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Quel est le changement d'espacement ? Cela se fait-il par essais et erreurs ou une augmentation théorique est-elle suggérée ?

J'inclurai également des représentations des spectres Ca-IR, H-alpha et Ca-H. Cela donne un aperçu de la formation de l'image à ces longueurs d'onde. Pour ce faire, j'ai utilisé la fonction Spectrum Analyser de notre logiciel SHG. Il est intéressant de noter que la forme de la raie IR est plus proche de la raie H-alpha que de la raie Ca-H. Vous pouvez également voir que la raie Ca-IR ne montre pratiquement pas de protubérances (elles sont présentes mais extrêmement faibles).

Dans la matinée du 7 mai, j'ai pris des images H-alpha et Ca-H au spectrohéliographe (SHG) en utilisant mon triplet APO SHG. L'après-midi, j'ai changé d'instrument pour utiliser mon 80ED SHG que j'ai optimisé pour l'imagerie infrarouge. Le réseau était de 1800 l/mm au lieu de 2400 l/mm afin d'accéder à des longueurs d'onde plus grandes. J'ai également utilisé une fente lithographique formée avec du chrome de 400 nm d'épaisseur, au lieu du chrome de 200 nm que j'utilise habituellement. Les fines couches de chrome sont de plus en plus transparentes aux grandes longueurs d'onde, de sorte que la couche de chrome plus épaisse, plus opaque, a permis d'améliorer le contraste de l'image. Dans le domaine visible, j'utilise également un filtre Astronomik L1 UV/IR pour limiter la charge énergétique du système. Pour l'infrarouge, j'ai utilisé un filtre Astronomik ProPlanet 807 pour réduire la charge énergétique et agir comme un filtre d'ordre (parce que la lumière bleue de deuxième ordre se superpose à la lumière IR de premier ordre). Gauche : Calcium 854.2 nm avec Skywatcher 80ED (ouverture 80mm, longueur focale 600mm). Exposition 4.0ms, gain 50 (9%), 241fps. Caméra IMX 178. Pile de 23 images. A droite : Calcium 396.8 nm avec APO triplet (ouverture 72mm, longueur focale 720mm). Exposition de 3,0 ms, gain 50 (11 %), 318 images/s. Caméra IMX 183. Pile de 17 images. Notamment, la longueur d'onde infrarouge ne montre que des protubérances extrêmement faibles alors que la ligne Ca-H montre des protubérances très clairement. Les filaments sont également moins visibles dans l'infrarouge. L'ouverture complète de 80 mm du Skywatcher 80ED a un critère de Rayleigh de 2,7 arcsec. En utilisant le réseau de 1800 l/mm, la résolution spectrale est de 0,16 angstrom. Le télescope triplet APO, masqué à 72 mm, a un critère de Rayleigh de 1,4 arcsec. Avec le réseau de 2400 l/mm, la résolution spectrale est de 0,21 angström. J'avais précédemment constaté que les APO triplets, bien qu'optimisés sur l'ensemble de la gamme visible, avaient des performances assez médiocres dans l'infrarouge. Le doublet ED, même avec une ouverture de 80 mm, donne des images infrarouges beaucoup plus nettes.

Bonjour Simon, il y a eu récemment une excellente description par Rick de son voyage pour construire un instrument SHG basé sur l'une de mes fentes de quartz de 9 microns. Il a basé sa conception principalement sur l'un de mes instruments, mais il a créé quelques mécanismes uniques. Il avait déjà pratiqué avec un Solex et s'est donc très vite habitué à utiliser son nouvel instrument et les résultats sont équivalents à ceux que je peux obtenir. Voir son histoire ici, qui présente de nombreux détails d'assemblage et des résultats d'images : New Spectroheliograph construction (based on 102mm refractor)

Les conditions atmosphériques étaient très bonnes tôt ce matin et j'ai sorti mon spectrohéliographe à grande ouverture pour la première fois depuis l'automne dernier. Gauche : H-alpha SHG, ouverture de 106 mm. Pile de 18 scans. À droite : Ca-H SHG, ouverture de 72 mm. Pile de 17 scans. Fente en quartz chromé de 9 microns de large, 12 mm de long. Filtre Astronomik L1. Réseau de diffraction de 2400 l/mm, 50mm x 50mm. ZWO 183MM, ZWO EAF. La résolution spectrale de l'image H-alpha est d'environ 0,12 angström et celle de Ca-H d'environ 0,21 angström. Cliquez sur l'image pour l'agrandir, mais pour la voir en pleine résolution, vous devez l'ouvrir dans un nouvel onglet.

