Zesilovač jasu obrazu

[zdenek]

Zde jsou technické otázky týkající se využití ZJO v astronomii, které vyvstaly v Sekci Pozorování u příspěvku:
zdenek napsal: V mé fotogalerii se můžete kouknout na poslední experiment - fotografování deepsky v sestavě
Dobson+254mm Newton+KLARA a pak
MP napsal: Tak tohle je na samostatne tema v technice. Take ...a následující

[zdenek]

Takže konkrétněji ke Kláře:
- oproti obrázku na stránkách Meopty jsem neměl nasazenu při pozorování afokální předsádku (to je ta velká část dole. Zůstala tak jen ta menší vrchní část použitelná např. jako noktovizní brýle).
- vlastní mikrokanálková destička u Klary je
   II.gen SUPER, popř. III.gen (to záleží na konkrétních požadavcích a určení)
II.Gen SUPER ma oproti "obycejne" II.gen. zvysenu celkove citlivost a zejmena pak v oblasti cervene a dokonce i IC (cca do 870nm).

- fyzické rozměry vlastni desticky jsou opravdu 18mm, rozliseni 30-40 car/mm (dle konkretniho zvoleneho typu, konkretne v mem pripade to bylo 36 car/mm). Nejnovejsi mikrokanal. desticky ale maji i dvojnasobek teto hodnoty (bohuzel ne ty v Klare).

[zdenek]

Jeste na doplneni:
mam v planu jeste otestovat starsi "vakuove" varianty ZJO.
Oproti mikrokanalku maji sice nizsi citlivost (opt zisk je cca 10^2-10^4), na druhou stranu ale maji vetsi rozliseni. Prijemne je, ze jsou zaroven i mnohem levnejsi. Uvidime jak dopadne experiment.

[zdenek]

Existuji samozrejme i varianty vyuzivajici mikrokanalkovou desticku urcene primo pro astronomy. Prikladem muze byt napr. OKULAR s mikrokanal. destickou. Bohuzel ani zde neni cena zrovna nejnizsi. Na uvedene strance je pak i par dalsich obrazku porizenych mikrokanal. destickou.

[FunTomas]

Nie je to nahodou nieco podobne ako elektronicky okular bezne inzerovany v S&T ? Ten mozno nema taky svetelny zisk ale stoji uplne "smiesny" peniaz oproti tej KLARE.

[zdenek]

Variant vyuzivajicich ZJO je cela rada. Starsi typy jsou opravdu pro nekoho za "smesny" peniz (radove kolem 10-20tis). Novejsi pak jsou umerne drazsi Napr.  vyse zmineny okularek I3, nekdy jej popisuji jako I CUBE, stoji cca 2600 $. Rozdil v citlivosti (resp. sv. zisku, popr. i dalsich parametru - odstup sig/sum, prahovy zarivy tok, ...) je vsak u tech levnejsich variant o dost horsi (a to i o 2 rady, tedy i 100x). Pro realnou predstavu prave proto planuji vyzkouset jak pisi vyse starsi varianty ZJO, ktere budou kvalitou obrazu tem levnejsim odpovidat.

[MP]

Jenom bych poznamenal, ze se vyrabeji i CCD chipy s integrovanou mikrokanalovou destickou pred senzorem. Vyhoda je shodne rozliseni : 1pixel = 1 mikrokanal. Dela to napr. Fairchild u nekterych specialnich chipu. Dalsi vyhodou je moznost pouziti napr. pro rentgenove obrazy - desticka muze byt citliva i na jine slozky gama zareni a zaroven funguje jako stineni vlastniho CCD.

Pokud vim, tak Fairchild takove chipy dodava i pro NASA ( Chandra a podobne sondy ) a pro Pentagon ( spionazni druzice ). Ceny jsou skutecne astronomicke. Ale kdo chce, muze si to klidne objednat od Framosu, ten chipy od Fairchildu dodava

Pro ilustraci : "astronomicky" chip CCD486 ( bez zesilovace obrazu ) stoji podle jakosti od 19000 do 113000 Euro :'(

[Pavuk_]

Vyborna stranka, kde je popis NV zariadeni, ako pracuju, rozdelenie do generacii a aj cennik.Nezabudnite si precitat FAQ
http://www.opticsplanet.com/info/htb_nvd.shtml

Nasiel som produkt od Meade, kde je obraz snimany CCD a zobrazovany na LCD display. Ale bez mikrok.d. to asi nebude k nicomu.
http://www.meade.com/nightview/index.html

