Добро пожаловать на наш астрономический форум!
Надеемся, что здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали.
Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил

Зоны особого внимания: ЧАВО (FAQ), Обзоры оборудования и Окуляры

Астрофотография через ЭОП

Обсуждение всего что сделано своими руками, модернизация оборудования, телескопостроение и т.д.

Модератор: Ernest

Ответить
ДмитрийДм
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 14 фев 2019, 16:58

Астрофотография через ЭОП

Сообщение ДмитрийДм » 14 фев 2019, 17:04

Добрый день!
Я задумался о возможности астрофотографии объектов глубокого космоса
методом планетной фотосъемки с использованием Электронно-оптического преобразователя для усиления светового сигнала.
Метод приблизительно описан в http://www.stanmooreastro.com/ZeroCam.htm
Я планирую использовать ЭОП с плоским круглым экраном D17,5мм и охлаждаемую камеру ASI 178mm_c.
Схема подключения камеры к ЭОП взята из статьи по ссылке.
Мой вопрос заключается в подборе объектива (Relay на схеме).
Можно ли использовать для этой цели окуляр, например Плесл?
Некоторые продавцы, например немецкий Телескоп-сервис, предлагают даже специальные переходники для
соединения с камерой (https://www.teleskop-express.de/shop/pr ... 1-25-.html
или https://www.teleskop-express.de/shop/pr ... sfeld.html)
Если я правильно понял, то применение соответствует моему случаю.
Помогите подобрать необходимые параметры такого окулярного объектива (фокусное расстояние и угол зрения).
Глубина матрицы ASI 178mm_c от опорной плоскости примерно 17 мм,
глубина экрана ЭОП от торца устройства 14 или 7 мм в зависимости от конструкции. Еще есть вариант применить ЭОП с вогнутым экраном с R=38 мм
Желательно, чтобы изображение экрана ЭОП на матрице ASI 178mm_c помещалось или целиком или по длинной стороне кадра.
Желательно собрать наиболее короткофокусную и малогабаритную конструкцию.

С Уважением
Вложения
ЭОП.jpg
ЭОП.jpg (22.45 КБ) 2376 просмотров

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13832
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение Ernest » 14 фев 2019, 19:52

"Я задумался о возможности астрофотографии объектов глубокого космоса методом планетной фотосъемки с использованием Электронно-оптического преобразователя" - по-моему, это не имеет смысла в любительской астросъемке. В проф. астрономии съемку с ЭОП используют (использовали) в следующих случаях: (1) съемка быстропеременных процессов на фотоэмульсию с низким квантовым выходом - игнорируем потери в качестве результата ради его получения, (2) съемка со смещением диапазона (скажем ИК, УФ) с преобразованием в видимый диапазон, где больше удобных приемников, (3) преобразование широкого спектрального диапазона в достаточно узкий...

Все это не предмет для любителей. Квантовый выход современных цифровых приемников много выше, чем у ЭОП-ов, им промежуточный ЭОП это просто как собаке пятая нога. Ярче не будет, а потери в разрешении и динамическом диапазоне - катастрофические. Съемка со смещением спектрального диапазона предполагает использование соответствующей (чисто зеркальной!) оптики, потому как линзовые элементы фильтруют даже и ближний УФ, имеют существенные аберрации в ближнем ИК. То-же самое и в части сужения спектрального диапазона.

Так что рациональных показаний к фотографированию с применением ЭОП-а у любителей нет. Разве что посмотреть "что получится"...
Единственный смысл использования ЭОП-а любителями астрономии это изготовление так называемых "электронных окуляров"

"Мой вопрос заключается в подборе объектива (Relay на схеме). Можно ли использовать для этой цели окуляр" - можно, но получится плохо. Во-первых, окуляры работают проектируя близкое промежуточное изображение на "бесконечность". То есть для ваших целей понадобится два окуляра: один, более длиннофокусный - в прямом ходе света, полевым компонентом в сторону экрана так, чтобы его передняя фокальная плоскость совпадала с плоскостью экрана ЭОП-а (таким образом окуляр работает в привычном для него режиме проецируя изображение экрана на бесконечность), второй, примерно вдвое более короткофокусный, перехватит это изображение, он должен быть установлен в обратном ходе так, чтобы его выходной зрачок совпадал с выходным зрачком первого окуляра и создавал изображение на приемнике вашей камеры. Соотношение фокусных расстояний такое чтобы согласовать размер экрана ЭОП-а и вашей камеры (примерно 2:1 или фокусные расстояния 20 и 10 мм). Во-вторых, окуляры рассчитаны на работу с сравнительно небольшими светосилами, типа 1:10, уже при 1:5 они имеют довольно приличные аберрации. То есть надо диафрагмировать до хотя-бы 1:4. Как это сделать? В плоскости сопряжения вых. зрачков окуляров надо будет установить диафрагму (как-бы зрачок глаза) так чтобы самый короткофокусный из окуляров работал со светосилой менее 1:4. В вашем случае диаметром примерно 2.5 мм. В итоге большая часть света выходящего из ЭОП-а будет диафрагмироваться и малейший смысл в его использовании пропадет.