Pour donner une vision plus complète du côté spectroscopique de l'instrument, j'inclus ci-dessous un extrait d'une des vidéos du SER qui montre la structure de la raie Ca-K. Vous pouvez le comparer au spectre de Ca-K présenté ci-dessus. Les variations d'intensité le long de la raie créent le contraste dans les images. Notez que la ligne centrale très étroite et sombre reste relativement constante. Pour calculer la dispersion spectrale réelle de l'instrument, j'ai pris un fichier vidéo balayant la surface solaire et capturant toute la largeur du capteur IMX 178. Ce fichier a enregistré les lignes Ca-K et Ca-H, comme indiqué ci-dessous. Notre programme SHG (basé à l'origine sur INTI de Valérie) utilise une bibliothèque intégrée de lignes spectrales pour effectuer automatiquement un calcul précis de la dispersion. Cette bibliothèque peut être utilisée à d'autres fins, par exemple pour identifier des raies difficiles à trouver (par exemple l'hélium D3).

L'instrument est le même que celui utilisé précédemment (Images H-alpha et Ca-H prises avec un spectrohéliographe 80ED), mais le réseau de diffraction de 2400 l/mm a été remplacé par un réseau de 3600 l/mm. La largeur de bande spectrale près de 393nm a donc été réduite de 0,23 angström à 0,10 angström. Avec une largeur de bande plus étroite, le contraste est plus élevé et les structures telles que les filaments de Ca-K et les protubérances sont encore plus apparentes. La surface solaire est une pile de 7 scans et les protubérances une pile de 8 scans. Pris à 5x le taux sidéral, 9ms d'exposition, gain de 150 (29%). La figure ci-dessous montre les résultats d'un seul fichier vidéo SER (représentant un seul scan). Notez le creux extrêmement étroit au milieu de la ligne Ca-K, qui présente en fait un pic plus étroit que la ligne H-alpha.

Je peux vous fournir les réponses théoriques (géométriques) à votre question. Les résolutions réelles peuvent être différentes (c'est-à-dire moins bonnes) en raison d'imperfections optiques, etc. H-alpha : résolution spatiale 2,1 arcsec ; résolution spectrale 0,13 angström Ca-H : résolution spatiale 1,5 arcsec ; résolution spectrale 0,23 angstrom Pour H-alpha, la résolution spatiale peut être améliorée jusqu'à environ 1,4 arcsec si l'on utilise une plus grande ouverture de télescope de 120 mm (au-delà, les rendements diminuent). La résolution spectrale pourrait être réduite à environ 0,10 angstrom, mais en raison de la grande largeur de la raie H-alpha, je n'ai pas constaté de grande différence en dessous d'environ 0,20 angstrom. Pour Ca-K/H, la résolution spectrale a également pu être réduite à environ 0,10 angström en utilisant un réseau de 3600 l/mm. Étonnamment, la réduction de la bande passante pour Ca semble avoir plus d'impact que pour H-alpha parce que, je pense, il y a une région sombre extrêmement étroite au centre des raies du calcium, qui peut être révélée avec une bande passante suffisamment petite. La résolution spatiale pourrait, en théorie, être réduite à 1,2 arcsec avec une ouverture de 80 mm, mais de très bonnes lentilles optiques et d'excellentes conditions atmosphériques seraient nécessaires pour y parvenir.