Trochu som pocital:
gen I. zisk radovo 1000 t.j. 2.5log1000=7-8mag
gen II. zisk radovo 10000 t.j. 10-11mag
gen III. a IV. je este o rad citlivejsia ::), ale cenovo nedostupna
Ak vidim limitnu mag. napr. 12 bez pristroja, potom cez $150 sunku budem mat aspon 5 mag t.j. vizualne 17mag ? Takze I. 12+7.5=19.5 a II. 21mag vizualne ?
to zdenek:
1) mohol by si pri najblizsom pozorovani urcit MHV cez tvoj pristroj (+popis pristroja).
2) MHV iba s Klarou ? Kolko je ?
3) Ked sa pozries na Kaliforniu iba s Klarou vidis ju ?
:hi:

[Psion]

Protože jsem si pozorování přes Klaru vyzkoušel na vlastní oči, musím říci, že to je nejen zajímavá věc, ale posunuje pozorování úplně jinam. Cena je zatím vysoká, ale jak znám vývoj technologií, za pár let bude k dispozici okulár za 10.000,- s rozlišením 100 čar/mm s světelným ziskem 200000. Stačí dát na 10cm dalekohled a fotit objekty 15mv na azimutální montáži. To už snad nebude astrografie jenom pro odborníky

[Rudy]

Je to velmi zaujmave ale tie ceny su sialene.Nedali by sa na to pouzit niektore pristroje,co ponuka firma Tromf www.tromf.sk. Su tam niktore aj vo vypredaji. Cena okolo 8.000.-Sk ale 1.Gen.? Zda sa ze je tam aj celkom dobra optika.

[MP]

Pavuk_ napsal:
Ak vidim limitnu mag. napr. 12 bez pristroja, potom cez $150 sunku budem mat aspon 5 mag t.j. vizualne 17mag ? Takze I. 12+7.5=19.5 a II. 21mag vizualne ?
[No, nevim, abychom to neprehaneli. Totiz pokud do objektivu nechytis ani jeden foton, zadne zesileni Ti nepomuze. Takze domaci ukol ( ted uz se mi nechce pocitat ) : Kolik fotonu za sekundu dopadne z hvezdy mag.21 na mikrokanal o prumeru 6um ?

Jinymi slovy : Zdenek vyfotil normalnim fotakem na 1/30sec. snimky, ktere jinak i s citlivou kamerou potrebuji pres 10 sekund. Kdyby vzal citlivejsi kameru, ktera "vidi" pri stejnem case o 3mag. dale, dokazal by stejnym casem vyfotit o 3mag. slabsi objekty ? Nebo by pritom tak narostl sum ( chytani jednotlivych fotonu ), ze by to bylo nepouzitelne ( nedalo by se to ani skladat ) ? Nevim, ale kdyz mi to spocitate, budu potesen. Mam ale obavu, ze kde nic neni, ani MCP nebere. Spis vidim prinos pro vizualni pozorovani a samozrejme pro zkraceni expozic u relativne jasnych objektu ( pro velky dalekohled je spousta objektu relativne jasnych ).

[zdenek]

Pavuk_ napsal:
Trochu som pocital:
gen I. zisk radovo 1000 t.j. 2.5log1000=7-8mag
gen II. zisk radovo 10000 t.j. 10-11mag
gen III. a IV. je este o rad citlivejsia  ::), ale cenovo nedostupna  :(
Ak vidim limitnu mag. napr. 12 bez pristroja, potom cez $150 sunku budem mat aspon 5 mag t.j. vizualne 17mag ? Takze I. 12+7.5=19.5 a II. 21mag vizualne ?
Presne tak jak pise MP. Ono to zas az tak jednoduche neni. Zisk sam o sobe nic neznamena, protoze:
- starsi NV maji i horsi prahovy zarivy tok (tzn. jsou schopny zpracovat jen silnejsi signal)
- u pristroje citliveho v cervene a IC oblasti cast ziskane energie musi byt zapocitana na vrub transformace fotonu na fotony vetsich energii tj. kratsich vlnovych delek (cca kolem 550 nm)
- kvantova ucinnost transformace FOTON->ELEKTRON->FOTON je u starsich typu nizsi.
- starsi generace NV maji zpravidla i o neco vyssi vlastni tepelny sum (coz se projevi jako zrneni na stinitku). Jinak receno, tvoje odhady jsou v realu asi o dost nadsazene.

Z toho duvodu (uvadim deleni do generaci tak, jak je zavedeno u nas v CR; napr. v USA to deli trosku jinak):
- EOP (elektron opticky prevodnik), predchudce ZJO (zesilovac jasu obrazu) se ziskem radove 1-10 a vyuzivany v prvnich nocnich pozorovacich pristrojich a vyzadujici osvit IC reflektorem bude pro tyto ucely nevhodny;
- 1. generace ZJO (vakuove soucastky) se ziskem 100-1000 jsou zajimave asi jen ony posledni serie s vetsim ziskem (posledni vakuove ZJO dokonce meli zisk cca 10^4; prave ty chci vyzkouset - jsou pomerne levne a maji i vetsi rozliseni);
- 2. generace ZJO se ziskem 10^4-10^5 (s mikrokanal. destickou) uz byla rozebrana o par radku nahore; Klara kterou jsem zkousel mela prave ZJO 2.5 generace (II.gen SUPER) s rozsirenou citlivosti v cervene a blizke IC.

