Кто то снимал ИК фильтр с камер ZWO ASI ?

[OldmAN]

Кто-то выше всплакнул над QE 662-го чипа. Но переведите его в Relative Response - там же получится 100+ на 850нм

это я. постигаю почти с ноля физику, увлекаясь астронаблюдениями. Почему утёр слезу? недавно купил ir pass 685 нм от свбони, жду неба чтобы пофотографировать Луну (м.б. Юпитер, Марс) и сравнить эффективность (в надежде снизить сферичку деагостини). И вдруг вижу, что QE снижается после 700 нм, а про RR я вообще до сегодня ничего не знал.

[diant]

ИИ утверждает у сенсора чувствительность около 50% на 850нм... Но с другой стороны 50% маловато для для такой камеры..

У 678mm на 850nm QE не менее 50% - это видно на сайте ЗВО. Чуть выше на самом деле. И это очень много для любительских астрокамер. Если вы переберете их с десяток-другой, едва ли вы найдете что-то сильно выше на 850.

это я. постигаю почти с ноля физику, увлекаясь астронаблюдениями. Почему утёр слезу? недавно купил ir pass 685 нм от свбони, жду неба чтобы пофотографировать Луну (м.б. Юпитер, Марс) и сравнить эффективность (в надежде снизить сферичку деагостини). И вдруг вижу, что QE снижается после 700 нм, а про RR я вообще до сегодня ничего не знал.

OldmAN, может быть вам поможет такая расшифровка:

QE = квантовая эффективность [преобразования падающих фотонов в электроны] (100% означает что из 100 упавших фотонов получается 100 фотоэлектронов, то есть преобразование без потерь)

RR = Относительный [токовый] Отклик [на падающий свет определенной мощности] (то есть к примеру Aмпер на 1W/cm2 падающей световой мощности).

И фокус тут в том, что матрица к примеру с постоянным по всему спектральному диапазону QE=50% будет превращать фотоны любого цвета (что синие, что красные, что инфракрасные) в электроны в пропорции "100 фотонов упало" - "50 электронов родилось".

И эта же матрица, если перейти в график RR будет на 800нм в два раза более отзывчивой, чем на 400нм - потому что фиолетовый (400нм) фотон несет в два раза больше энергии, чем один ИК (800нм) фотон. В итоге 1 ватт света несет в два раза больше фотонов в ИК, чем в фиолете.

[Faddey]

Есть ли такая практика?

Я менял в ZWO 676MC штатный UV-IR на AR.
0. Штатный UV-IR течет в IR, достаточно посветить с пульта ДУ.
1. Покупаем у луноликих "AR Защитное окно ZWO (для камер ASI)"
2. Для 676MC D=21mm.
3. Открутили 4-е винта, сняли крышку, родной UV-IR лежит в кроватке из пенорезины.
3.1. Иголкой аккуратно его достаем и ставим купленный AR.
3.2. Делаем все в перчатках, обдуваем сжатым воздухом.
3.3. Контролируем наличие пыли на сенсоре и новом фильтре под микроскопом (микроскоп у меня какой то старенький времен СССР).
3.4. С третьей попытки успех. Сенсор и фильтр чистые.
4. Прицепляем IR Pass AR 685nm, снимаем днем Луну. Перевели камеру в псевдомоно режим, просто бомба, атмосфера отрезалась, детали прут.
5. Прицепляем IR Pass AR 850nm. Облом, камера уже слепая (как выше Паша написал), надо выдержку задирать и fps ужасно падает.
Выводы:
Работает. Определитесь с задачами 

P.S. Конечно надо mono камеру, сравнение 676МС и 585ММ тут: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,226089.0.html
P.S.S. Четвертый меяц ждем неба... 

