Calibration lamp for UVEX ?

Calibration lamp for UVEX ?

Postby Olivier GARDE » Sun Aug 18, 2019 4:52 pm

Today, I tested a spectral lamp from Lot Oriel, a Mercury/Argon lamp. (Light pen #6035 from Lot-Oriel) with an ALPY 600.

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This lamp need a high voltage power supply (I don't know the real voltage)

So here the spectrum (alpy 600 with 14µm slit : resolution around 1300). There are some visible lines around 4000 Å and one very useful for the UVEX at 3654,8 Å

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But my Alpy did not allow me to go lower than 3600 Å and Lot Oriel provided a data sheet with all the emission lines. So in green on my spectrum, 4 emissions lines that I could not see with the ALPY.

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This lamp cost around 230 € with an expected life around 5000 hours. it's a 5 cm long glass tube and 5mm in diameter. Be careful if you use this lamp, dont look directly the light and use UV protected glass.
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby James Foster » Mon Aug 19, 2019 4:03 am

Nice work Olivier!
Im trying to use UV lights for reptile acquariums for UVEX calibration, but like yourself, cant test very below LhiresIII limit (about 3700A).
That light source cost as much as a good used SLR!

James
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Olivier GARDE » Mon Aug 19, 2019 6:11 am

Hi James,

A few months before, I had tested a UV lamp (to insolate the printed circuits) and the result showed some lines in emissions on a continuum in the form of hump ...

See the post here :

viewtopic.php?f=45&t=2253
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Thibault N » Mon Aug 19, 2019 6:38 am

Very interesting work Olivier, thank you, looks like this solution would provide a good sampling for calibration ! Now waiting for the uvex version.

I don't know much about spectral calibration of spectroscopes in general, from what I understood from my beginner readings an afine model + eventually second order polynomial is usually enough to calibrate a spectroscope in wavelength with a good mse (However it is not clear to be what does the distribution of errors looks like).

Is there any reference paper/book about astronomical spectroscopy instrumentation / preprocessing that talks about this problem ?

Thank you in advance

Thibault

Edit: after a bit of wandering around, I found this source that looks like an interesting alternative:
https://www.oceaninsight.com/products/l ... g-2/?qty=1
see documentation here:
https://www.oceaninsight.com/globalasse ... pdated.pdf

Edit 2: Ok actually I just realized the source is the same (mercury), but the ocean optics product is designed to plug-in an optic fiber, so I guess, it is less convenient than the Lot Oriel light bulb.


I guess I am not the first one to mention this one, despite the price is there any other reason why it would not fit the usecase of uvex calibration ?
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Benjamin Mauclaire » Mon Aug 26, 2019 4:30 pm

Bonjour Thibault,

Pour repondre a ta question il faut d'abord voir quelle est l'allure de la fonction reliant la position x sur le capteur et la longueur d'onde pour un reseau de diffraction. Car c'est elle que l'on va ajuster par un polynome dans nos logiciels.
Ta question, si j'ai bien comrpis, se ramene a savoir si un polynome ajuste correctement cette fonction.

Le calcul suivant, pour un montage simplifie (R, L et CCD paralleles) et f=200mm comme lentille de focalisation sur le CCD, donne cette fonction x=f(lambda), x=position en mm des longueurs d'onde sur le CCD :

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Ensuite tracons cette fonction :

- Pour le reseau 150 t/mm en incidence normale (i=0°) :

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- Pour le reseau 150 t/mm en incidence compatible avec la taille de nos CCD (i=10°) :

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- Pour le reseau 2400 t/mm en incidence compatible avec la taille de nos CCD (i=40°) :

Image

On constate que la fonction a une forme courbe simple.
Le choix d'un polynome est donc un bon moyen pour ajuster la dispersion de la lumière sur le CCD et obtenir une loi de calbiration.

L'erreur d'ajsutement peut s'obtenir en mesurant pour plusieures raies les differences Observe-Calcule (O-C) et une "moyenne" s'obtient par un calcul de RMS : RMS=1/N*somme(O-C)^2.
Le nuage de points formes par les residus O-C entoure la courbe formee par le polynome.

