Конструирование спектрографа

[Ivan7enych]

Да я в курсе.
Как бы найти эти 50% по фото? ИМХО не очевидно, что яркость пикселя линейно растет от освещенности.

Только по RAW файлам в максиме, там все линейно. В jpeg уже кривые преобразования яркости применены и там мерить бесполезно.

[Дмитрий Маколкин]

Немного поковырял Алиэкспресс, вот такие штуки будут явно лучше, чем DVD диски:

https://www./ссылка запрещена правилами форума//item/High-Quality-50-50-50mm-Glass-Equilateral-Prism-Optical-Experiment-Dispersion-Glass-Triangular-Prisms-Medical-Lab/32708379676.html?spm=2114.01010208.3.157.X4OCgI&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_1_10056_10065_10068_10055_10054_112_10069_10059_110_111_10073_10017_109_10070_108_10060_10061_10052_10062_10053_10050_10051,searchweb201603_3&btsid=4fad24e7-df01-422c-86cd-ac4a2d18e52d

Можно сделать классический призменный спектрограф.

[nolv]

А такая решетка?
http://www.ebay.com/itm/x5-Diffraction-Grating-Roll-Linear-1000-l-mm-Laser-Sheet-Spectrum-Spectrometer-/280778128015?hash=item415fae3a8f:g:AawAAMXQCgpRwCqp

[Дмитрий Маколкин]

А такая решетка?
http://www.ebay.com/itm/x5-Diffraction-Grating-Roll-Linear-1000-l-mm-Laser-Sheet-Spectrum-Spectrometer-/280778128015?hash=item415fae3a8f:g:AawAAMXQCgpRwCqp

Для точной работы пластик как основа для диф. решетки совсем не годится.
Хорошие диф. решетки нарезаются на стекле или металле, в термостатированном помещении, потом с них делают реплики, но основа для реплик всё же не пластик, насколько я знаю.
Пластик тянется, если по площади решетки он потянут неоднородно, то это приведет к размазыванию спектральных линий и уменьшению разрешения. Представьте себе, что половина площади имеет один шаг между штрихами, а вторая - другой. Будут два спектра с разной дисперсией, наложенные друг на друга.

[nolv]

Хорошие диф. решетки нарезаются на стекле или металле, в термостатированном помещении, потом с них делают реплики, но основа для реплик всё же не пластик, насколько я знаю.

Голографические (лазеры и фоторезист) заметно дороже. Они лучше?

[Алексей Юдин]

Голографические (лазеры и фоторезист) заметно дороже. Они лучше?

Намного - произвольный профиль штриха, отсутствие духов, можно получить решётку намного гуще и при этом огромных размеров.

[nolv]

Откры RAW файл в максимке и построил им график для Ha
провал на графике как раз и указывает линию ашальфа.

Загнал Ваши спектры в программку для студентов. Программа строит красивые графики и позволяет оценить полосу пропускания - показала, что фильтры хорошие.
Программка интересная, но временами подглючивает и полностью в точности работы  не уверен. При работе важно не перепутать изучаемый спектр и спектр сравнения, как-то очень неинтуитивно они расположены

[nolv]

Сделал действующую модель, вроде работает. Разрешение около 5Å, ограничено мыльницей, на которую все снимается.
Измерения в параллельном пучке полосы пропускания baader solar continuum 1,25", на коробочке написано 10nm.
Спектрограммы, кривая пропускания (боковые максимумы - незначащие артефакты) и измерения. Держится все на синей изоленте, кадры одиночные, шумы не вычитались, результаты конечно не бесспорные.
Максимум ~540,4 нм
Пропускание ~89% (самое недостоверное значение)
FWHM ~11 нм
Контрастность оценивать бессмысленно.

[nolv]

Что-то не могу сообразить.
Если в классической схеме поставить дихроичный фильтр между входной щелью и объективом коллиматора (красная линия), он будет работать в наклонных пучках?

[Дмитрий Маколкин]

Что-то не могу сообразить.
Если в классической схеме поставить дихроичный фильтр между входной щелью и объективом коллиматора (красная линия), он будет работать в наклонных пучках?

Да, так же как и в сходящемся пучке после объектива.
Если размер позволяет, лучше ставить после коллиматора перед решеткой.
Кстати, тогда наклоном можно смещать его полосу пропускания.

[nolv]

Так и думал. Цель была проверить как смещается полоса пропускания для f/4. Вроде понял где у меня ошибка.

[Дмитрий Маколкин]

Так и думал. Цель была проверить как смещается полоса пропускания для f/4. Вроде понял где у меня ошибка.

Для такой задачи само напрашивается поставить фильтр в параллельный пучок после объектива коллиматора и наклонять его там фиксируя смещение полосы пропускания.

