Studium wykonalności pomiaru halo na filtrach

[rambro]

Godzinę temu, dobrychemik napisał:

Skoro wydaje się, że jedną z głównych ról w powstawaniu halo odgrywa matryca światłoczuła, to czy zauważyliście przewagę któregoś typu matryc, CCD lub CMOS? Które są z wyglądu bardziej zbliżone do czerni?

Matryca też ma szybkę. Sensor Panasonic z ASI1600 nie ma na szybce warstw AR. Sony zwykle posiada warstwy AR (np. ASI294), tylko ciekawe w jakim zakresie widma są skuteczne. Chyba jednak bardziej odbija powierzchnia sensora niż jego szybka. Małe halo może powstawać też z odbić między sensorem a jego szybką. Pixele coraz mniejsze to i bardziej je widać przy crop 1:1, ale w temacie dyskutujemy halo powodowane przez filtry.

[apolkowski]

Wziąłem klatkę z halo, zmierzyłem średnicę w pikselach, pomnożyłem przez szerokość piksela i światłosiłę i wyszło mi 2,27 mm czyli grubość filtra.

Czy należy wnioskować, że halo bierze się z odbić wewnątrz filtra, a nie odbić od innych powierzchni?

 

[MateuszW]

17 godzin temu, Marek_N napisał:

Jakby jeszcze jakiś czynnik powodował, że mimo istnienia zboczy, nie zawsze efekt halo występuje.

Albo ja czegoś nie rozumiem, albo sam nie wiem. Przecież drugim, równie ważnym czynnikiem co istnienie zboczy jest jakość warstw przeciwodblaskowych na filtrze od strony kamery! To od tych warstw zależy, ile światła z tego, co odbiła nam matryca / szybka wróci znowu na matrycę w postaci halo. Dobre warstwy - minimalne odbicie. A jakość tych warstw nie będzie wpływać na wykres transmisji od strony teleskopu.

 

15 godzin temu, Przemek Majewski napisał:

ok, Panowie, mam ciekawy wynik, szybka, którą miałęm za jednego podejrzanego zostaje zwolniona z winy. za odbicie odpowiada sensor.

Z jednej strony wystarczy spojrzeć na matrycę, żeby zobaczyć, że odbija światło jak lustro  Z drugiej jednak, przecież matryca jest pokryta mikrosoczewkami, więc odbijająca powierzchnia to nie jest płaska płytka, tylko taki "wyboisty" kształt - dlaczego więc odbicie od takiego kształtu działa jak od lustra?

[Behlur_Olderys]

11 minut temu, MateuszW napisał:

Z drugiej jednak, przecież matryca jest pokryta mikrosoczewkami,

A nie ma czegoś pomiędzy mikrosoczewkami a powietrzem, jakiejś warstwy... ochronnej?

 

 

[apolkowski]

Może to jest tak:

1. Pełne spektrum dociera do pierwszej ścianki filtra.

2. Filtr przepuszcza to, co powinien i trochę "smiecia" po obu stronach zbocza.

3. Przepuszczone swiatło dociera do drugiej ścianki filtra i napotyka warstwę przeciwodblaskową. To, co przeszło, tworzy podstawowy obraz na matrycy. To, co się mimo wszystko odbiło, wraca do pierwszej ścianki filtra.

4. To, co dotarło po odbiciu od warstwy na drugiej powierzchni ponownie do filtra na pierwszej ściance, a jest w jego zakresie transmisji, wylatuje sobie w stronę kosmosu :-)

5. To, co było "śmieciem" odbija się ponownie od filtra i wraca w stronę sensora. Dociera do niego po pokonaniu drogi optycznej dłuższej o dwie grubości filtra.

[dobrychemik]

32 minuty temu, MateuszW napisał:

Albo ja czegoś nie rozumiem, albo sam nie wiem. Przecież drugim, równie ważnym czynnikiem co istnienie zboczy jest jakość warstw przeciwodblaskowych na filtrze od strony kamery! To od tych warstw zależy, ile światła z tego, co odbiła nam matryca / szybka wróci znowu na matrycę w postaci halo. Dobre warstwy - minimalne odbicie. A jakość tych warstw nie będzie wpływać na wykres transmisji od strony teleskopu.

