ripples / rynker i spektra

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hejsa,

er på det seneste
blevet opmærksom på flere finurligheder i nogle af mine spektre optaget med
ALPY 600. Bl.a. finder jeg flere profiler forurenet med “ripples” i områder,
hvor linjer/bånd i følge reference
spektre ikke burde findes. Ripples ses i området ca. 400-600 nm (ca. pix
200-500). De gør data ret umulige at arbejde med, såfremt de ikke kan
korrigeres væk (har ikke forsøgt at flatte eller at dividere med standard
spektre, da jeg kun har tilhørende darks ).

De viste
“ripples” har alle en fast “periode” på 25 pixels, er i
fase objekterne imellem, og ses kun i profilen af spektrets helt centrale og
lysstærke rækker. Min antagelse er, at de enten skyldes blendede
absorptionsbånd forårsaget af Telluric lines (som har flere bånd sammenfaldende
med de her viste ripples), eller interferens af reflekteret lys internt i
spektroskopet. Er der et bud på årsag og
forslag til hvordan jeg kan forsøge at korrigere?

Nedenfor
profiler af et par objekter, som viser tydelige eksempler på
“ripples”.

NB: rene
u-transformerede/u-korrigerede rå-profiler

---

Hilsen Mogens B.

[Frank LarsenModerator Super Nova]

Hej Mogens,

Mon ikke nærmere det er fringes ?
Det er relateret til din grating, spalte og kamera.

Har du prøvet at lave en flat?

http://www.astrosurf.com/aras/fringing/opus/

De burde kunne håndteres med en flat (spektrum af en halogen lyskilde)

FrankLarsen2017-02-02 11:52:11

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej Frank,
tak for input;

du har
muligvis ret (fringe/ripples bruges vist synonymt)- men som jeg skriver, har
jeg kun tilhørende darks. Har allerede tygget dit link igennem + en hulens
masse andre input i diverse fora og papers; og er nu helt klar på
nødvendigheden af flats og tilhørende optagelser af standard spektre!! Det
tages der højde for herefter og får så at se, om ripples/fringes også optræder
på flats?

---

Hilsen Mogens B.

[nightskyDeltager Neutron star]

Så vidt jeg husker fra en Asepkt konference, er det ikke altid at flats kan fjerne sådanne ripples. Problemet er at ripples kan være placeret forskelligt afhængigt af lyskilden.

Hvis jeg husker rigtigt, det skyldes ofte optiske effekter der opstår på selve sensoren.

Nightsky2017-02-02 12:37:41

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej Lars,

det ser ud
som om der efterhånden er konsensus om, at fringes især kan skyldes interferens
fra refleksioner i glasset over censoren- men også at sky-glow eller Telluric
lines kan danne tilsvarende ripples- som jo så ikke er genereret intern i systemet.
Og ja, UhaUha , ripples kan ikke altid korrigeres væk. Håber IKKE, det er en dominerende egenskab
ved min ALPY dims

Ingen af de
her viste ripples kan anes på selve optagelserne af spektret- og kun gennemsnittet
af de mest lysstærke og centrale dele (pixel-rækker) af spektret giver anledning til fringes.

Mogens B2017-02-02 14:04:30

---

Hilsen Mogens B.

[Frank LarsenModerator Super Nova]

Hvis spalten i systemet er placeret samme sted hver gang, vil ripples vel også være det!?
Men ja – det dominerende er noget reflektioner internt i sensoren – Jeg ved det er et specielt stort problem på bagsideoplyste CCD’er i IR.

[Frank LarsenModerator Super Nova]

Men hvis spalten er fastholdt, så burde de være tilstede også i dit instrumentresponse som du bør lave hver aften alligevel ud fra en standard stjerne.

[mhansenDeltager Nova]

Jeg tror også du skal forsøge dig med at gennemgå hele rækken af data reduktioner. Jeg ved godt at det betyder DIY eller indkøb af flere ALPY dimser, men et kalibreringsmodel med HeNe og Halogen lamper er efter min erfaring med professionelle teleskoper essentielt.

MHansen2017-02-02 21:28:01

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej Frank og Michael,
tak for jeres input- Frank, det er netop min intension: Et spektrum af en standard stjerne med ca. samme airmass som science objektet skal optages ved hver session!!
Og Michael: Jo ALPY kalibreringsmodulet står højt på ønskelisten, og vil sikker komme; måske allerede tidlig forår. Men jeg synes jo at der hele tiden skal skaffes/købes nye og absolut nødvendige dimser for at få skidtet til at fungere – får det aldrig ende ??

---

Hilsen Mogens B.

[nightskyDeltager Neutron star]

Mogens, du er langt fra den eneste der har problemer med fringes/ripples. Vil tro at rigtig
mange, måske de fleste, inkl. f.eks. Buil, Lothar, Robin har kæmpet/kæmper med dette.

