Test af diverse filtre for IR-leak

[jens.jacobsenDeltager Neutron star]

Hejsa.

Foranlediget af en snak internt i gruppen af observatører af variable stjerner, og udkig efter nye fotometriske filtre, besluttede jeg at teste om der virkelig var så mange problemer med Ir-læk som rygterne ville vide.

Jeg lavede derfor en ganske simpel testopstilling, bestående af et Firefly MV kamera, som kan se Ir, samt en standard linse (jeg tror det er en Sunex der sidder på).

Som lyskilde et batteri af almindelige IR LED’er, som overhovedet ikke lyser i synligt lys, de er faktisk kulsorte. Som forsyning af dioderne, brugtes en 1kohm modstand og en stabliliseret strømforsyning, så de lyste med konstant lys. Jeg prøvede faktisk først med en fjernbetjening, men da den blinker, var resultaterne ikke reproducerbare. Derfor en IR diode forspændt med DC.

Testopstillingen ser således ud:

Og lidt mere raffineret, en kamerafastholder er tilføjet:

Først skulle det tjekkes at Lysdioderne rent faktisk lyste, og et ufiltreret billede ser sådan ud:

Så testede jeg med et filter af RG800, altså et nær Ir longpass filter:

Og et dybt longpass, RG1000 glas:

Så testede jeg at LED’erne ikke lyste i synligt lys. Det gjorde jeg med et 730 nm båndpas filter. Hvis LED’erne kunne ses i denne farve, er de på nippet til at lyse i synligt lys.

Intet. LED’erne lyser altså i IR og ikke andet.

Så prøvede jeg et gammelt Wrattenfilter, et 47, som er dyb blå.

Wratten 47 er altså nærmest fuld transparens i Ir. Næppe anvendeligt til tricolor.

Så prøvede jeg alle de Ir-block filtre jeg har.

Astro IR block.

Astronomik IR Block Clip filter til et DSLR:

Astronomik Ir block 1,25″

Baader UV-IR Rejection 1,25″

Baader 2″ Ir-block.

Orion 1,25″ Luminance filter

Astronomik h-alpha (CCD brug jeg tror det er 9 eller 12 nm)

Astronomik OIII til CCD:

Så prøvede jeg de fotometriske filtre:

Først de gamle glas-sandwich type fra Schuler:

Johnson Bu:

Johnson V

Johnson Rs:

Johnson Ir

Og så Baaders fotometriske filtre:

Baader Johnson B:

Baader Johnson V:

Overraskende er det at de såkaldte UV/Ir rejection filtre slipper så meget Ir igennem. Det bedste Ir-block filtre jeg kunne finde, var faktisk det billigste, det fra Astro. Fornemt.

Bekymringen om at de fotometriske filtre lækker Ir, syntes ikke at holde stik. Der var så meget blus på dioderne at selv 1% læk ville have været synlig som en tydelig gløden på diodens chip. Men intet ses, hverken på Baader eller Schuler.

Husk at testen her hverken er professionelt udført eller retningsvisende for hvordan filtrene er idag. De kan sagtens være bedre eller dårligere. Der er heller ikke udført nogle målinger, der er kun vurderet ud fra de viste billeder. Kan diodens chip ses =IR lys kommer igennem

[nightskyDeltager Neutron star]

Spændende Jens, specielt den om IR/UV lækage på UV/IR filter – den havde jeg ikke set komme
og det er potentielt hvad jeg vil kalde en skandale. Det betyder jo at et UV/IR cut filter til RGB
kameraer er lige til at smide ud og måske forklaringen på en masse bøvl.

Jeg vil godt dømme din konklusion ude.
Bekymringen om at de fotometriske filtre lækker Ir, syntes ikke at holde
stik. Der var så meget
blus på dioderne at selv 1% læk ville have været
synlig som en tydelig gløden på diodens chip.
Men intet ses, hverken på
Baader eller Schuler.

Det vil være vigtigt at vide hvor i IR området dioden lyser, ellers kan man ikke vide om der er
lækage andet end i det område dioden lyser.

Anden metode:
Jeg vil mene et halogen lys gennem en lille prik og så med en SA foran kameraet vil give det
korrekte svar.

