Un banc test de filtres astro/photo avec un spectro ALPY

[OlivierG 782]

Voici un petit banc test de bande passante de filtre réalisé avec un ALPY 600 
 

Ce montage permet de mesurer la bande passante de divers filtres astro/photo.
Ici l'ALPY a été modifié avec une fente de 10 µm afin d'accroitre la résolution du spectrographe. Avec cette fente la résolution de l'ALPY se situe vers R=1400 (il faut également une caméra avec de petit pixels comme ici l'avec l'ASI 183MM : pixels de 2,4µm)
Il y a pas mal d'inconvénients à utiliser une fente aussi petite : Il faut beaucoup de flux pour obtenir un bon SNR et de plus on constate un phénomène de franges dû essentiellement à la faible largeur de la fente, ce qui permet difficilement de faire des spectres d'étoiles avec ce type de fente. Mais ici le flux ne manque pas car la source de lumière est une lampe halogène de 15W alimentée en 12V.

 

Le porte filtre est à tiroir et permet de tester des filtres de 1,25' à 2 pouces

Quelques résultats avec divers filtres que j'avais sous la main
 

1) un set de 3 filtres RVB large bande

 

2) Comparaison de 2 filtres H Alpha de marques différentes et de largeur différentes

 

3) Un pointeur laser vert 

 

4) Un vieux filtre Lumicon IHC (1998)

Modifié 1 janvier 2019 par OlivierG

[Christophe Pellier 8 855]

Belle manip  j'ai l'intention de faire pareil dès que le brouillard se lève avec ce que j'ai sous la main... une étoile de type O ou B.

J'ai l'impression qu'il y a eu un pbl avec la mesure de l'Astronomik B cependant. La bande n'est pas cohérente avec les données constructeur. J'ai obtenu ça l'été passé en partant d'un spectre de Sadr l'été dernier (Gamma Cygni) sans lissage du continuum:

Modifié 1 janvier 2019 par Christophe Pellier

[christian viladrich 7 672]

C'est très intéressant comme manip !

Comme Christophe, il doit y avoir un problème dans la mesure du B Astronomik qui ne correspond à aucune autre mesure (fabricants ou autres).

[OlivierG 782]

Christian et Christophe,

 

Oui, vous avez raison sur la courbe bleue large bande du filtre Astronomik, j'ai oublié pour cette courbe en particulier de diviser mon spectre par la RI à travers la lampe halogène seule (afin d'avoir uniquement la réponse du filtre et non pas la réponse du filtre plus le profil de Plank de la lampe). Je corrige le graphe dés que possible...

 

Après j'ai constaté que très souvent entre la courbe publiée par certain constructeur et la courbe réalisée sur un filtre en particulier, il y avait quelques différences notamment sur les filtres à bande étroite (centrage de la raie du filtre et la largeur du filtre)

 

[OlivierG 782]

Voici quelques courbes de réponses de filtres.

Tout d'abord, celui des filtres Astronomik dont j'avais oublié la RI sur le filtre bleu :

 

Ensuite, la courbe de filtres à bandes étroites Baader : H Alpha, SII et OIII :

 

Et en faisant une mesure plus précise de la longueur d'onde centrale de certains filtres et de la largeur (FWHM du filtre) avec Vspec, on s'aperçoit qu'il y a quelques disparités selon les constructeurs. 

 

Voici un filtre H Alpha Astronomik donné pour 12nm de bande passante :

La longueur d'onde du centre de la raie n'est pas à 6562,8 Å (longueur d'onde de H Alpha) mais décalé de 22,76 Å, de plus la largeur du filtre est de 19,18 nm (au lieu des 12nm théoriques). Le trait rouge vertical montre la position de la raie H Alpha.

Après, vu la bande passante large de ce filtre on capte tout de même bien H Alpha.

 

Un autre filtre H Alpha de marque Baader donné à 7nm de bande passante :

 

Là le filtre est bien centré sur H Alpha et la bande passante est légèrement supérieur à ce qui est annoncé (7,58 nm au lieu de 7nm)

 

 

[christian viladrich 7 672]

Intéressant !

J'ai l'impression que tu n'as pas de collimateur devant la fente (côté source de lumière) ? La bande bande dépendant de l'angle d'incidence, cela pourrait jouer (je n'ai pas fait le calcul). Pour autant, le Baader Ha ne semble pas avoir de problème de FWHM.