Jeg kiggede lige i mine Aspekt notater. Desværre blev det nævnt dengang at disse fringes nogle
gange flytter sig over tid, sikkert grundet meget små ændringer i det optiske tog, f.eks. fordi
temperaturen ændrer sig en smule. Selv meget store og dyre spektrografer i den professionelle
verden har set dette.

Du får nogle links til inspiration:
Denne meget grundige undersøgelse peger klart på kameraet.
http://www.astrosurf.com/aras/fringing/schlatter/ripple.htm

Conclusion

The observed fringes appearing in the spectrum of a continuous source are caused by the
wavelength selective action of the glass plate or filter covering the sensor chip. In the visible
part of the spectrum, a glass plate of 1 mm thickness leads to a fringe period of 1 Å. Therefore
the fringes appear only in spectrographs with a resolution greater than a few thousand.

The effect of the ripples on measured spectra may be removed in the calibration process by
flat-fielding. Since the ripple amplitude depends on the geometry of the light path entering
the spectrograph, it is very important that the instrumental setup remains the same for
taking the spectra and the flat-fields.

A few questions remain to be answered. For instance some spectrograph-camera combinations
don’t show any fringes at all. This may be due to slight variations in the adjustment of the
optical path: fringes are disappearing when the sensor is tilted with respect to the optical
axis of the spectrograph. But this has to be verified in more detail.

http://www.astrosurf.com/aras/fringing/opus/
Slutter af med:
1. Spectrograph’s setup:

As C. Buil showed in OHP 2007, fringe patterns depend on LHIRES3’s main mirror setup and
may desapear when neon lines are as close to vertical as possible. But this has consequences:
more important geometrics deformations and perhaps less light concentrated on ccd.

J. Ribeiro tilted his main mirror and fringes appear with less stretch.
O. Thizy suggests to tilt a bit the grating position.

2. Software’s solution:

C. Buil and V. Desnoux have described a method in OHP 2007’s spectro star party (bottom
of the page) and OHP 2009 to deal with ripple patterns by extracting the “high frequency”
component of the flat-field.

Take a flat-field during the same night as you acquire other spectra:

Do a blur filter or Gaussian filter on flat-field in order to get only the low frequency variations:

Extract the high frequency intensity’s variations by dividing the original flat-field by the
low frequency flat-field:

Divide all spectra by the low frequency flat-field;

Do a wavelength calibration of the high frequency flat-field in order to determine the horizontal
offset to apply on it;
Divide all spectra by this new high frequency flat-field.

As B. Mauclaire and V. Desnoux showed in their tests, this method can be applied only if:

A neon spectrum has to come with the flat-field;
Flat-field must show that ripples’ position and pseudo-period do not vary with time (make
tests during 20 mins for example);
Flat-field are taken the same night.

En anden
http://wsdiscovery.free.fr/astronomie/spectro/experiences/fringes/index.html

[Frank LarsenModerator Super Nova]

Nightsky wrote:
A few questions remain to be answered. For instance some spectrograph-camera combinations
don’t show any fringes at all. This may be due to slight variations in the adjustment of the
optical path: fringes are disappearing when the sensor is tilted with respect to the optical
axis of the spectrograph. But this has to be verified in more detail.

Interressant. I mine hjemmebyggede har jeg ikke haft åbentlyse problemer med fringes – sikkert fordi opløsningen normalt har været R<1000, men selvom jeg i enkelte tilfælde forsøgsvis har været oppe i R>2000 har jeg ikke observeret det (af hvad jeg husker) – jeg har også næsten altid haft et tilt for sensoren eller noget af optikken for at mindske nogle aberationer.

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hejsa igen,

Frank, har
du tjekket om dine spektro-flats er helt uden ripples? og hvilket kamera
benytter du?

Lars’ sidste
link (http://wsdiscovery.free.fr/astronomie/spectro/experiences/fringes/index.html) er ret
interessant- linkets Altair-profil med ripples er jo stort set identisk med de tilsvarende altair-ripples i min postede
graf, og de ligger stort set i fase de to grafer imellem! Er i tvivl om der til
linkets to grafer (med/uden ripples) er benyttet to forskellige kameraer (+/- micolensed)? Eller, er alle b/w kameraer microlensed? Ellers ku’ microlensed
kameraer måske være særlig “disponeret” for fringeing (via microlense arrayet)?

Mogens B2017-02-03 11:33:03

---

Hilsen Mogens B.

[Frank LarsenModerator Super Nova]

nej, det har jeg tjekket. Som sagt har jeg bare ikke bemærket det så det udelukker ikke at jeg kan grave fringes frem.

[Forfatter]

Indlæg