Specielt, når Baader selv skriver der er lækage i deres fotometriske filtre.

there is a small leak – but it
is on the order of 2% compared to the 100% signal of the peak wavelength

Nightsky2016-12-04 17:28:26

[lindhardDeltager Super Nova]

Jens.Jacobsen wrote: Så prøvede jeg alle de Ir-block filtre jeg har.Astro IR block.

Astronomik IR Block Clip filter til et DSLR:

Astronomik Ir block 1,25″

Baader UV-IR Rejection 1,25″

Baader 2″ Ir-block.

Nu er det her ikke min spidskompetence, men IR-block og rejection etc. betyder vel, at IR-lyset blokeres, altså at lyset fra dioderne ikke kan ses?

Er der ikke lys i dioderne på alle billederne?

Lindhard2016-12-04 18:51:45

---

mvh
Lars

[jens.jacobsenDeltager Neutron star]

Jo det er jo det der er problemet.

Jeg vil også godt lige gøre opmærksom på at dette jo kun er en grov test.

Det jeg har gjort er følgende:

Lyser LED dioderne med synligt lys?
Svar:
Nej, der er intet synligt med mit eget øje, og der kommer ikke noget lys når jeg benytter et 730 nm båndpass filter.

Lyser LED dioderne ved 800 nm og nedefter?
Svar:
Ja, der er masser af lys fra dioderne i det pågældende filter, RG800

Lyser LED dioderne ved 1000 nm og nedefter?
Svar:
Ja der er masser af lys ved brug af RG1000 filter.

Så konklusionen få testopstillingen er at der ikke er lys fra dioderne i det synlige område, men at der er masser af lys mellem 800 og 1000 nm og nedefter.

Testen kan så fortælle om der kommer lys igennem fra 800 nm og nedefter.

Det må man så konkludere at der gør på de pågældende IR block filtre i mere eller mindre grad. Ikke hvormeget eller ved hvilken bølgelængde. Kun at der altså kommer lys igennem.

mvh
Jens

[lindhardDeltager Super Nova]

Jens.Jacobsen wrote: Baader Johnson V:

Tak for uddybningen. Du burde måske lave en fuldstændig test. Den kunne nok interessere mange også uden for dette forum.

Er det lys fra dioden eller en tilfældig refleks vi ser på dioden til venstre i billedet ovenover?

---

mvh
Lars

[jens.jacobsenDeltager Neutron star]

Hej Lars.

Jeg har ikke udstyret til en uddybende test, men vi forsøger nok med noget “smartere” som Lars Z har udtænkt, næste lørdag.

Den lyse streg er en refleks, har intet med lyset fra LED’erne at gøre.

[nightskyDeltager Neutron star]

Godaften

Nu har jeg grov testet samtlige filtre over hele spektret. Baader IR og IR/UC Cut filtre ser suspekte ud, da det måske er en dæmning af IR signalet end en egentlig blokering.

En undersøgelse der viser svage lækager er denne omgang dog ikke.

[lindhardDeltager Super Nova]

Jens.Jacobsen wrote: ….Den lyse streg er en refleks, har intet med lyset fra LED’erne at gøre.

Det var denne jeg tænkte på, den er på et par af billederne, men den er muligvis kun en refleks

Lindhard2016-12-05 00:15:01

---

mvh
Lars

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej, testede for
et par år siden egne filtre (SBIG interferens, BVI + cl) som skitseret af Lars
Z: SA spektrum af Mirfak gennem 3 filtre (B,V,IR) + cl. Alle i samme serie og med samme ekspo (1.5 s). Det kom der dette ud af
(bem. log trans counts): ingen reel læk i det aktuelle (N)IR område gennem B
og ubetydelig læk gennem V. Kan vel kvantifiseres
betydelig mere præcist, hvis der f.eks. testes på en stjerne med et højt og katalogiseret
IR signal.

Ps.: Har endnu ingen forklaring på, hvordan B kan være højere end cl signalet???

Mogens B2016-12-05 13:18:48

---

Hilsen Mogens B.

[Frank LarsenModerator Super Nova]

Mogens B wrote:

Ps.: Har endnu ingen forklaring på, hvordan B kan være højere end cl signalet???