[OldmAN]

Кто-то может найти график QE на камеру asi 678MM ? на цв находил, на моно не могу найти.. сайт ZWO не выдал инфу

https://www.zwoastro.com/product/zwo-asi678mc/
В мануале же есть графики обеих, но для монохромной - RR

Отсутствие отдельных кривых (R, G, B) на графиках для монохромных камер — это норма. В монохромных сенсорах нет фильтров Байера, поэтому вместо трех цветных линий (Red, Green, Blue) вы видите одну общую кривую Absolute QE или Relative QE.
Почему вы видите одну линию, а не три?
Отсутствие фильтрации: В цветной камере каждый пиксель накрыт светофильтром определенного цвета, поэтому строятся три графика спектрального отклика (RR — Red Response и т.д.).
Прямое поглощение: В монохромной камере каждый пиксель «видит» все длины волн одновременно. График показывает общую вероятность превращения фотона любой длины волны в электрон.
Как интерпретировать монохромный график:
Пик (Peak QE): Самая высокая точка кривой обычно находится в районе 480–530 нм (зелено-голубой свет). Для современных сенсоров (например, Sony Starvis 2 или Pregius S) этот пик достигает 80–91%.
Широкий охват: Линия монохромного сенсора всегда проходит выше, чем любая из цветных линий аналогичного сенсора, так как нет потерь на поглощение в красителях фильтра Байера.
Инфракрасный диапазон: После 700 нм кривая не падает до нуля, как у многих цветных камер с ИК-отсекающим фильтром. На 850 нм чувствительность может составлять около 30–40%, что позволяет использовать камеру для ночного видения.
Что если график размечен как «Relative»?
Если по вертикальной оси указаны значения от 0 до 1 (или до 100%), это Relative QE (относительная эффективность).
Она показывает форму чувствительности сенсора, принимая его максимум за 100%.
Чтобы узнать реальную чувствительность, нужно умножить значение из графика на паспортное значение Peak QE конкретной модели (например, 0.8 на графике × 85% Peak = 68% реальной эффективности на данной волне).
График монохромной камеры — это всегда одна плавная линия, охватывающая весь диапазон от УФ (~300 нм) до ближнего ИК (~1100 нм).

(в отличие от цветной версии (MC), монохромный сенсор имеет единую кривую чувствительности без потерь на байеровский фильтр, что обеспечивает максимальный сбор фотонов на всех рабочих длинах волн, эффективна при использовании фильтров 850 нм (IR-Pass) и 890 нм (Methane))

[El Frago]

Идея была создавать RGB+ (или прочие ложные ) палитры в  ИК-режиме...

на Алике есть ИК-фильтры разной длины, шириной 20-30нм. Идея Авантюрная. но стоящая для реализации..

[OldmAN]

Идея была создавать RGB+ (или прочие ложные ) палитры в  ИК-режиме...

на Алике есть ИК-фильтры разной длины, шириной 20-30нм. Идея Авантюрная. но стоящая для реализации..

Даже очень интересно  посмотреть на результат (детали мира, за пределами человеческого восприятия)

ИК-триплет выигрывает в структурности:
1. Пробивание атмосферной турбулентности (Сиинг)
Чем длиннее длина волны, тем меньше она рассеивается в атмосфере Земли.
В синем канале (B) Юпитер часто выглядит «замыленным».
В ИК-диапазоне (IR) изображение замирает, становясь резким. Сложение трех ИК-каналов дает невероятно четкую «базу» по сравнению с обычным цветом. [1]
2. Разная глубина проникновения (Вертикальная структура)
В этом главный секрет структурности. Разные длины волн ИК проникают на разную глубину облачного слоя Юпитера:
685 нм (ближний ИК): Показывает детали, близкие к визуальному красному каналу, но с лучшим контрастом. Видны основные пояса и зоны.
850 нм: Здесь начинает сказываться поглощение метаном. Светлые зоны (высокие облака) остаются яркими, а темные пояса (глубокие слои) становятся еще темнее.
1000 нм (1 мкм): Проникает максимально глубоко или, наоборот, подсвечивает только самые высокие дымки (haze).
Когда вы объедините их в RGB, вы получите цветовую карту высот. Облака на разных уровнях окрасятся в разные цвета, что создаст объем, который в обычном RGB просто сливается в бело-коричневую массу.
3. Метановое поглощение
Если один из ваших фильтров (например, 850 или 1000 нм) попадает в полосу поглощения метана (CH4), то:
Высокие облака и Большое Красное Пятно будут ярко-белыми (отражают свет до того, как его поглотит метан).
Глубокие слои будут почти черными.
Это дает структуру, которую невозможно получить в видимом свете.