 

Zacznijmy od przypomnienia, że widmo transmisyjne całego filtra nie zależy od tego, z której strony pada światło. Nawet w przypadku filtra asymetrycznego, takiego jak Optolong SII 6.5nm, nie zauważyłem różnicy.

Załóżmy też, że filtr składa się z trzech części: właściwej odpowiadającej za działanie filtrujące, podłoża szklanego oraz warstw przeciwodblaskowych. (Jeśli się Mylę, to mam nadzieję, że Marek skoryguje). Nawet najlepsze warstwy przeciwodblaskowe nie sprawią, że filtr przestanie odbijać światło wracające od matrycy. Czemu? Już tłumaczę  Warstwy przeciwodblaskowe mają za zadanie sprawić, by światło skuteczniej pokonywało granicę faz - mniej się odbije na granicy warstwyAR/powietrze, a więcej wniknie do filtra. Jednak to światło dalej natrafi na część właściwą filtra. Jeśli byśmy rozważali długość fali dla której transmitancja wynosi 50% (bo czemu by nie?) to aż połowa z tego światła odbije się z powrotem w kierunku warstw AR, które pięknie je przepuszczą do matrycy i powstanie halo. Wniosek: nawet idealne warstwy antyodblaskowe nie uchronią przed halo.

[Przemek Majewski]

2 godziny temu, MateuszW napisał:

Albo ja czegoś nie rozumiem, albo sam nie wiem. Przecież drugim, równie ważnym czynnikiem co istnienie zboczy jest jakość warstw przeciwodblaskowych na filtrze od strony kamery! To od tych warstw zależy, ile światła z tego, co odbiła nam matryca / szybka wróci znowu na matrycę w postaci halo. Dobre warstwy - minimalne odbicie. A jakość tych warstw nie będzie wpływać na wykres transmisji od strony teleskopu.

 

Z jednej strony wystarczy spojrzeć na matrycę, żeby zobaczyć, że odbija światło jak lustro  Z drugiej jednak, przecież matryca jest pokryta mikrosoczewkami, więc odbijająca powierzchnia to nie jest płaska płytka, tylko taki "wyboisty" kształt - dlaczego więc odbicie od takiego kształtu działa jak od lustra?

Powiem prosto. światło nie może zniknąć. no chyba, że cos czarnego pochlonie je i zamieni na ciepło.

 

Chcialbym filtr taki, by byl jednokierunkowy, w jedna puszczał w drugą nie? Marzenie Moze ktoś zna takie mechanizmy?

 

@MateuszW sensor jest wyboisty tak. stąd te wiele odbić dookoła, "microlensing".

 

głowne halo albo z samego odbicia od tego co za sensorem i nie przeszlo i może trochę od wierzchniej warstwy ochronnej.

 

@dobrychemik zaczal ja sprobuje dokonczyc. przy okazji @Marek_N moglby skontrolować:

 

1) warstwy AR nie mają chronic przed pajaczkami, refleksami i halo. mają zminimalizować odbicie i zmaksymalizować przejście. 

1a) porcja odbita zależy od wspolczynnikow zalamania na granicy 

https://pl.m.wikipedia.org/wiki/Równania_Fresnela

okazuje się, ze można stosując warstwy o stopniowo rosnącym "n" zminimalizować odbitą energię. Jak suveruje @Marek_N nawet do 0.2%. Takie odbicie na pewno nie da halo, co sprawdziłem wyjmując bieda-szybke, ktora na pewno byla gorsza. 

2) po co wiec AR? no wylacznie po to, zeby taki maruda astrofotograficzny nie teoretyzowal, ze 4 warstwy szkla xabieraja mu 20% strumienia z apertury. i traci.

2a) wiec warstwa AR od strony kamery tylko pomoże halo-światłu wniknąć w szkło, trafić na stack filtra i wrócić do sensora, bo tak samo dobrze jak wnikło to i wyniknie.

3) stosowanie najlepszej warstwy AR z obu stron byłoby najlepsze

4) poniewaz warstwy są drogie, stosowane sa niekiedy z jednej strony.

 

Reasumujac: warstwy AR są po to, bysmy mogli zakladac ze filtr to filtr. bez szkła i powlok. Ze po prostu filtr pracuje na 100%.