Umiddelbart kan jeg godt forestille mig at CL har en blødere falloff nedad til – CL filtret er givetvist lavet til at matche et RGB filtersæt. Hvis rgbB filtret har et mere blødt cutoff mod UV end det fotometriske – så ligger forklaringen der.

Men det kan også nemt være måleteknisk – Hvis du er startet med B og transperansen er faldet efterfølgende.

Hvis du havde målt et ufiltreret spektrum, så kunne den relative transmission have været målt.

Jeg tror det er bedst at måle op mod en stabil kraftig halogen kilde som Lars Z. foreslår

Ref = ufiltreret

= / Ref

U’ .. Is’ er så filtertransmissionskoefficienter ( for alle bølgelængder )

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

FrankLarsen wrote: …Hvis du havde målt et ufiltreret
spektrum, så kunne den relative transmission have været målt.

Cl filteret er netop clear: ublokeret og har som eneste funktion at sørge for
at opretholde focus (parfocal i dette tilfælde med B, V og IR). Data er fremkommet
ved først at optage hele serien for eet filter (5 x 1.5 s), før jeg fortsatte
med næste hele serie o.s..v. Burde selvfølgelig være udført skiftevis med
alternerende filtre. Feks.: Cl->B->V->IR,->CL->B->V-> IR
o.s.v. Så mon ikke skiftende transparens/seeing har en del af skylden? Hensigten med testen var netop at
beregne respons-funktionen for hver farve med reference til Clear og at tjekke
for læk. Metoden burde være OK: Enkel og potentiel præcis- og kan da gennemføres med reference til optagelser helt uden filter-glas om nødvendigt.

Og undskyld at jeg lige lånte tråden for en kort bemærkning

---

Hilsen Mogens B.

[nightskyDeltager Neutron star]

Mogens B wrote: …ubetydelig læk gennem V. K

God information Mogens.

Jeg er mere bekymret for lækagen, selv om du skriver den er ubetydelig. Vi taler om små
marginaler ved fotometri og som jeg ser det kan selv meget små mængder IR lækage gøre en stor forskel.

F.eks. hvis vi følger en stjerne fra 60 til 30 grader over horisonten. Hvis ens reference stjerner
ikke har samme flux i IR op til 1.100nm som målstjernen, vil man se at målstjernen viser
variabilitet, efterhånden som vi kommer længere ned mod horisonten. IR dæmpes mindre end Vs spektrum.

Det kan hurtigt blive til temmelig stor fejlmargin så vidt jeg kan se.

PS.
F.eks. var der vist store problemer med V magnituder på Nov Del 2013 grundet IR lækage
og jeg mindes at nogle brugte Baader V. Vi taler om fejl 0,1 – 0,4 V mag.
Der er lækage på Baader V filter, det er målt meget nøjagtig af Carlos Tapia, tilbage er spørgmålet
så om det har nogen betydning?

Nightsky2016-12-05 17:04:01

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej Lars, helt enig
vedr. dine betænkeligheder og de fejlmarginer du referer gøre da data ubrugelige
til de fleste analyser. Jeg har hidtil ikke forsøgt at kvantificere og/eller at
kvalificere de viste filter-data til brugbare målinger, fordi mit behov for så
stor nøjagtighed kun har været aktuel de få gange jeg har forsøgt mig med
exoplanet-transits; og med mit hidtidige focus på HR diagrammer via ensemblefotometri, kan jeg altså komme langt med nøjagtighed på blot første decimal.
Jeg tror ikke jeg kan opnå så støjfri data med mit gear, som dem du har vist i
andre tråde- utrolig godt gået. Så inspireret af de målinger har jeg valgt at lave
en mere seriøs og kvalificeret måling af filtrenes forskellige karakteristika efter
de metoder, jeg har skitseret ovenstående.

Mogens B2016-12-05 17:38:04

---

Hilsen Mogens B.

[jens.jacobsenDeltager Neutron star]

Hejsa.

Lige en opdateret test.
Ny testopstilling:

Der er brugt alm glødelampe = lys som sortlegeme. Der er masser af IR.

På lampen påsættes i første runde et RG800 filter, nær IR.

RG800’s kurve er velkendt. Derved ved vi at der kommer sortlegemestråling ud af filtret, modeleret oveni RG800’s transmissionskurve? Enige??