ИК vs RGB
Традиционный RGB: Выглядит естественно, привычно, но детали часто «плавают» из-за атмосферы.
ИК-композит будет структурнее, резче и покажет распределение газов и высоту облаков, но цвета будут «ложными» (например, БКП может стать синим или зеленым в зависимости от того, как вы назначите каналы). На 1000 нм чувствительность будет крайне низкой, поэтому для этого канала потребуется очень большая выдержка и усиление (Gain), что может добавить шум.

https://news.berkeley.edu/2022/08/22/jwst-infrared-image-of-jupiter-system-with-and-without-text/#:~:text=This%20false%20color%20composite%20image,instrument%20on%20board%20the%20JWST  - например фото

[Gleb1964]

..
Что если график размечен как «Relative»?
Если по вертикальной оси указаны значения от 0 до 1 (или до 100%), это Relative QE (относительная эффективность).
Она показывает форму чувствительности сенсора, принимая его максимум за 100%.
..

Только здесь в тексте неточность, относительный график может быть чего угодно, не обязательно квантовой эффективности (QE). Тем более ниже был показан график относительной чувствительности (отклика), а не QE, поэтому такое пояснение только запутывает.

График относительной спектральной чувствительности это отклик приемника, нормированный к величине энергии в узкой спектральной полосе. Его можно измерить поочередно освещая приемник и балометр с помощью монохроматора и сравнивая (нормируя) сигнал с приемника по отношению к сигналу балометра.

Производитель для монохромной матрицы ASI678MM привел только спектральную кривую Относительной Чувствительности (Отклика), но не привел кривой квантового выхода, указав только, что квантовый выход достигает в максимуме 83%.

Поэтому кривую квантового выхода можно посчитать. Попросив искуственный интеллект оцифровать мне график (самому было лень), построил на основании имеющихся данных кривую квантового выхода. Для надежности, можно сравнить ее с кривой квантового выхода для цветной камеры - они очень похожи, значит, получилось правильно. 

Вот, такие графики:


График относительного отклика с линиями уровней квантового выхода



Посчитанный график квантовой эффективности, из условия максимума 83% (из данных производителя)



А вот, для сравнения график квантового выхода для цветной матрицы, приведенный производителем. Графики довольно похожи.

[diant]

Глеб, ещё раз спасибо. Из вашего графика qe для 678 мм видно, что последние Матрицы sony все имеют тенденцию сохранять высокое значение квантовой чувствительности в синей области вплоть до 400 НМ. И я бы немножечко приподнял этот график из расчёта, что 83% не в максимуме, а в зелёной области, например на волне 550 нанометров. Потому что ЧБ график не может проходить ниже цветного графика ни в какой точке, в частности на 850 НМ.

[Gleb1964]

..
И я бы немножечко приподнял этот график из расчёта, что 83% не в максимуме, а в зелёной области, например на волне 550 нанометров. Потому что ЧБ график не может проходить ниже цветного графика ни в какой точке, в частности на 850 НМ.

Почему не может? Вполне может, просветление в узких спектральных полосах цветной мозаики может быть (и должно быть) эффективнее, чем широкополосое просветление монохромного варианта. Учитывая эти и другие нюансы, я вполне сознательно не стал завышать монохромную кривую, посчитал так, как получалось из данных графика. Да и сама линия на графике толще одного процента, так что ее оцифровка не очень надежна, а других данных у меня нет.

Вообще, в таких измерениях трудно говорить о надежности данных на уровне даже одного процента. Дело в том, что матрица покрыта интерференционным покрытием, работа которого зависит от длины волны и углов падения света. Освещая матрицу источниками различных телесных углов, мы будем получать вариацию эффективного квантового выхода.