Нужен светосильный фотообъектив предназначенный для макросъёмок с коэффициентами порядка 2 к 1.

ДмитрийДм
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 14 фев 2019, 16:58

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение ДмитрийДм » 15 фев 2019, 14:19

Спасибо, я попробую с 1 или 2 окулярами пока не найду объектив.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13832
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение Ernest » 15 фев 2019, 19:25

Попробуйте, конечно!

Аватара пользователя
AnDom
Сообщения: 7489
Зарегистрирован: 07 июн 2012, 10:45

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение AnDom » 15 фев 2019, 22:04

Что-то как-то сложно, но на результат будет весьма интересно посмотреть. Особенно если удастся сделать сравнение.
Александр.

ДмитрийДм
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 14 фев 2019, 16:58

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение ДмитрийДм » 16 фев 2019, 11:15

Спасибо за эти ответы.

Вроде вопросы с объективом и окулярами решаются.
Можно ли как-то оценить собственный шум оптического усилителя в электронах или фотонах (или электронах в секунду)?
Я думаю, что входной эквивалент темного фона составляет 0,25 микролюкс. Соотношение сигнал / шум при 100 микролюксах составляет более 27 децибел.
Квантовая эффективность от 500 нм до 850 нм составляют около 30-35%.
Какой вы посоветуете цвет люминофора?
Есть белый и зеленый. Мне кажется, что для визуального просмотра более комфортна черно-белая картинка,
а для фотографирования возможно лучше зеленая, чтобы меньше влиял возможный хроматизм объектива?
Или сейчас оптика хорошо скомпенсирована?

Мне уже самому интересно, что получится, хотя везде мне пишут, что выигрыша по SNR я наверное не получу.
Мои надежды для начала (Кроме просмотра) - фото ярких ДСО методом планетной съемки.
В любом случае мне долго ждать - объектив около месяца (это если сумею заказ разместить), а ЭОП вообще обещают через 3-4 месяца.

С уважением, Дмитрий

acmajor
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 20 окт 2020, 23:56

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение acmajor » 28 окт 2020, 22:10

Видимо тема умерла?
Если применять ЭОП для астрокамеры (имею ввиду длительное накопление), то это наверное напрасная трата времени и сил. В конце 80-х годов имел опыт применения ЭОП 1-го поколения на ПЗС-матрицах 1200ЦМ1 и 1200ЦМ5. В составе был трехкаскадный ЭОП. Стояла задача фотометрии спутников в реальном времени со стандартной TV-разверткой (50 полукадров в секунду). На камере с матрицей 1200ЦМ1 усиление ЭОПа регулировалось напряжением всех трех каскадов одновременно. На камере с матрицей 1200ЦМ5 первый каскад ЭОПа имел отдельную регулировку. Оба варианта очень сильно шумели. Раздельная регулировка немного спасала ситуацию, но не очень сильно. Шумы в виде слабых вспышек были по всему полю. Мы избавлялись от них математикой (суммировали кадры попиксельно и делили сумму на кол-во просуммированных кадров. Для более правильной математики не хватало ресурса ПК. Он был БК-1300 с 64К общей памяти на данные, ПО, адресацию портов и т.д.). ЭОПы были приклеены непосредственно на матрицу оптическим клеем (предварительно было снято сапфировое стекло). К ЭОПу просто прижато механически с использованием канадского бальзама. Стыковочная планшайба - кубик из отдельных волоконных каналов и каждый канал засвечивал 4-9 пикселей (поле 2х2 или 3х3). Поэтому угловое разрешение заметно ухудшалось. На полуметровом телескопе удалось фотометрировать 13-ю зв.величину. Если зарубить усиление ЭОПа (чтоб не кипело изображение) то это 9-10 зв.величина. Все это работало без охлаждений.