 

Trochę teorii:

 

Co z widmem filtra gdy ma inne powłoki z innej strony?

 

Strona A: super powłoka Marka 100% transmisji.

Strona B: szklo Przemasa 80%.

 

Co widzi Oskar? mógłby moze widzieć takie samo, ale 80% slabsze widmo od strony B? ale gumwno. Widzi to samo, bo swiatlo w obie strony musi pokonać i Stronę A i Stronę B!!

 

Inny przykład:

 

Jeśli powloki dają 0.9 transmisji to od płytki (bo ma dwie strony) trzeba rozwazyc szereg odbic i przejsc.

 

Swiatlo odbite ze strony A

0.1 (odbite)

0.9*0.1*0.9 (wejść, odbić od B, wyjść)

0.9*0.1*0.1*0.1*0.9 (wejsc, odbić od B, odbić od A, od B, wyjsc)

Jak to dodać:

0.1 +

0.9*0.1*0.9*(1+1/100+1/10000+...)

Widać, ze ten ciag geometryczny dla 0.9 już ma q=1/100. I wynosi 100/99 (1/(1-q)). Olać. 1.

Razem 0.1+0.1*0.81=0.18. (prawie 2x tyle)

 

Zamienmy 0.1 na R, 0.9 na T, q na R^2. Pamiętajmy, że

1-R^2 = (1-R)*(1+R) = T*(1+R)

 

I mamy całkowite 

 

Rtot = R+T^2*R/(1-R^2) = R*(1+T/(1+R))

Ttot = T^2/(1-R^2)

(T*T, przejsc przejsc, T*R*R*T, przejsc odbic odbic przejsc)

 

Najwygodniej to zapisać za pomocą wyłacznie R.

Rtot = R*(1 + (1-R)/(1+R)) = 2R/(1+R)

Ttot = (1-R)/(1+R).

Widać, ze Rtot + Ttot = 1. 

 

Te rachunki, przy założeniu identycznych stron.

 

Pierwszy wzor dla małych R przybliza się jak

Rtot = 2R*(1-R) = 2R*T

Ttot = 1-Rtot = 1- 2R*T.

 

R = 1%? Rtot = 1.98%. Sądzę, ze tylko przyoszczedzenie eliminuje zastosowanie najlepszych powlok z obu stron.

[dobrychemik]

Przyznam, że zrobił nam się bardzo ciekawy, przynajmniej dla mnie,wątek. Wcześniej specjalnie nie zastanawiałem się nad istotą halo, a przez te parę dni uświadomiłem sobie parę oczywistości oraz namierzyłem kilka niewiadomych. Uwielbiam to

Liczę na ciąg dalszy

 

[Przemek Majewski]

14 minut temu, dobrychemik napisał:

Przyznam, że zrobił nam się bardzo ciekawy, przynajmniej dla mnie,wątek. Wcześniej specjalnie nie zastanawiałem się nad istotą halo, a przez te parę dni uświadomiłem sobie parę oczywistości oraz namierzyłem kilka niewiadomych. Uwielbiam to

Liczę na ciąg dalszy

 

Mogę jeszcze dodać tylko opis tego "jak oszczędzac na warstwach AR w taniej optyce" i "dlaczego ciemniejszą strona do kamery".

 

dobra warstwa AR powinna pojsc od strony kamery (taka ciemniejsza). rozumowanie:

 

- swiatlo leci z kosmosu

- pyk pada na gorsza warstwe, troche sie odbija i pyk wywala w kosmos... troche straty, ale z pozoru ładnie wszystko, użytkownik nie zauwazy

- przechodzi przez filtr i przez super warstwę Marka 100%. i super

- co jest odwrotnie? swiatlo leci z kosmosu i trafia na granice 100% super AR Marek. wnika cale do filtra

- wychodzac trafia na warsrwę 80% przemas.... niestety. teraz wraca i ponownie przechodzi przez filtr z drogą optyczną o 2*gruboscSzkła dluższą

- to psuje fwhm gwiazdy.

 

Oczywiście najlepiej nie oszczedzać i dawać najlepsze AR-y z obu stron.