Если там это сделать неудобно, то можно организовать параллельный пучок снаружи прибора, поставить в него фильтр и покусировать прошедший через фильтр свет на входной щели спектрографа.

[nolv]

Объектив работает всей площадью, поэтому, в моем представлении, спектральная характеристика фильтра будет интегралом по площади объектива для спектральных характеристик фильтра с углами падения от нормального до апертурного. Вроде как фронты должны стать более пологими и увеличится FWHM. Вот это еще хочу еще отследить.

[traveller in time]

Сделал действующую модель, вроде работает.

Расскажи про установку, пожалуйста. С фотографиями желательно.

[nolv]

Установка - это очень громкое название. Правильно - модель для развлечения.
Схема выше. Самодельная щель из лезвий, ахроматическая склейка 50 мм в качестве объектива коллиматора, залапанная диф. решетка неизвестного происхождения 60х50мм (по-моему), фотки на мыльницу, осветитель надо переделывать. Все засунуто в крепкий деревянный ящик, выполненный в стиле деревянного кубизма по классической схеме. Решетка вращается руками и фиксируется гайкой. С фотками забавная рекурсия получается: как сделать фотографию фотоаппарата на этот самый фотоаппарат?
Все примерно как на картинке, только вместо фотообъектива просто дырка для мыльницы.
Один хороший человек выслал останки спектрогониометра, посмотрим что дойдет, возможно получится что-нибудь поприличнее соорудить.

[Gleb1964]

Объектив работает всей площадью, поэтому, в моем представлении, спектральная характеристика фильтра будет интегралом по площади объектива для спектральных характеристик фильтра с углами падения от нормального до апертурного. Вроде как фронты должны стать более пологими и увеличится FWHM. Вот это еще хочу еще отследить.

С увеличением угла падения (отсчитывается от нормали) полоса пропускания интерференционного фильтра смещается в сторону коротких волн, ширина полосы пропускания растет, а пропускание в максимуме снижается. Поэтому в сходящемся пучке появиться ассиметрия, уширение с одной стороны, в области коротких волн.

[nolv]

С увеличением угла падения (отсчитывается от нормали) полоса пропускания интерференционного фильтра смещается в сторону коротких волн, ширина полосы пропускания растет, а пропускание в максимуме снижается. Поэтому в сходящемся пучке появиться ассиметрия, уширение с одной стороны, в области коротких волн.

Спасибо, я немного не это имел ввиду. Сходящийся пучок от объектива - это лучи с углами падения от нуля до апертурного, фильтр работает сразу со всеми углами, поэтому суммарная спектральная характеристика будет являться суммой спектральных характеристик для всех углов падения от нуля до апертурного угла.
Сейчас включил голову и немного повспоминал матан и думаю, что ошибался. Ну то есть в результате сумма, но она такая:
Чтобы просуммировать, надо сделать свертку функции спектральных характеристик фильтра (e(λ,α) c функцией приращения площади объектива s(α-α'). Получается \[ E(λ)=\int_{0}^{α_0} e(λ,α)*s(α-α') dα \]
α - угол падения, пределы от нуля до апертурного угла объектива.
По теореме о среднем: \[ E(λ)=e(λ,ᾱ)*\int_{0}^{α_0}s(α-α') dα=S*e(λ,ᾱ),         0<ᾱ<α \]
То есть суммарная спектральная характеристика будет равна спектральной характеристике фильтра при некотором угле падения в пределах от 0 до апертурного умноженная на константу. Обращу внимание, что это не спектральная характеристика для апертурного (предельного) угла.
Не прав?

[Nik-Kul]

  Давно правда , но в тему .      В 1996 г на коленке сделал спектрограф для получения спектра кометы Хейла-бопа . Не смотря что она яркая была , спектры на фотоплёнках Кодак не проявились . В другой визуальной конструкции были хорошо видны четыре эмиссионные полосы (фото 2)
  На фото   1 - блок с зеркалом и призмой (юстируются болтиками)
                  2 - щель между двумя зеркалами и смотровой окуляр
                  3 - место крепления плёночного фотоаппарата 
 Эту конструкцию устанавливал на 200мм кассегрен с фокусом несмита Вторичное зеркало системы несмита
 В результате понял что у фотоплёнок просто недостаточно чувствительности .

[Ledneff]

При падении света из щели размером 0,2мм на дифракционную поверхность из CD диска и отражении от нее, получается узкая полоска света, ширина которой меньше ширины спектра. В связи с этим получается неравномерно освещенный спектр. В области этой полоски яркий спектр, за ее пределами темный. Как от этого избпаиться?

[nolv]

Удивительно.
А после щели объектив коллиматора стоит?