Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer"

László Kozma
7 évvel ezelőtt
Látták:

Spektrográf elvi felépítése A: távcső Itt lencse, de általában komplex

sugarak itt metszik egymást B: maszk Fókuszsíkba kerül (kamera helyére)

A látómező összes objektuma elkenődik A kiválasztott objektum előtt keskeny

spektrális felbontás Objektumok egymásra lógnak Speciális objektumok

1 Spektrográf elvi felépítése A: távcső Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer Kis kromatikus aberráció fontos Leképezés a fókuszsíkban: sugarak itt metszik egymást B: maszk Fókuszsíkba kerül (kamera helyére) Kiválasztja az objektumot, amiről a spektrum készül Ø maszk Rés Objektívprizma A látómező összes objektuma elkenődik A kiválasztott objektum előtt keskeny rés (slit) A rés szélessége megszabja a maximális spektrális felbontást Kis spektrális felbontás Objektumok egymásra lógnak Speciális objektumok keresésére (pl. kvazárok) Túl széles rés: az objektum különböző részéről származó spektrumok egymásba lógnának 1

A rés az objektum tengelyére kerül Long-slit Létre jövő kép: x -- λ Többréses

réseket az objektumok fölé kell pozícionálni ESO VIMOS Üvegszálas spektrográf

fény a szálakon át jut a spektrográfba Sok szál (100-500) A szálak a

2 Hosszú réses spektroszkópia Nagy látszólagos objektumok esetében: közeli galaxisok A rés az objektum tengelyére kerül Long-slit Létre jövő kép: x -- λ Többréses spektrográf Ha nagy a fókuszsík: spektrum egyszerre több objektumról Multi-slit A réseket az objektumok fölé kell pozícionálni ESO VIMOS Üvegszálas spektrográf Optikai szálak befűzése A maszk egy kis átmérőjű furat, amiben üvegszál végződik A fény a szálakon át jut a spektrográfba Sok szál ( ) A szálak a spektrográfban egyenes mentén sorban végződnek Innentől a felépítés azonos a hosszú réses esettel C: kollimátor A fókuszsíkon áthaladó, széttartó sugarakat párhuzamosítja 2

D: diszperziós elem Hullámhossztól függő szögben töri meg a fénysugarakat Az azonos hullámhosszú

kell minőségi anyagot gyártani) A sugarak eltérülése a résre merőleges!

Nagy méretű spektrográf Elhajlás több rendben, nehéz szétválogatni dsin θ m = mλ Blazing(bemetszés)

visszaverődés Ki lehet emelni egy adott rendet Échelle spektrográf échelle= létra Két rács egymás

3 D: diszperziós elem Hullámhossztól függő szögben töri meg a fénysugarakat Az azonos hullámhosszú sugarak párhuzamosak maradnak Prizma (prism) Kis diszperzió Nem lineáris Drága gyártani (térfogatban kell minőségi anyagot gyártani) A sugarak eltérülése a résre merőleges! Diffrakciós rács (grating) Lineáris diszperzió UV-ban is működik (ahol az üveg már nem átlátszó) Nagy méretű spektrográf Elhajlás több rendben, nehéz szétválogatni dsin θ m = mλ Blazing(bemetszés) A visszaverő felület szöget zár be a rács síkjával Egyes hullámhosszak környezetében erősebb visszaverődés Ki lehet emelni egy adott rendet Échelle spektrográf échelle= létra Két rács egymás után Egymásra merőleges eltérítés Maszk csak furat lehet! A második rács az egyes λtartományokat tovább bontja Nagyon nagy felbontás Keck HIRES 3

4 Prizma és rács kombinációja Egy adott hullámhosszon nincsen eltérítés Grism(prács?) Kis méret Elég nagy diszperzió Drága E: kamera A párhuzamos sugarakat a detektorra fókuszálja A különböző hullámhosszak más pozícióba képződnek le F: detektor Fotólemez Nagyon nehezen kalibrálható Vöröseltolódás mérésre jó, fluxusra nem Fotoméretek Csak egyetlen pixel Mozgatni kell a detektort vagy a diszperziós tagot Lassú mérés, hosszú integrálási idő CCD mátrixok Spektrális felbontás A spektrográf végeredményben egy képet alkot Ezt egy mátrixszal lehet rögzíteni Jól kalibrálható Lineáris Nem kell mozgatni Nagy felbontás Hűteni kell Erősen hullámhosszfüggő érzékenység közeli IR -> közeli UV λ tartományban nem lineáris a mintavételezés R= λ/δλ Doppler-eltolódás formulájával átírható sebességdiszperzióra σ v = cδλ/λ 4

5 Paraméterek beállítása Adott jel-zaj arányú megfigyelést szeretnénk Kis felbontás Rövid integrálási idő Kis méretű műszer Nagy felbontás Hosszú integrálási idő Nagy méretű műszer Galaxisspektroszkópia Kozmológiai mérések Galaxisevolúció Sok százezer spektrum Vöröseltolódás Spektroszkópiai osztályozás Felbontás kiválasztása Mik azok a spektroszkópiai jellemzők, amiket nézni akarunk? Elég csak a spektrális típus Vöröseltolódás Vonalprofil Stb. Hány spektrumot akarunk Nagy mintához rengeteg idő kell, ez korlátozza a felbontást R << 2000 R 2000 közepes R kicsi nagy CCD spektrumok redukciója Itt is van dark és bias, mint képeknél Flat? Lapos spektrumú lámpa kell Magas hőmérsékletű izzó Ég levonása: itt hullámhossz-függő R 2000 az optimális (45 perces integrálás kell!) Spektrográf kalibrálása λ-tartományban ívlámpával Fluxusban? Standard csillagokhoz Elméleti spektrum ismert Extinkciót meg kell becsülni 5

6 Mértékegységek Hullámhossz: 1 Ångström= 0.1 nm = m Van, hogy km/s vagy frekvencia (rádiónál) Fluxussűrűség: [F λ ] = ergcm -2 s -1 Å [F ν ] = Jy= ergcm -2 s -1 Hz -1 6

7 2dF 2dF 6dF VIMOS (VLT) DEIMOS (Keck) 7

8 LAMOST = (Large Multi-Object Spectroscopic Telescope 8

Hasonló dokumentumok

Spektrográf elvi felépítése

Spektrográf elvi felépítése A: távcső Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer Kis kromatikus aberráció fontos Leképezés a fókuszsíkban: sugarak itt metszik egymást B: maszk Fókuszsíkba kerül (kamera