В свое время доводилось проводить лабораторные измерения матриц. Измерение спектрального отклика и квантового выхода одна из процедур.
Когда матрицу освещали параллельным пучком от монохроматора, можно было наблюдать волны интерференции амплитудой в проценты, возникающие из-за интерференции в покровном стекле и в просветляющем слое на поверхности матрицы. Кроме того, в параллельном пучке были видны любые неоднородности загрязнения на поверхности стекла, даже после тщательной протирки. Если вместо параллельного пучка использовать источник с увеличенным телесным углом, интерференционные проблемы уменьшаются, но появляется погрешность геометрии пучка при сравнении с опорным приемником, дополнительная систематическая погрешность.
Квантовый выход в любом случае зависит от относительного отверстия пучка, особенно для матриц с микролинзами. Для больших светосил характерно увеличение потерь света и снижение квантового выхода.

[diant]

Вполне может, просветление в узких спектральных полосах цветной мозаики может быть (и должно быть) эффективнее, чем широкополосое просветление монохромного варианта.

Я всегда думал, что байеровская маска - это обычные красители. Да и кривые цветных сенсоров об этом говорят. Они к просветлению никак не относятся, а дополнительного пропускания красители дать не могут. Или я ошибаюсь?

[Gleb1964]

Да, Вы правы, в основном фильтры в микролинзах делают на основе органических красителей, хотя есть и другие типы.
Вот, есть статья с небольшим обзором технологий  https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-19-14-13073.

В настоящее время захват цвета видимыми датчиками изображения CMOS или CCD осуществляется с помощью пигментированных или легированных красителями органических цветных резистов, расположенных в байеровском массиве, интегрированном на пиксельном массиве, под микролинзами. Технология оптимизирована для обеспечения точной настройки спектральных характеристик красных, зеленых и синих (RGB) фильтров, а также недорогой интеграции с ограниченным числом технологических этапов, хорошо контролируемых в микроэлектронных цехах.

Поскольку органические резистивные фильтры частично прозрачны в ближнем инфракрасном диапазоне, они традиционно связаны с дополнительным, неструктурированным, инфракрасным отсекающим фильтром. Этот фильтр обычно находится внутри системы формирования изображения. Он состоит из большого количества диэлектрических слоев, обеспечивающих как высокую пропускающую способность в видимом диапазоне, так и низкую пропускающую способность в ближнем инфракрасном диапазоне, что позволяет обеспечить правильную цветопередачу.

Кроме того, по мере уменьшения размера пикселя возникает необходимость в уменьшении расстояния между нижней частью микролинз и кремниевой границей раздела [1] для поддержания высокой эффективности сбора фотонов и низкого уровня оптических перекрестных помех. Хотя высоту задней части стека можно уменьшить путем травления полости [2], слои органического резиста практически невозможно сделать тоньше без ущерба для эффективности фильтрации.

Были предложены и другие типы цветных фильтров для видимого диапазона с уменьшенной толщиной: неорганические пленки, полученные методом металлоорганического химического осаждения из паровой фазы [3], аморфные кремниевые пленки переменной толщины [4] или субволновые структурированные металлические решетки [5]. Но они все еще требуют дополнительного фильтра, отсекающего инфракрасное излучение, или демонстрируют спектральные характеристики, относительно отличающиеся от функций цветового соответствия, а также относительно низкую пропускающую способность, что неизбежно приводит к цветовым ошибкам или ухудшению отношения сигнал/шум после восстановления цвета.

Другое исследование было посвящено структуре фотонного кристалла с чередующимися диэлектрическими слоями с высоким и низким показателем преломления для реализации комплементарных фильтров [6], основанных на небайеровской конфигурации, включающей инфракрасную фильтрацию, что исключает необходимость во внешнем фильтре. Однако качество цветных изображений страдает от неидеальной формы спектральных характеристик и от операций вычитания, необходимых для извлечения сигналов RGB. Кроме того, высота фильтра остается большой, более одного микрометра.

В недавней работе [7] сообщается о демонстрации эталона Фабри-Перо Ag-SiO2-Ag с переменной толщиной резонатора для настройки длины волны передаваемого излучения от синего до красного, сочетающего в себе преимущества малой толщины (несколько сотен нанометров), большого подавления инфракрасного излучения и сниженной угловой чувствительности по сравнению с полностью диэлектрической многослойной структурой.

