Многофункциональный бесщелевой апертурный спектроскоп - МБАС SpectRoyal

[Gleb1964]

Я зачеркнул не правильное, потому что суть той Z-дисторсии, о которой я пишу и коэффициенты которой рассчитываю, не в изменении углового расстояния между разными порядками дифракции, а в изменении фиксируемого на кадре расстояния между выбранными линиями спектра и формируемым отдельным зеркальцем (М1 и М2 на схеме) рядом с этими линиями "белым" изображением источника, которое НЕ ЯВЛЯЕТСЯ нулевым порядком спектра, формируемым самой дифрешеткой.
Именно поэтому рассчитываемые мной коэффициенты не соответствуют тому, что получаете ВЫ.

Напрасно зачеркнули, потому как, хотя нулевой порядок решетки в данном случае не попадает в поле зрения, а вместо него попадает отражение от зеркальца, но при смещении объекта в поле зрения, и нулевой порядок, и отражение от зеркальца перемещаются на одинаковую угловую величину, а первый порядок перемещается на угловую величину порядка 0.7 от перемещения нулевого порядка. Угловое перемещение, умноженное на фокусное расстояние дает (приблизительно) такую же пропорцию перемещения изображений в фокальной плоскости. Вторая симметричная ветка изображений движется навстречу, примерно в тех же пропорциях.
Если зеркало второго канала выставленно строго перпендикулярно дифракционной решетке и вдоль штрихов, то в зеркале наблюдается как бы продололжение диф.решетки, как если бы она была в два раза больше. При этом во втором симметричном канале будут всегда такие же углы падения/дифракции, как и в первом канале. Поскольку я вижу на схеме и фотографии, что это приблизительно так, то оценка коэффициента 0.7 действительна для каждого канала в отдельности, так и для обоих каналов в совокупности.
Это означает, что если, к примеру, Вы повернули свой прибор на 1 градус (в плоскости схемы), то нулевые порядки сдвинутся/разойдутся на 2 градуса, а первые порядки на 0.7х2 градуса.
А про волновую калибровку полиномом я упоминал в для случая щелевого спектрометра, для случая фиксированного угла падения на решетку, когда такой калибровкой можно учесть все мельчайшие факторы, в том числе которые обычно не известны досконально, включая дисторсию объектива, дефокусировку, перекосы приемника и т.д., но и в таком случае теоретическая модель должна быть близка к практической калибровке, за тем лишь исключением, что нет возможности включить в теоретическую модель малые неопределенные величины, типа перечисленных.
В вашем же случае я вижу двух-трех кратное расхождение, что, естественно, вызывает вопросы.

[voiserg]

Напрасно зачеркнули, потому как, хотя нулевой порядок решетки в данном случае не попадает в поле зрения, а вместо него попадает отражение от зеркальца, но при смещении объекта в поле зрения, и нулевой порядок, и отражение от зеркальца перемещаются на одинаковую угловую величину,

Спасибо, что обратили на это внимание.
Я как-то это пропустил, удовлетворившись практическим определением нормировочных коэффициентов.

первый порядок перемещается на угловую величину порядка 0.7 от перемещения нулевого порядка
...
Это означает, что если, к примеру, Вы повернули свой прибор на 1 градус (в плоскости схемы), то нулевые порядки сдвинутся/разойдутся на 2 градуса, а первые порядки на 0.7х2 градуса.

А в одном канале при этом расстояние между сместившимся на 1 "белым" изображением и сместившимся на 0.7 спектром изменится на 1-0.7=0.3.
Это в идеале, когда каналы строго симметричны.
У меня же наверное есть несимметрия, поэтому в одном канале получается коэффициент 0.328 (на 0.028 больше идеала) а в другом канале 0.262 (на 0.038 меньше идеала).
Так что все правильно, все сходится, и я не знаю, где Вы увидели двух-трехкратное расхождение практики с теорией.

Кстати, в БАССКЕ, где свет на дифрешетку падает не сбоку, как на SpectRoyale, а почти по нормали (под углом порядка 10*) "белые" изображения перемещаются по кадру медленнее, чем линии спектра, а в SpectRoyale наоборот, быстрее. Это тоже должно так быть по теории и есть на практике.

[voiserg]

Следует заметить, что утверждение Глеба "нулевой порядок и отражение от зеркальца перемещаются на одинаковую угловую величину" сравнительно просто доказывается только в статическом случае, когда источник неподвижен относительно прибора (и наоборот). Если же присутствует движение прибора относительно источника (и наоборот), то нужно учитывать законы кинетической аберрации, первый из которых (для телескопических систем) открыл и исследовал Бредли почти 300 лет назад.