- 3. a 4. generace ZJO (ruzne modifikovane mikrokanal. desticky) se ziskem az 10^6-10^8 jsou pro amatera neumerne drahe.

[zdenek]

Pavuk_ napsal:
to zdenek:
1) mohol by si pri najblizsom pozorovani urcit MHV cez tvoj pristroj (+popis pristroja).
2) MHV iba s Klarou ? Kolko je ?
3) Ked sa pozries na Kaliforniu iba s Klarou vidis ju ?
:hi:AD1
 Popis je rozebran postupne o par radku vyse. Sestava pri foceni na mych strankach.
Pokud te zajima neco konretniho, dej vedet.

AD2
Zisk Klary (bez afokal. predsadky, tzn. v sestave "noktovizni bryle" D=cca10mm) byl oproti pozorovani pouhym okem cca 5-6mag (tedy hodnota zhruba polovicni oproti tebou odhadnute). na bodovy objekt. Tedy na hvezdu. U plosnych objektu to bude trosku jinak - tam bude hrat hlavni roli kontrast vuci pozadi. Proto v oblasti s velkym svet. znecistenim ani tento prostredek nepomuze. Naopak v opravdove tme to je opravdu nadhera.

AD3
Klaiformie ma docela malou plosnou jasnost. Primo Klarou jsem ji nezkousel, ale pri nejblizsi prilezitosti to prubnu. Nicmene s Klarou za 10" Newtonem jiz bude videt celkem urcite.

[maros_rusnak]

[quote author=MP Takze domaci ukol ( ted uz se mi nechce pocitat ) : Kolik fotonu za sekundu dopadne z hvezdy mag.21 na mikrokanal o prumeru 6um ?

Teraz zasa nerozumiem ja, naco je pred tou mikrokanalovou dostickou objektiv (dalekohlad)? Preco pocitame kolko fotonov by dopadlo na plosku 6um, ked opticka sustava predsa zbiera svetlo z plochy radovo 100 cm2 a az toto svetlo potom ide na tu malu plosku (mozno vacsiu ako 6um, zalezi od kvality optiky).
???

[MP]

Pardon, spatne jsem se vyjadril ( uz jsem skoro spal ), myslel jsem pres dalekohled ( Zdenek mel 250mm ) s nejakou "normalni" velikosti kotoucku, do ktereho se zobrazi hvezda.

Tak jsem si trochu zapocital, je to jen hruby odhad, pro ilustraci. Predpokladal jsem spektralni prubeh citlivosti shodny s filtrem pro urceni vizualni magnitudy ( to neni pravda, ale pro radovy odhad ... ), kvantovou ucinnost 50% ( to je take dost optimisticke ), ztraty 33% v mezerach mezi mikrokanaly a "rozostreni" hvezdy na 10 mikrokanalu ( pri te rozteci 6um to lepsi nebude ). Jako kriterium pozorovatelnosti jsem vzal zachyceni 10 fotonu za sekundu na kazdem z tech 10 mikrokanalu - to uz by hodne sumelo, ale jeste bychom si tam tu hvezdu mohli predstavit. Pro ruzne prumery dalekohledu mi vysly nasledujici limitni magnitudy :

60mm : mag.13
100mm : mag.14
200mm : mag.15.5
250mm : mag.16
300mm : mag.16.4

Tohle by tedy melo byt "s odrenyma usima" dosazitelne pri vizualnim pozorovani, nebo pri foceni casem kolem 1/4 sec. a skladani vice expozic ( silny sum ). Je to hezke, ale zadny velky zazrak. Svou TV kamerkou pres 200mm dalekohled zachytim hvezdy mag.15.5 zhruba 8sec. expozici a sum jeste neni tak strasny. On ten ExView HAD CCD take chyta temer kazdy foton ( s ucinnosti kolem tech 50% ), jenom je tolik nezesiluje. Nekdy schvalne zkusim vic vytahnout jas a kontrast ( za cenu silneho sumu ) a uvidim, na jake casy se dostanu. Myslim, ze se to tolik lisit nebude.

Takze zaver : Je to skvele pro vizualni pozorovani. Pro fotografovani bych ty penize radeji investoval do kvalitni CCD astrokamery.


P.S. : znovu jsem prostudoval Zdenkovu fotku M57 a nejslabsi hvezdu jsem tam nasel mag.15.6, coz zhruba odpovida ocekavani.