Jump to content

Filtry interferencyjne - sumator blueshiftów


Recommended Posts

Wynik moich partyzanckich zmagań w temacie pomiarów widm pod kątem dla filtra Optolong S II 6.5 nm. Nawet nie będę opisywał jaką "techniką" określałem kąty, żeby nie robić pośmiewiska :) Jednak z uwagi na wykonanie pomiarów dla 10 różnych kątów zakładam, że wyniki są już jako tako miarodajne. Zdziwiłem się, że n(eff) wyszedł około 2.0. Jeśli @stratoglider w swoich symulacjach wykorzystał inną, niższą wartość n(eff) (a wydaje mi się, że tak właśnie było) to powyższe wnioski dotyczące filtrów @kubaman wymagają rewizji. Im wyższy n(eff), tym mniejszy blueshift.

 

Na wszelki wypadek jednak jeszcze dodam: nie ręczę głową za dokładność wyznaczenia n(eff) dla badanego filtra. Po Nowym Roku, gdy skonstruuję odpowiedni przyrząd do pomiarów pod kątem, wrócę do tego problemu.

 

image.png.71b9fa4e2aded1d28db1f0a671eef7a2.png

 

1 godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Hej,

A jak będzie z filtrem bandpass w podczerwieni, np. 985nm FWHM 55nm, zamontowany do obiektywu f/2? Pewnie straszna kaszana w zależności od kąta?

 

f=135mm, filtr taki:

https://opticalfiltershop.com/shop/bandpass-filter/nir-bandpass-700nm-to-1100nm/nir-bandpass-filter-985nm-fwhm-55nm/

 

Przy tak szerokim filtrze (55nm) blueshift nie jest już strasznie złą rzeczą. Nie powiem, że będzie pomijalny, ale bardzo dużo nie zmieni.

Edited by dobrychemik
  • Thanks 1
Link to post
Share on other sites

Kuba, wg mojego modelu, przy założeniu, że n(eff)=2.0 (nie mam pojęcia, czy to jest prawda dla Twojego filtra) Twój Astronomik H alfa CCD 12 nm prezentuje się bardzo dobrze:

 

Na razie w moim modelu nie zaimplementowałem osłabiania intensywności wiązki dla wzrastających kątów (zwiększona absorpcja i odbicie światła), stąd niemal równa wysokość krzywych.

 

Parametry:

- apertura 279 mm, obstrukcja 112 mm, ogniskowa 620 mm

 

image.png.786072b76d27427a9b271977d5fe4fc3.png

Edited by dobrychemik
Link to post
Share on other sites

Niestety na razie nie wiem jak wymodelować zmianę kształtu pików w widmach mierzonych pod kątem - nie mylić z widmami modelowanymi dla układu obiektyw+filtr. W obecnym, najprostszym modelu widmo jest tylko przesunięte i lekko ściśnięte. Może ktoś ma pomysł jak to ugryźć w sposób ilościowy?

Link to post
Share on other sites

@stratoglider Udało mi się odtworzyć Twoje wyniki. Twoje wykresy przedstawiają przewidywane widma dla n(eff)=1.4. Z moich pomiarów Optolonga wyszło n(eff)=2.0. Różnica bardzo duża, stąd i przewidywania bardzo różne. Pokazuje to, że filtry potrafią się bardzo różnic rodzajem napylanych powłok. Czeka mnie zatem szereg nowych pomiarów dla różnych typów filtrów różnych producentów. Wyznaczone n(eff) dla różnych filtrów oczywiście będę udostępniał.

Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...

Cześć, program mam tylko na kompie w pracy, więc dopiero dziś mogłem sprawdzić wartość n(eff) jaki stosowałem. U mnie n(eff) = 1.43. dobrychemik dobrze wydedukowałeś.

Zacząłem od wartości 1.00 i 2.00 wiedząc że prawidłowa wartość jest gdzieś pomiędzy nimi. Przeprowadzając próby zawężałem te wartości do momentu, aż uzyskałem zadowalającą zgodność krzywych zmierzonych dla filtra TV Bandmate Nebustar. Zatrzymałem się na wartości 1.43 a wyniki dla tego współczynnika przedstawiłem w poście #1. Wszystkie pozostałem wykresy w tym wątku, wykonywane były dla tej samej wartości, co oznajmiłem na początku tematu. 

 

Naturalnym jest, że wyniki od użytkownika dobrychemik są kalibrowane dokładnie dla danego filtra, więc należy je uznać za właściwsze. A na podstawie ogólnego wyglądu krzywych dla danego obiektywu (a tylko dla innego współczynnika), oraz znalezienie że dla n(eff) = 1.4 zostały odtworzone moje wyniki, potwierdza to zgodność obu programów, pisanych niezależnie - że sumowanie po powierzchni obiektywu, jest bezbłędne.