 

@apolkowski to wie i ladnie napisal wyżej bardzo podobną wypowiedź 

 

 

 

 

[Behlur_Olderys]

Rozumiem, że w takim razie głównym źródłem halo są odbicia wewnątrz filtra, a nie na drodze filtr - kamera? Czy może te zjawiska są od siebie niezależne i czasami wychodzą oba na raz, czasem jedno, a czasem drugie?
Aż prosi się o zdiagnozowane przykłady na zasadzie tabelki: źródło halo (A, B, A+B) i ilustracja przykładowym zdjęciem....
Tak w ramach opracowania diagnostyki na podstawie wynikowego obrazu

[stratoglider]

halooo, patrzyłem sobie przez spekrometr z astromedia na odbicia od niesymetrycznych filtrów CCD. Są dziwne, pojawiają się dodatkowe wąskie pasma zaporowe w miejscach gdzie się ich nie spodziewałem, a także są pewne słabe gradienty. Ich splot powoduje lekki zafarb jednej ze stron. Próbowałem zrobić zdjęcia, jednak po pół godziny nerwówki stwierdziłem że nie potrafię. O ile zdjęcia przez filtr i przez spektrometr z powodzeniem zrobiłem i prezentowałem, to były one już "na granicy" moich możliwości manualnych, o mało co - nie połamałem palców przy tym. Ale w świetle odbitym to już bez trzeciej ręki się po prostu nie da. 

(dla porównania, odbicia od filtrów "do wizuala" które mają obie strony takie same, są całkowicie przewidywalne, np odbicie od Oriona Ultrablock pokazuje pełne spektrum oprócz wąskiego pasma obejmującego H beta i OIII :-) wiadoma sprawa)

Edytowane 28 Września 2021 przez stratoglider

[Przemek Majewski]

Godzinę temu, Behlur_Olderys napisał:

Rozumiem, że w takim razie głównym źródłem halo są odbicia wewnątrz filtra, a nie na drodze filtr - kamera? Czy może te zjawiska są od siebie niezależne i czasami wychodzą oba na raz, czasem jedno, a czasem drugie?
Aż prosi się o zdiagnozowane przykłady na zasadzie tabelki: źródło halo (A, B, A+B) i ilustracja przykładowym zdjęciem....
Tak w ramach opracowania diagnostyki na podstawie wynikowego obrazu

 

 

edit: wg @apolkowski pingpong odbywa się calkowicie w filtrze, przynajmniej jego i przedstawia twarde dowody.

 

 

halo "pozafiltrowe", jeśli wystepuje to filtr -matryca 99.99% halo.

 

halo wewnatrzfiltrowe: drugi typ halo. pomyśle o tym.

 

te wewnatrz filtra ktore droge o milimetr wydluzaja to nawet nie halo. pogorsza fwhm, lub ksztalt gwiazd. nic poza tym.

 

masz już jedna ilustracje. specjalnie wyjalem szybke z kamery. Widać, ze szybka tylko pomaga.

 

Absolutnie i wyłącznie filtr - matryca.

 

I jedyne co moze to poprawic to albo wymiana sensora i technologii albo... uprostokątnianie widm filtrów i maksymalizowanie ich transmitancji.

Edytowane 28 Września 2021 przez Przemek Majewski
zeby nie było źle napisane

[Przemek Majewski]

9 godzin temu, apolkowski napisał:

Wziąłem klatkę z halo, zmierzyłem średnicę w pikselach, pomnożyłem przez szerokość piksela i światłosiłę i wyszło mi 2,27 mm czyli grubość filtra.

Czy należy wnioskować, że halo bierze się z odbić wewnątrz filtra, a nie odbić od innych powierzchni?

 

takie halo wewnatrzfiltrowe? to z kolei mierzalne przez oskara. zrobie taki sam pomiar halo w tycj zdjeciach, ktore wrzuciłem. gdy filtr jest 20 mm od matrycy... to te 2x20= 40 mm daloby chyba ogromne halo. 

[Przemek Majewski]

@apolkowski faktycznie to chyba tak jest.

 

dla typowego f/5 2.5 mm grubosci to średnica halo 0.5 mm.

 

w pikselach po 5 mikronów to 100 pikseli. 