В данной статье мы предлагаем продолжить этот подход с использованием металло-диэлектрических фильтров, применяя двойные резонаторы Фабри-Перо [8] для оптимизации характеристик системы обработки изображений, и демонстрируем первую интеграцию металло-диэлектрических фильтров RGB с толщиной цветных резистов вдвое меньшей, чем у CMOS-датчиков изображения с шагом пикселя 1,75 мкм, без необходимости использования инфракрасного отсекающего фильтра.

[diant]

Глеб, ваше замечание, что байеровская RGB маска может дать QE выше, чем QE в ее отсутствии, меня потому и удивило, что она чисто на органике. Это как бы противоречит здравому смыслу. Хотя и здравый смысл в наше время нередко терпит крах в современной физике. Много лет назад я имел такой шок, увидев, как здравый смысл не работает в подобной ситуации. Этот эксперимент я повторял потом не раз, и каждый раз с придыханием: "этого не может быть, потому что не может быть никогда!"

Опыт доступен любому человеку, у которого дома есть лампочка и три линейных поляризационных фильтра. Дело делается так. Располагаем два линейных поляризатора вдоль оси, направленной на яркую лампу. Поворотом одного из них ловим перекрестное положение, когда свет полностью (или почти полностью) гасится. Эта тривиальнейшая вещь показывается в простых опытах по оптике, и я ее видел еще на кружке астрономии во дворце пионеров в детстве. Первый поляризатор оставляет в свете только вертикальную компоненту поля E, второй, когда стоит накрест, гасит и ее. Всё - света больше нет и быть не может.

А теперь начинается чудо против всех здравых смыслов. Берем третий поляризатор, который мы поместим на той же оси, то есть на пути света (которого уже нет). Поскольку свет уже погашен в ноль, казалось бы никакой добавочный поляризатор не может теперь из "нуля" сделать обратно "яркую лампочку". Но! Ставим этот поляризатор между двумя перекрестными поляриками и вращаем его ручками. Вуаля! Лампочка снова зажглась и хорошо видна. Никакая физика кроме квантовой не может объяснить этого феномена, и здравый смысл тут поднимает руки. А в квантах он объясняется довольно легко.

Если нет трех линейных поляриков, можно обойтись двумя циркулярными и одним линейным (его ставить посередине). Только первый циркулярный полярик надо развернуть задом наперед.

Этот опыт полезно показывать детям примерно от 13-14 лет, когда они уже немного понимают физику.

[OldmAN]

Ставим этот поляризатор между двумя перекрестными поляриками

Так неинтересно, если бы его перед или после перекрестных поставить и зажечь* свет - тогда чудо-чудесное))

[GraY25]

недавно купил ir pass 685 нм от свбони, жду неба чтобы пофотографировать Луну (м.б. Юпитер, Марс) и сравнить эффективность (в надежде снизить сферичку деагостини)

Надеяться снизить сферичку таким образом можно лишь в системах где сферичка представлена сферохроматизмом (зависимость сферички от длины волны, в рефракторах например). Сферическое же ГЗ имеет одинаковое значение сф. аберрации для всех длин волн..

[OldmAN]

Сферическое же ГЗ имеет одинаковое значение сф. аберрации для всех длин волн

я же не глазом смотреть хочу в инфракрасном диапазоне. А для матрицы камеры волновая ошибка в 2 раза меньше будет (по сравнению с синим цветом). Основная идея стара как астрофото - снизить волновые ошибки сферического зеркала.

[GraY25]

А для матрицы камеры волновая ошибка в 2 раза меньше будет (по сравнению с синим цветом).

А какой в этом знании практический профИт? Ошибка-то геометрическая.
Как давало в зелёном зеркало пятно вместо звезды диаметром 30 пикселей, так и будет 30 пикселей в ИК.
А скорее всего даже больше - т.к. чем длиннее волна тем больше круг Эйри - поэтому уходя в ИК мы всегда теряем в разрешении.

[OldmAN]

Если моя идея совсем бредовая, то буду просто использовать для пробивки облаков, пыли и плохого сиинга.
Сегодня вечером IR-Pass 685nm вполне удачно вытянул кратеры по луне на 3см апертуре, в условиях полностью размытого облаками серпа Луны.

[GraY25]

Я 685нм использую для дневной/вечерней съёмки Луны. Днём он делает небо довольно тёмным, а в сумерках - полностью чёрным.