Quelle plage de longueurs d'onde peut-on couvrir avec ce système ? D'une façon générale, il est intéressant de pouvoir couvrir la gamme 350 à 1200 nm. Cela permet de vérifier s'il y a des fuites ou non.

 

Il serait intéressant également de rassembler ces mesures, et les futures j'espère ;-) , sur une page web.

 

Pour comparaison, voici une mesure du bleu Astronomik faite avec du gros matériel :

D'autres mesures ici:

http://www.carlostapia.es/curvas_filtros/Astronomik_Blue_Typ_2c.html

 

[OlivierG 782]

Christian,

 

Oui tu as raison, la source de lumière incidente n'est pas colimaté et cela peut fausser un peut les valeurs obtenus, en toute rigueur faudrait le faire avec un télescope sur le ciel,  sur une étoile très chaude de type O ou B qui a peu de raies et dont la courbe de Planck est plus centré vers le bleu ce qui aide à avoir un bon SNR. Après un autre facteur limitant c'est la caméra et son rendement quantiques dans l'extrême bleu et l'extrême rouge. (faudrait également que je calibre le flux en ordonnée en % du maxi et non pas en flux relatif par rapport au continuum).

 

En tout cas la courbe que tu montres est assez proche de la mienne, on voit bien également la remonté de la transmission vers 350nm ainsi que la pente remontant vers le rouge.

 

Avec un Alpy on peut couvrir de 350nm à 800nm environ, on pourrait aller un peu plus loin avec un LISA dont il existe 2 versions (un pour le visible l'autre pour le proche IR) et en 2 passes on pourrait couvrir 350nm à 1000nm.

 

Après, avec le nouveau spectro en cours de développement par Christian Buil (l'UVEX III) on pourra descendre beaucoup plus loin dans le bleu et aller également plus loin dans le rouge.

Voir les résultats sur :

http://www.spectro-aras.com/forum/viewtopic.php?f=8&t=2193

 

Un autre paramètre à prendre en compte c'est la transmission du hublot de la caméra qui pour les ASI et ATIK coupe franchement le flux en dessous de 400nm (voir la courbe obtenue par Christian sur le lien précédent). Il faudrait donc également changer les hublots des caméras par un verre transmettant plus le signal dans le proche UV. 

 

Modifié 6 janvier 2019 par OlivierG

[Christophe Pellier 8 855]

J'ai obtenu ça cette semaine en observant Algénib (Beta Pégase - B2IV). C'est fait "à la main" mais je retrouve des résultats cohérents, surtout dans la partie bleu/vert. J'ai été obligé de bricoler le continnum un peu plus dans le rouge/IR, je referai la manip sur une autre étoile disposant d'un flux plus important dans ces longueurs d'onde.

Les transmissions ne sont pas exprimées en pourcentage, ça pourra se faire en bricolant le fichier .dat dans un tableur. 

[christian viladrich 7 672]

Olivier, quand tu dis qu'en deux passes on pourrait couvrir 350 - 1000 nm, c'est avec l'Alpy ou le Lisa ?

 

Christophe, tu pourrais m'envoyer le fichier dat du Johnson UV Baader ? Cela m'intéresse pour une manip solaire. D'ailleurs ce serait le Johnson U Astrodon qui m'intéresserait plus particulièrement si quelqu'un a des mesures.

[Christophe Pellier 8 855]

C'est envoyé. Je suppose que si personne n'a l'Astrodon sous la main il serait possible de bricoler une courbe à partir du Baader...

[OlivierG 782]

Il y a 12 heures, christian viladrich a dit :

Olivier, quand tu dis qu'en deux passes on pourrait couvrir 350 - 1000 nm, c'est avec l'Alpy ou le Lisa ?

Christian,

C'est le LISA qui est proposé avec une version proche IR, après avec l'ALPY c'est peut être possible, mais il faut faire attention à ne pas avoir l'ordre 2 du spectre qui risque de se superposer à l'ordre 1 dans cette région spectrale.

 

[Christophe Pellier 8 855]

Exact. J'ai utilisé des filtres d'ordre de premier niveau pour le calcul des bandes en rouge et IR.

[Chris277 581]

Joli setup et protocole de mesure! Bravo les gars! j'aime ça. Et bonne année et santé à tous les 3

de la part d'un prof de physique

Christophe