Отражение от движущегося зеркала подвержено другому виду кинетической аберрации, о котором написал Эйнштейн в своей основополагающей работе в 1905 г. (раздел 8, следующий за разделом 7 об "обычной" аберрации). С этим эффектом можно познакомиться и в других источниках, например Б.М. Болотовский «Отражение света от движущегося зеркала и родственные задачи», УФН 1989, том 159 вып.1.
Коллимированный пучек света (параллельных лучей) от движущегося зеркала отражается так как от неподвижного только в двух случаях:
- когда зеркало движется точно на свет источника или от него,
- когда зеркало движется перпендикулярно свету источника.
В остальных случаях отражение света отличается от статики и Глеб сам об этом писал в дискуссии по БАССКу

в СТО, при отражении света от движущегося зеркала, угол отражения, в общем случае, не равен углу падения. Угол падения равен углу отражения в ИСО, в которой зеркало покоиться.

.

И наконец, ненулевые порядки спектра от дифрешетки проявляют еще один вид кинетической аберрации - тангенциальный спектроэффект, обусловленный изменением эффективно действующего периода движущейся дифрешетки (разного в положительных и отрицательных порядках спектра).

Нулевой порядок спектра не подвержен такому виду спектральной аберрации, потому что в его выражении отсутствует период решетки. От решетки с любым периодом (любой густоты) нулевой порядок отражается так же, как от зеркала, в том числе и при наличии относительного движения.
Но конкретно в моих спектроскопах нужно учитывать, что угол падения на зеркальца перед дифрешеткой отличается от угла падения на саму дифрешетку, и проекции скорости их общего движения на направление их нормалей (важные при вычислении углов отражения)  отличаются одна от другой, поэтому в итоге от движущихся зеркал свет может отразится не так, как нулевой порядок от движущейся с ними дифрешетки (если говорить именно об этом первом отражении, а не о результате их последующих переотражений в других зеркалах, например для сведения в один телескоп с целью проверки этого утверждения).

Все три вида кинетической аберрации я учел при вычислении смещений спектра, наблюдаемых на бесщелевом спектрометре с дифрешеткой в апертуре, в своей статье о тагненциальном спектроэффекте
pdf. - https://drive.google.com/open?id=1RJ2aZIpF5iL8S3iIVOqKpUuPxVRgepaM
Эти же теоретические расчеты вполне явственно (по крайней мере с качественной стороны) подтверждаются наблюдением спектров Арктура, Бетельгейзе, Проциона и Поллукса, уже проведенными на БАССКе.

На SpectRoyale нужно учесть, что свет на дифрешетку падает не по нормали,  как принято в статье с расчетами и как сделано на БАССКе (с небольшим углом падения - 10*) , а сбоку под углом 45*, и это может иначе повлиять на результат. По крайней мере, разница уже проявилась даже в статике (при калибровке) в виде качественно разных скоростей движения "белых" изображений источника и его спектров - при повороте БАССКа спектры наземного калибровочного источника движутся по кадру быстрее "белых" изображений, а в SpectRoyale наоборот.
Соответствующих теоретических перерасчетов для тангенциального спектроэффекта я еще не делал - в случае SpectRoyal практика идет впереди теории.

[Gleb1964]

Я, конечно, должен возразить, но хочу обратить внимание, что раздел телескопостроения не предназначен для публикования теорий и обсуждения их, для этого есть соответствующий раздел, иначе это нарушение правил форума. Поэтому я не могу углубляться в полемику.
Кратко замечу, что здесь не нужно учитывать никаких эффектов отражения от движущегося зеркала, потому что все элементы схемы неподвижны относительно друг друга, включая приемник изображения, а движение источника для аберрации света не имеет значения. Далее Вы излагаете свою собственную точку зрения на теоретические аспекты, которая не совпадает с общепринятой.
Я согласен участвовать в обсуждении в рамках технических аспектов. В данном случае дискуссия выходит за рамки, в частности, Ваше стремление вести обсуждение через призму Вашей личной непризнанной "теории" не находит моего понимания. Ваша "теория" является лишь ошибочным решением стандартной задачи, возведенным в рамки "открытия".

[Pluto]

Комментарий администратора

Тема закрыта до решения модератора раздела

[Ivan7enych]

Комментарий модератора раздела

Согласен. Этот раздел не для проповеди новых теорий. Общие вопросы построения спектроскопов вполне можно обсуждать в соседней теме.

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,142998.msg4386060.html#new