En ce qui concerne la fente de 9 microns sur 12 mm, je l'ai fait fabriquer sur mesure par un fabricant de masques pour semi-conducteurs. Il s'agit d'une plaquette de quartz fondu, de 5 pouces carrés, dans un ensemble de 7x7. J'en ai utilisé plusieurs pour différentes expériences et instruments que j'ai construits. J'ai vendu les autres fentes (plus ou moins au coût de fabrication). Je n'avais plus de fentes à la fin de l'année 2023 et je viens de recevoir un nouveau lot de fentes, cette fois de 8 microns par 13 mm. J'ai également examiné des fentes fabriquées en Chine. Elles mesurent 7 microns sur 13 mm. Je les ai évaluées avant de passer ma récente commande de fentes de 8 microns par 13 mm. Les fentes chinoises sont fabriquées en verre borosilicaté, qui est plus durable que le verre normal (je pense que les fentes de Shelyak sont fabriquées en verre normal). Le problème du verre normal est qu'il se fissure facilement sous l'effet d'un choc thermique (pensez à verser de l'eau bouillante dans une tasse en verre normal). Il est possible d'utiliser du quartz fondu sans aucune atténuation (le coefficient de dilatation thermique près de la température ambiante est presque nul - une anomalie physique). Cependant, j'ai constaté que la couche de chrome/oxyde de chrome que j'utilise est endommagée par une trop grande quantité de lumière UV et transmet également une grande quantité de lumière IR. C'est pourquoi j'utilise un filtre UV/IR devant les fentes de quartz. Les fentes chinoises sont fabriquées à partir d'une couche assez épaisse de chrome pur et réfléchissent donc beaucoup mieux la lumière UV et IR. Cependant, j'ai remarqué qu'au microscope, on peut voir que les bords sont beaucoup plus rugueux et que les surfaces ne sont pas aussi propres. Je pense que ces fentes ont été fabriquées pour des applications laser et que ces défauts ne sont donc pas si importants pour l'utilisation prévue. Voir la comparaison ci-dessous (mes fentes sont bleues dans la réflexion et les fentes chinoises sont dorées). J'ai utilisé un microscope métallurgique avec une lumière blanche en réflexion et une lumière verte en transmission. Je pense que c'est parce que le chrome chinois est très épais (environ 400 nm) qu'il provoque des bords irréguliers lors de la lithographie. Mais cette épaisseur présente des avantages en termes de transmission des grandes longueurs d'onde et de robustesse. Mes fentes utilisent une couche très fine (environ 200 nm) et sont donc assez délicates, mais elles sont beaucoup plus précises. Je pense qu'il s'agit d'un compromis. J'ai développé une méthode pour maintenir les fentes en borosilicate et en quartz de manière à ce que leur face avant (vers le soleil) soit masquée, réduisant ainsi la quantité d'énergie déposée à cet endroit. Les disques d'aluminium ont un diamètre de 27 mm avec une fente de 2 mm et peuvent être montés dans une cellule filtrante de 1,25 pouce. Avec cet arrangement, j'ai découvert que les fentes en borosilicate pouvaient être utilisées sans aucune atténuation (pas de filtre ND ni de filtre UV/IR). J'ai constaté que les fentes de 7 microns offraient une résolution légèrement supérieure à celle des fentes de 9 microns, mais avec une réduction notable du débit de lumière. C'est pourquoi, pour mon dernier lot de fentes, j'ai opté pour une largeur de 8 microns. J'ai lu quelque part qu'une fente environ 3 fois plus grande que la taille du pixel de la caméra était une bonne taille, et pour la plupart des expériences, j'utilise des capteurs de caméra avec une taille de pixel de 2,4 microns (IMX 183 et 178).

Des grilles de 50 mm x 50 mm sont couramment disponibles (par exemple, Thorlabs et Edmund Optics). Le seul problème est qu'ils sont assez chers. En fait, dans ce cas, j'ai décidé d'expérimenter et de commander un réseau en Chine via eBay. Le coût était d'environ 50 % par rapport à un fournisseur occidental, mais la qualité est moins bonne, du moins sur le plan esthétique. Cependant, je n'ai pas constaté de différence notable en termes de performances. Je pense que les bords du réseau de diffraction ont été abrasés pendant le transport à cause d'un mauvais emballage. Le bord inférieur est légèrement endommagé mais je n'utilise que la partie centrale de la grille donc cela ne semble pas avoir d'importance. Cependant, je recommande d'utiliser les fournisseurs européens/américains. Je dois également mentionner qu'il a fallu environ 2 mois pour que le réseau chinois arrive à Londres.

J'ai pris des images en H-alpha à 80mm d'ouverture et en Ca-H à 66mm d'ouverture en utilisant un spectrohéliographe basé sur un Skywatcher 80ED (600mm de focale). Gauche : CaH, pile de 13 scans. À droite : H-alpha, pile de 15 scans. Prise le 30 avril 2024, vers 0800 UTC. Réseau de 2400 l/mm, 50mm x 50mm. Fente chromée de 9 microns de large sur quartz fondu, 12 mm de long. Capteur IMX178 (Player One Neptune-M). Balayage SR 12x, exposition 4ms, gain 80. Le collimateur et les objectifs d'imagerie sont tous deux des Pentax Super Takumar. Un simple sac de coton noir offre une protection suffisante contre la lumière. Poids total : 6,7 kg.

Pour le programme SHG, les fichiers 16 bits et 8 bits sont acceptés ; les fichiers SER et AVI sont acceptés. Vous pouvez exécuter les données 8 bits que vous avez prises et les récupérer.

Si vous rencontrez des problèmes avec le logiciel INTI de Valérie, vous pouvez également essayer notre logiciel SHG : Solex_ser_recon_EN version 4.3 Windows exe Le logiciel comporte de nombreux éléments communs avec INTI et devrait donc être familier à ceux qui ont l'expérience d'INTI. Nous avons également ajouté récemment un support multilingue afin que vous puissiez l'utiliser en français, si vous le souhaitez.

En général, pour le H-alpha, j'aime empiler entre 10 et 14 scans. Pour le calcium, vous pouvez en utiliser moins, environ 6 à 8. Les résultats finaux de Calcium sont améliorés si vous réglez l'exposition de manière à ce qu'il n'y ait pas de zones saturées. Vous améliorerez probablement la qualité de l'image dans Calcium si vous utilisez un masque d'ouverture (dans votre cas, peut-être 60 mm).

Quel télescope et quelle longueur focale ? En utilisant la pleine ouverture de 90 mm ?