  • Like 2
Link to post
Share on other sites

W moim przypadku nawet trudno mówić o "programie", bo symulator zrobiłem w Excelu. Początkowo planowałem użyć Visual Basica pod Excelem, ale po przemyśleniu algorytmu nawet VB okazał się niepotrzebny. Kluczem do uproszczenia okazało się podzielenie powierzchni obiektywu na koncentryczne okręgi nie wg stałego przyrostu promienia, ale wg wzrastającej bezwzględnej wartości przesunięcia widma.

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Standartowe 12nm dobrane pod F2 przez Astronomika, zapewne tożsame z ta nową serią.

 

 

Edited by kubaman
Link to post
Share on other sites
W dniu 22.12.2020 o 11:32, Behlur_Olderys napisał:

Hej,

A jak będzie z filtrem bandpass w podczerwieni, np. 985nm FWHM 55nm, zamontowany do obiektywu f/2? Pewnie straszna kaszana w zależności od kąta?

 

f=135mm, filtr taki:

https://opticalfiltershop.com/shop/bandpass-filter/nir-bandpass-700nm-to-1100nm/nir-bandpass-filter-985nm-fwhm-55nm/

 

Wykresu nie przedstawię, gdyż (póki co) program nie ma możliwości odczytu całego wykresu z obrazka. Jednak oszacowałem z grubsza co będzie. Ogólnie rzecz biorąc całkowita wartość transmisji filtra się nie zmieni, a jedynie jej kształt stanie się bardziej trójkątny niż trapezowy. Z wykresu odczytałem, że pasmo przy 80% transmisji jest w tym przypadku: 973 ... 1016 nm. No to w f/2 będzie mniej więcej 973 ... 1006 nm.

(nie wiem czy to dobrze, bo nie znam linii którą ma przenosić). Za to dołem będzie szerzej - od około 950 do 1030 nm.

Link to post
Share on other sites
3 minuty temu, stratoglider napisał:

 

Wykresu nie przedstawię, gdyż (póki co) program nie ma możliwości odczytu całego wykresu z obrazka. Jednak oszacowałem z grubsza co będzie. Ogólnie rzecz biorąc całkowita wartość transmisji filtra się nie zmieni, a jedynie jej kształt stanie się bardziej trójkątny niż trapezowy. Z wykresu odczytałem, że pasmo przy 80% transmisji jest w tym przypadku: 973 ... 1016 nm. No to w f/2 będzie mniej więcej 973 ... 1006 nm.

(nie wiem czy to dobrze, bo nie znam linii którą ma przenosić). Za to dołem będzie szerzej - od około 950 do 1030 nm.

 

 

No tak, teraz zdałem sobie sprawę, że myślałem o czymś innym:

O tym, jak to będzie ogniskować gwiazdki, ale to wiedzą tylko producenci obiektywu :)

 

 

Przydałby się symulator w którym wkłada się obiektyw, filtr obiekt i kamerę a w wyniku dostaje się zdjęcie :D

Link to post
Share on other sites
W dniu 22.12.2020 o 22:21, dobrychemik napisał:

Niestety na razie nie wiem jak wymodelować zmianę kształtu pików w widmach mierzonych pod kątem - nie mylić z widmami modelowanymi dla układu obiektyw+filtr. W obecnym, najprostszym modelu widmo jest tylko przesunięte i lekko ściśnięte. Może ktoś ma pomysł jak to ugryźć w sposób ilościowy?

 

Nie wiem co dokładnie masz na myśli. Jednak udało mi się w prosty sposób wymodelować zmianę kształtu krzywej dla układu obiektyw+filtr.

 

1. Wystarczy znać 2 blueshifty: pierwszy dla brzegu obiektywu, drugi dla brzegu obstrukcji. Aby nie przeliczać rozwarć obiektywu na kąt, a potem kątów na blueshift - do pomocy jest ta tabelka:

2120224910_beztytuu.JPG.18e09c0cfc283b8b75e52d2a07ed999e.JPG

Mamy np f/4.0, przyjmujemy n eff 1,75 i odczytujemy blueshift: 0.25 %. W przypadku gdy obstrukcja jest np 1/5 średnicy apertury, wtedy brzeg obstrukcji jest widoczny tak jak obiektyw f/20 i tam blueshift jest 0.01 %.

 

2. Trzeba przedstawić oryginalną krzywą transmisji filtra (mierzoną osiowo) w postaci trapezu (niekoniecznie równoramiennego). Schemat ten ma charakterystyczne punkty: A, B, C, D.