Benjamin
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Thibault N » Fri Oct 25, 2019 9:44 am

Merci beaucoup Benjamin pour cette reponse tres detaillee !
Je suis desole pour le retard, j'avais prevu d'essayer d'ecrire un petit script pour reproduire les calculs que tu mentionne ici (et en m'aidant du livre de F Cochard), mais j'ai ete pris par autre chose.

De memoire, j'avais retenu de ta reponse, que la fonction a approximer avait un developpement en serie de Taylor qui convergeait tres rapidement proche du domaine d'interet, et que donc, cela faisait parfaitement sens d'utiliser une approximation polynomiale de degres faible.

J'espere pouvoir prendre le temps d'ici quelques moi de m'approprier ce genre de calculs pour pouvoir dimensionner correctement mon systeme d'acqusition / echantillonage en fonction de la resolution visee.

Merci encore pour la qualite de ce contenu !
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Benjamin Mauclaire » Fri Oct 25, 2019 10:31 am

Re.

Je viens de voir que j'ai fait une erreur pour la conversion radian-degres : la bonne relation est rad=pi/180*degres.
Donc changer les 6.28 en 3.14.
Un rapide essai montre que les courbes Lambda=f(x) sont soit linéaires soit proches d'une parabole à faible courbure (selon l'angle d'incidence choisi) dans domaine de longueur de fonctionnement respectif des deux réseaux.

Point de série de Taylor car x n'est pas proche de 0. On cherche juste a voir si au final un polynôme suffit pour ajuster ces courbes "de calibration". C'est le cas si la courbure est régulière : concave tout le temps par exemple, et pas trop concave, ou presque linéaire.
C'est bien ce que l'on abserve pour peu que l'angle d'incidence i soit bien choisi et réaliste par ailleurs.

Pour "dimensionner" ton setup il n'est pas nécessaire de faire tous ces calculs ou d'autres études de cas. Un esprit pratique suffit.
Soit tu fais avec la CCD et reseau que tu as, soit tu n'as pas encore de CCD mais tu veux travailler avec tel reseau, par exemple le 2400 t/mm pour faire de la haute resolution (HR).
En optant pour un CCD tu pourras binner et donc changer ton échantillonnage simplement.
Mais dans tous les cas, tu demarres le raisonnement par le choix de la resolution (donc largeur de fente, puis reseau) necessaire aux observations que tu veux realiser (hr ou br), puis tu obtiens la dispersion et l'echantillonnage associé a ta camera.
Pour le Lhires, il y a un tableur qui permet de faire des simulations pour voire la resolution et le snr obtenus :
http://www.astrosurf.com/buil/us/compute/SimSpec_V4_0.xls
C'est sans doute ce que tu recherchais depuis le debut.

Benjamin
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Michel Verlinden » Tue Dec 10, 2019 11:36 pm

Bonjour,

L'entreprise "the labwarehouse" propose des lampes à arc basse pression, certaines émettent des UVA. Le matériau de l'ampoule est du pyrex ou du quartz . On trouve notamment des lampes Platine - Neon.

Le télescope Hubble avait embarqué plusieurs lampes à décharge, à mélange Platine - Chrome - neon.
Avant la mission des essais prometteurs avaient déjà été obtenus avec des lampes platines - Néon. S'agit-il du même type de lampe ?

Le premier lien pointe vers un article qui relate les résultats de ces expérimentations (avec un atlas de raies à la fin).
Le deuxième lien cible l'entreprise précitée. Bien sûr, une alimentation spécialisée est à prévoir.

https://pdfs.semanticscholar.org/70a7/c ... d63271.pdf

https://www.thelabwarehouse.com/collect ... hode-lamps
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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Christian Buil » Wed Dec 11, 2019 1:34 am

Intéressent papier, à analyser de près. A signaler un autre fournisseur de lampe à cathode creuse, où on trouve un modèle platine :

http://www.spectrolamps.com.au/astronomical-calibration-lamps

http://www.spectrolamps.com.au/hollow-cathode-lamp-uncoded/

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Re: Calibration lamp for UVEX ?

Postby Hamish Barker » Thu Mar 05, 2020 4:55 am

https://www.aliexpress.com/item/4000218 ... web201603_

maybe an option for cal lamp in the uv. looks like it is probably Hg/Ar tube with no fluorescent powder.
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