 

wiec faktycznie te dalsze odbicia (10 - 20 mm miedzy powierzchniami) to bedzie skala kilkuset pikseli i obnizaja one kontrast na całości obrazka.

 

nadal mechanizm jest taki sam, stoki transmisji go generują, tyle że ping pong odbywa się tez wewnatrz filtra. to można zmierzyć, tylko niestety nie bardzo skolimowaną wiązką @dobrychemik chyba?

[dobrychemik]

10 minut temu, Przemek Majewski napisał:

@apolkowski faktycznie to chyba tak jest.

 

dla typowego f/5 2.5 mm grubosci to średnica halo 0.5 mm.

 

w pikselach po 5 mikronów to 100 pikseli. 

 

wiec faktycznie te dalsze odbicia (10 - 20 mm miedzy powierzchniami) to bedzie skala kilkuset pikseli i obnizaja one kontrast na całości obrazka.

 

nadal mechanizm jest taki sam, stoki transmisji go generują, tyle że ping pong odbywa się tez wewnatrz filtra. to można zmierzyć, tylko niestety nie bardzo skolimowaną wiązką @dobrychemik chyba?

 

Pobudka o 6:00 i cały dzień zajęty - jestem już zbyt zmęczony, by nadążać. Proszę jak do ignoranta

 

[Przemek Majewski]

6 minut temu, dobrychemik napisał:

 

Pobudka o 6:00 i cały dzień zajęty - jestem już zbyt zmęczony, by nadążać. Proszę jak do ignoranta

 

odpoczniesz. podjesz. i wrócisz do stawki. ja mam takie tempo codziennie. a Andrzej @apolkowski mnie uswiadomił, ze nawet te super duze halo na mikronowej skali mogą się brac z wydłużenia drogi o parę milimetrów.

 

@Marek_N to by troche wyjasnialo, dlaczego filtry ze slabymi stokami mogą nie dawać halo.

 

Panowie (i Panie):

 

jesli polaczyć 4 warstwy:

 

slabe-stoki

super-stoki-ultra-prostokąt

szklo

slabe-stoki

 

i zrobić z nich takiego burgera (najlepsze w srodku)

 

to nadal mechanizm odbić bedzie istnial miedzy slabymi stokami (niestety) ale warstwa w srodku nie bedzie powodowac dodatkowych odbic. jesli dolną warstwę wymienic na tę "droższą"

 

 

KOSMOS

słabe-stoki

super-prostokąt

szkło

super-transmisja-100%

SENSOR

 

to wewnatrz filtra nie nastąpi odbicie.

 

@apolkowski Andrzej co o tym sądzisz?

 

[Przemek Majewski]

13 minut temu, dobrychemik napisał:

 

Pobudka o 6:00 i cały dzień zajęty - jestem już zbyt zmęczony, by nadążać. Proszę jak do ignoranta

 

sorry. to jest bardzo ciekawe, i pierwszy w zyciu raz mam okazje porozmaiwac o takich filtrach. wszystkiego uczę sie na bieżaco tak jak lubie

[apolkowski]

27 minut temu, Przemek Majewski napisał:

KOSMOS

słabe-stoki

super-prostokąt

szkło

super-transmisja-100%

SENSOR

 

to wewnatrz filtra nie nastąpi odbicie.

 

@apolkowski Andrzej co o tym sądzisz?

Zawsze pozostaje problem nieprostopadłych promieni. Dla nich współczynniki transmisji filtra i warstw przeciwodblaskowych są niższe.

Poza tym taka konstrukcja będzie w sprzeczności z tendencją robienia symetrycznych filtrów.

 

Ja już pasuję. Niech się wypowiadają "czynni" specjaliści. Od czasu, kiedy w PCO projektowaliśmy i symulowaliśmy komputerowo jako pierwsi w Polsce filtry cienkowarstwowe (w tym warstwy przeciwodblaskowe) minie za chwilę 40 lat ;-)

[Przemek Majewski]

16 minut temu, apolkowski napisał:

Zawsze pozostaje problem nieprostopadłych promieni. Dla nich współczynniki transmisji filtra i warstw przeciwodblaskowych są niższe.