 

T1.JPG.06c9de2c256f224afe46afa861002dd9.JPG

 

3.  Dobrze by było obliczyć blueshifty w nm.

Załóżmy że ten filtr to H alfa, więc wszystkie punkty są w pobliżu 650 nm.

Wtedy blueshift dla krawędzi obiektywu będzie 0.25% x 650 nm = 1.56 nm 

A dla obstrukcji 0.01% x 650 nm = 0.06 nm

 

4. Najważniejsze - reguła przesuwania

a) Punkty B i D przesuwamy w lewo o wartość blueshiftu dla obiektywu.

b) Punkty A i C przesuwamy w lewo o wartość blueshiftu dla obstrukcji.

 

Poniżej zostało to przedstawione tylko dla obiektywu, bez obstrukcji - punkt B został przesunięty do punktu B', a punkt D do punktu D'. I otrzymano czerwoną krzywą dla układu obiektyw+filtr.

 

T2.JPG.7d229c0a1a6435d63dd9bd1ad627fe3d.JPG

 

Aby uwzględnić obstrukcję należało by jeszcze przesunąć punkty A i C. Jednak zwykle można ten krok pominąć, gdyż blueshifcik wychodzi tam mikroskopijny.

(dopiero np w f/2.0 z obstr 40 %, wychodzi to tak jak w f/5 i warto uwzględnić)

 

_____________________________________

 

Dodatkowe przemyślenia:

- od prawidłowej znajomości współczynnika n eff zależy wartość przesunięcia, a nie tok rozumowania przedstawionego w tym poście.

- jeśli punkt B' wypadnie na lewo od punktu C, wtedy filtr już nie osiąga swojej max transmisji a jedynie się rozszerza w poziomie. Występuje to dla zbyt wąskich filtrów a szerokiego stożka światła. 

- jeśli transmisja filtra faktycznie byłaby takim trapezem, wtedy to proste rozumowanie daje wyniki bezbłędne. Można udowodnić że linia prosta, zostaje prostą dla układu obiektyw+filtr.

- trapez poszerza swoją podstawę dolną a zawęża górną. 

- całkowite "pole powierzchni" trapezu się nie zmienia! (oznacza to całkowitą wartość transmisji filtra)

- blueshifty są proporcjonalne do kwadratu światłosiły, tzn jeśli jest jakiś dla f/4.0, to dla f/2.8 będzie 2x większy, a dla f/2.0 - 4x większy. 

- w "akademickim przypadku" badania tylko ostatniej strefy obiektywu - blueshifty dla obiektywu i obstrukcji będą takie same więc wyszstkie 4 punkty trapezu przesuną się o tą samą wartość, dając po prostu jeden blueshift

- naturalnie, jeśli przybliżymy transmisję filtra prostokątem, wtedy powyższe modelowanie też działa. Z prostokąta i tak zrobi się trapez. Może warto popróbować w myślach, zwiększać aperturę aż z trapez zamieni się w trójkąt ;-) co będzie potem ?

- sądzę że żaden rozum nie ogarnie metody przewidzenia kształtu filtr+obiektyw_z_obstrukcją jeśli filtr będzie dodatkowo przechylony. Do tego konieczny jest program.

 

 

Edited by stratoglider
  • Like 1
Link to post
Share on other sites
39 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

Hej,

Pod tym linkiem: https://opticalfiltershop.com/wp-content/uploads/2019/09/NIR-Bandpass-Filter-930nm-FWHM-50nm-CO674-93.xlsx
można ściągnąć excelowy plik z wykresem i danymi transmisji pewnego filtra. 

Czy i jak załapią się tam linie [SIII] 907nm i 953nm, gdy użyję obiektywu - powiedzmy - f/2.8?

 

Pozdrawiam :)

 

Współczynnik refrakcji filtra dramatycznie wpływa na wielkość bluszifta. Bez jego znajomości, chociaż przybliżonej, mamy wróżenie z fusów. Cholera wie czym napylają filtry do podczerwieni.

  • Sad 1
Link to post
Share on other sites
2 minuty temu, dobrychemik napisał:

 

Współczynnik refrakcji filtra dramatycznie wpływa na wielkość bluszifta. Bez jego znajomości, chociaż przybliżonej, mamy wróżenie z fusów. Cholera wie czym napylają filtry do podczerwieni.

 

Hm... A jakbyś dał ten sam co w jakimś filtrze Ha który mierzyłeś? I mógłbyś pokazać przypadek x2 i x0.5? Takie trzy wyniki dawałyby chyba jakieś orientacyjne pojęcie?