Владимир Ars
Сообщения: 249
Зарегистрирован: 27 мар 2016, 22:36

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение Владимир Ars » 29 окт 2020, 00:26

Нет, в чем точно смысла нет , так это в астрофото через эоп. Для фото пзс лучше.
SW Dob 14" R
-------------
Мой каталог объектов дальнего космоса : https://vk.com/doc-195195765_580500059
———————
https://www.telescoping.ru

acmajor
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 20 окт 2020, 23:56

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение acmajor » 29 окт 2020, 02:41

На мой взгляд есть более достойные кандидаты нежели ПЗС. К примеру вакуумная трубка суперортикон. Я не очень понимаю, почему эта ветка приборов умерла. В этой трубке после фотокатода стоял умножитель типа ФЭУ, который с выбитого электрона делал лавину. Фототок на выходе был пропорционален засветке но... эта трубка имела массу достоинств: фотокатод также можно было охлаждать например азотом до -140 гр.С; развертка была аналоговой, что исключало деление на фиксированные пиксели и картина с суммированием кадров была с сумасшедшим разрешением (на разрешение такой системы влияло только качество оптики и фокусировка катодного луча, который при малых токах очень хорош); можно было ограничением катодного напряжения проводить комбинированное считывание (это когда несколько кадров читаются объекты, яркость которых выше заданного напряжением порога, после чего читается один кадр с максимальной чувствительностью. т.е. зоны, в которых в течении предыдущих кадров происходило накопление заряда без считывания оных) в результате чего достигался очень большой динамический диапазон по яркости. В Крымской обсерватории Абраменко в 70-80х годах, если мне не изменяет память, на 500мм телескопе получал 21-22 зв.величину. Главным неудобством трубки была ее обвязка (высокое напряжение анода, катушки фокусировки и управления лучом по строке и кадру и т.д.). На эту тему Абраменко выпустил замечательную книгу "Телевизионная астрономия"

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13832
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение Ernest » 29 окт 2020, 08:38

Квантовая эффективность современных ПЗС достигает 40-50% (а в уникальном исполнении, до 95%), что вдвое-трое больше, чем у электровакуумных приборов (тех-же лавинных ФЭУ). При этом удобство в использовании и проч. характеристики так-же на стороне ПЗС. Стоит-ли удивляться, что и в астрономическом применении практически не осталось других приемников.

Rain Dog
Сообщения: 464
Зарегистрирован: 11 фев 2011, 13:54
Контактная информация:

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение Rain Dog » 29 окт 2020, 11:51

Сейчас ПЗС уже вытесняются КМОП матрицами. Они уже имеют очень высокую квантовую эффективность, при этом низкий темновой ток и ток считывания. Ещё скорость считывания больше в несколько раз.
DeepSky 90/500; Skype: anton_belotsky

Владимир Ars
Сообщения: 249
Зарегистрирован: 27 мар 2016, 22:36

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение Владимир Ars » 29 окт 2020, 12:33

В любом случае, фотографировать через эоп бессмысленно. Зарубежом, где используют эоп для наблюдений, тоже не рекомендуют астрофото, только глазом смотреть.
SW Dob 14" R
-------------
Мой каталог объектов дальнего космоса : https://vk.com/doc-195195765_580500059
———————
https://www.telescoping.ru

acmajor
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 20 окт 2020, 23:56

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение acmajor » 30 окт 2020, 04:24

На счет удобства и ДКВ с Вами полностью согласен, а вот с разрешением и динамическим диапазоном - нет. Согласитесь, что оцифровать один фотон- это же сколько бит АЦП нужно иметь, да и при переносе этого заряда не факт, что он не рекомбинирует. А в диссекторном варианте с этого фотона образуется лавина. Уже есть что цифровать. Понятно, что каждый прибор предназначен под свою задачу.

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 13832
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Контактная информация:

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение Ernest » 30 окт 2020, 07:20

acmajor писал(а):
30 окт 2020, 04:24
А в диссекторном варианте с этого фотона образуется лавина.
...только не "с этого фотона", а выбитого им электрона. Вероятность того, что фотон выбьет этот первый электрон называется квантовой эффективностью и она для вакуумных приборов достигает примерно 20%.

acmajor
Сообщения: 7
Зарегистрирован: 20 окт 2020, 23:56

Re: Астрофотография через ЭОП

Сообщение acmajor » 30 окт 2020, 22:14

Согласен, но наверное эта тема не для этой ветки вопроса. Мы слишком увлеклись!

Ответить