På enden af RG800 påskrues så det ønskede filter:

Alt hvad firefly kameraet så kan se, vil være lækage. Enige??

Her er så bevis på at kameraet rent faktisk kan se noget:

Eksponeringstid fast 2 ms Gain stillet til 2db.

Baader UVIR Cut, som forventet masser af lækage.

Baader Johnson V

Baader Johnson B:

Schuyler V:

Schuler B:

Her igen med 100 ms eksponeringstid:

Så for at løfte barrieren blev RG800 skiftet med RG1000, dyb Ir transmission:
Eksponeringstiden blev sat til 10 ms for at give lidt mere lys:

Rent RG1000:

Baader UVIR Cut, igen lækage:

Baader Johnson V:

Baader Johnson B:

Schuler V

Schuler B filter, tråden kan faktisk ses!

Og for at tjekke, her med 250 ms eksponering:

Grundlæggende kan man konkludere at for alle filtre gælder det at ord som “blocking” “Cutting” mv er misvisende. De dæmper lyset i et bestemt område, med mere eller mindre success. Skruer man nok op for flux’en kommer der også noget igennem..

Det lader iøvrigt især til at være fotometriske filtre af interferenstypen. Mon ikke også f.eks Astrodon filtre kan lyses igennem?? Jeg tror det.

Spørgsmålet er om det så betyder noget. Jeg tror det ikke. Ved Baader’s V filter ses en smule Ir læk, men det er meget mindre end selv UV/Ir cut filtret slipper igennem. Under 1/10 del af UV/IR cut. Jeg ville ikke bekymre mig om det, med de målenøjagtigheder vi kan opnå.

Jeg er af den opfattelse at en korrekt transformering er af langt større værdi for et korrekt måleresultat end at bekymre sig om lidt IR lækage som måske er i størrelsesordnen 0,1-0,5%. Men det kunne være dejligt om der er nogen med lækkende filtre der ville prøve at måle på nogle Landolt stjerner. Det kunne hurtigt afgøre sagen.

For mit vedkomne vil jeg ikke bruge mere krudt på problemet.

mvh
Jens

Jens.Jacobsen2016-12-05 18:16:43

[nightskyDeltager Neutron star]

Hejsa

Ingen grund til at måle mere. Samtlige filtre er mere eller mindre målt op af andre til høj grad af præcision.

Jeg syntes dette link er interessant da det for min forklarer en del.
https://www.aavso.org/files/VBAKAFBessell.pdf
Og konklusionen: But now I realize they are not better than the G of the DSLR (since
about 2007
types). The DSLR channels are even far better when used in
proper combination Så meget for
dyre filtre.

Hvilket betyder at Baader og Astrodon er dømt ude indtil jeg ved om Chroma, Optec og
Custom Scientific er bedre?

Fra den gode Nova Del 2013 diskussion omkring acceptabel præcision:
– Your distribution should be at most 0.05mag, or a factor of ten better.
– ANS i Italien opnår en usikkerhed bedre end 0,012 mag mellem forskellige observatører.
– På Nova Del kampagnen ledte man efter fejl i størrelsens ordner 0,13 – 0,08, hvor 0,01 mag
kaldes “resonable”
– The red tail probably explains much of Andre’s brighter measures. It does NOT mean that
filters with slightly different response cannot be used, just that pathological stars (like emission
line objects) are difficult to measure correctly with wide-band filters.

– you should use apertures in the 5fwhm diameter range for bright stars

– Filters from different vendors have different passband shapes, with some having more
throughput at Halpha than others. This will cause a basic offset between observers, even
after transformation.

Her kan man finde en definition på de forskelige systemer:
http://ulisse.pd.astro.it/Astro/ADPS/Systems/index.html

Baaders V filter. Ældre CCD og CMOS vil nok ikke se IR omkring 1.000n,

Baaders UV/IR cut, som det ses kommer der signal igennem hele vejen

Bessels kurve for Johnson V

En god ting er at problemet må være minimal med Baader UV/IR block + Baader V. IR vil blive
rigeligt dæmpet
En mere nedslående ting fra dette er at mine OIII filtre ikke en dyt bevendt uden et short pass filter. Øv
Baader IR block er ringere end deres UV/IR block

Nightsky2016-12-05 19:44:44

[Forfatter]

Indlæg