Link to post
Share on other sites

Wychodzi z grubsza coś takiego dla F/2.8 bez obstrukcji:

- n=2.0 da przesunięcie ok. 2 nm

- n=1.5 da przesunięcie ok. 4 nm

 

Dla filtra, którego widmo zalinkowałeś, to akurat oba pasma (907 nm i 953 nm) odczują pewną różnicę - jedno na plus, drugie na minus.

 

 

Link to post
Share on other sites
W dniu 12.01.2021 o 21:50, dobrychemik napisał:

Przyznam, że sam w tym momencie nie rozumiem czego nie rozumiałem :)

 

 

Przypomniałem sobie o co mi chodziło :)

 

@stratoglider ładnie wytłumaczył zmianę kształtu pliku jaką generują nasze symulatory blueshifta i tu sprawa jest oczywista. Mi natomiast chodziło o wytłumaczenie zmiany kształtu piku podczas pomiaru w spektrofotometrze. W tym wypadku nie ma sumowania po powierzchni i różnych kątach - wiązka przechodzi pod jednym konkretnym kątem. Przynajmniej teoretycznie. Wizualnie oba efekty są do siebie podobne: wierzchołek piku ulega wyostrzeniu, a podstawa poszerzeniu.

 

Po przemyśleniu sprawy podejrzewam, że przyczyna może być ta sama: niezerowa powierzchnia źródła światła i niezerowa powierzchnia detektora łącznie powodują pewien niewielki rozrzut kątów padania na filtr rejestrowanych promieni. Przy prostopadłym ułożeniu filtra efekt ten może być niemierzalny, ale przy dużych kątach powinien być coraz mocniejszy. Sprawdzę to w praktyce: poeksperymentuję z różnej wielkości przysłonami przed filtrem. Jeśli mam rację, to im mniejszy będzie prześwit, tym mniejszą zmianę kształtu piku zaobserwuję podczas pomiarów pod kątem.

 

Poniżej przykład szeregu widm jednego filtra pod różnymi kątami (pomiar pod kątem 7 stopni wygląda na sknocony - wygląda raczej na jakieś 5 stopni).

image.png.a7b06b74bcce004b7baef7daa313629a.png

Edited by dobrychemik
Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 21 replies
    • MARS 2020 - mapa albedo powierzchni + pełny obrót 3D  (tutorial gratis)
      Dzisiejszej nocy mamy opozycję Marsa więc to chyba dobry moment żeby zaprezentować wyniki mojego wrześniowego projektu. Pogody ostatnio jak na lekarstwo – od początku października praktycznie nie udało mi się fotografować. Na szczęście wrzesień dopisał jeśli chodzi o warunki seeingowe i udało mi się skończyć długo planowany projekt pełnej mapy powierzchni (struktur albedo) Marsa.
        • Like
      • 119 replies
    • Aktualizacja silnika Astropolis - zgłaszanie uwag
      Dzisiaj zaktualizowaliśmy silnik Astropolis do najnowszej wersji (głównie z powodów bezpieczeństwa). Najpoważniejsze błędy zostały już naprawione, ale ponieważ aktualizacja jest dosyć rozbudowana (dotyczy także wyglądu), drobnych problemów na pewno jest więcej. Bez was ich nie namierzymy. Dlatego bardzo proszę o pomoc i wrzucanie tu informacji o napotkanych problemach/błędach.
      • 236 replies
    • Insight Investment Astrophotographer of the Year 2020 – mój mały-wielki sukces :)
      Jestem raczej osobą która nie lubi się chwalić i przechwalać… ale tym razem jest to wydarzenie dla mnie tak ważne, że postanowiłem podzielić się z Wami tą niezwykle radosną dla mnie wiadomością.
       
      Moja praca zajęła pierwsze miejsce w kategorii „Planety, komety i asteroidy” podczas tegorocznego konkursu Insight Investment Astronomy Photographer of the Year 2020.
        • Like
      • 85 replies
    • Zobaczyć powierzchnię Wenus.... - mapa promieniowania termicznego (sezon 2020)
      Zacznę od zdjęcia a potem będą technikalia, opisy zbierania materiału oraz informacje o obróbce
      6 maja faza Wenus zmalała poniżej 20% więc zaczął się najlepszy okres kiedy możemy podejmować próby rejestracji promieniowania termicznego powierzchni Wenus. Czas ten potrwa mnie więcej 17-18 maja kiedy to planeta będzie już zbyt blisko Słońca i kontrast zmaleje uniemożliwiając (lub utrudniając) rejestrację tego zjawiska.
        • Like
      • 30 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.