Poza tym taka konstrukcja będzie w sprzeczności z tendencją robienia symetrycznych filtrów.

 

Ja już pasuję. Niech się wypowiadają "czynni" specjaliści. Od czasu, kiedy w PCO projektowaliśmy i symulowaliśmy komputerowo jako pierwsi w Polsce filtry cienkowarstwowe (w tym warstwy przeciwodblaskowe) minie za chwilę 40 lat ;-)

nie pasuj, Andrzeju, bo mi w czymś pomogłeś bardzo, patrz:

 

 

tutaj halo filtra odpowiada długości optycznej 2.3 mm, czyli dla ping ponga, połowa, to 1.15 mm, to z powodzeniem może być odległość od filtra do drugiej granicy faz

 

podobny pomiar dla microlensingu daje 0.9 mm, czyli ok 0.5 mm warstwy w której zachodzi ping-pong

 

 

to bardzo małe matryce jakie tu zastosowałem (178mm), ale jeśli odległosci rzędu 1-2 mm dają takie halo, to odległości kilku-kilkunastu milimetrów nie daja halo, tylko coś w rodzaju "jasnej plamy na 500-1000 pikseli" i powodują tlyko ogólne obniżenie kontrastu.

 

ja sobie nie uświadomiłem, ze to w zasadzie 3 mm drogi optycznej juz wystarcza na taki defokus, i ze 20 mm to dałoby gwiazdy - placki na pół matrycy, niby proste, ale dawno nie przesuwałęm fokusera o tyle... i też trudn osobie uświadomić jaki ten piksel mały jak sie patrzy w skali 300% na dużym ekranie.

 

 

 

[Przemek Majewski]

aaa, czyli prostym językiem dla Oskara, wołam też @Marek_N , te odbicia które widać u mnie powstały na dystansie około 1.5 mm. czyli między którymiś warstwami filtra. gdyby wszystkie warstwy miały transmisje 0 lub 1, nie powstałyby. Oczywiście ułamkowe transmitancje to robią, ale wniosek --

• całe widmo wynikowe może miec stoki (lepiej nie, ale może miec)
• halo mogłoby się wtedy stworzyć, np od matrycy, ale ona musiałaby być bardzo blisko - 2-3 mm od filtra, inaczej halo będzie za duze!

I tu znowu ta sama teoria:

• samo widmo transmisyjne warstwy pomiędzy musi mieć strome stoki (tego @dobrychemiknie zmierzy, nie wyjmie)
• ALBO warstwy AR na powierzchniach filtra muszą uniemożliwiać ping-pong.
• naturalnie i jedno, i drugie zastosowane razem podniesie sprawność układu.
• wiec halność jest istotna, ale dla tej warstwy w środku jakby, nie dla całego filtra w wypadku halo wewnętrznego.
• typowe odległości matryc od filtra rzędu 10-15 mm wykluczają  takie halo w postaci okręgu (jest w postaci obniżonego kontrastu, bo jest ogromne)

@Behlur_Olderys

to chyba dużo lepsze podsumowanie niż poprzednie, ja się bardzo bardzo duzo nauczyłem w tej dyskusji, dzięki @apolkowski, i wszystkim, którzy tu dzielnie są

[Behlur_Olderys]

16 godzin temu, apolkowski napisał:

Wziąłem klatkę z halo, zmierzyłem średnicę w pikselach, pomnożyłem przez szerokość piksela i światłosiłę i wyszło mi 2,27 mm czyli grubość filtra.

Czy należy wnioskować, że halo bierze się z odbić wewnątrz filtra, a nie odbić od innych powierzchni?

 

 

Skoro wiemy już, co można zmierzyć badając wielkość halo, to ciekawe jaki mechanizm stoi za pozycją - przesunięciem halo względem centrum gwiazdy? Od czego może to zależeć?

[dobrychemik]

Początkowa moja propozycja pomiarów z użyciem podwójnej przysłony wraca do gry.

 

3 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

 

Skoro wiemy już, co można zmierzyć badając wielkość halo, to ciekawe jaki mechanizm stoi za pozycją - przesunięciem halo względem centrum gwiazdy? Od czego może to zależeć?

 

Myślę, że od odległości od centrum kadru oraz od światłosiły.