořád řeším softwarové zpracování, kalibraci na níž vlastně záleží jakákoliv další práce s naměřenými daty, ostření celého toho krámu a různé technické drobnosti a zkouším experimentovat s jednotlivými funkčními částmi spektroskopu jako je právě štěrbina a její mechanické provedení, ohnisková vzdálenost použitého kamerového objektivu, jeho přiclonění atd. Je docela hezké vidět na vlastní oči jak fyzika funguje.

Co bude také nejspíš nevyhnutné, tak vyřešit výše diskutované použití optického vlákna, protože celý ten "bazmecht" je dost těžký a nechtěl bych si nějak vyvaklat precizní okulárový výtah mého fotografického refraktoru.

Ještě taková perlička, dnes jsem si díky slunečnému počasí v dopoledních hodinách mohl tímto přístrojem také poprvé pořádně vychutnat sluneční spektrum na vlastní oči s použitím různých okulárů a díky množství světla prohlédnout i druhý a třetí řád spektra. Tak jsem například zjistil, že spektrální rozsah mého vlastního biosenzoru je cca 410 - 710 nm, takže v IR mám větší dosah než v UV ;D. Jinak jsem krásně rozlišil třeba hořčíkový triplet nebo sodíkový dublet a pěkně vypadal i kyslíkový band v oblasti okolo 6900 [ch197]. Každopádně je to řádově lepší podívaná, než mým původním spektrokukem z DVD disku (http://www.astronom.cz/procyon/construc ... scope.html)

Roman (Rick) · #89

Tak to sa nám potom určite nezabudli pochváliť aj s ďalšími výsledkami

. Držím palce

.

David_Vodecky · #90

Velice povedené. Pro účely škol které k nám chodí na pozorovaní jsem také loni spáchal spektroskop z DVD. Dodělal jsem k němu držák na kompakt na focení. Dá se fotit 1 i 2 řád. Tak můžete porovnat rozdíl takové hračky a pořádného přístroje.

http://galerie.albumfotek.cz/29955/?pag ... to=1191808
http://galerie.albumfotek.cz/29955/?pag ... to=1191807
http://galerie.albumfotek.cz/29955/?pag ... to=1191806
http://galerie.albumfotek.cz/29955/?pag ... to=1185652