ISIS /LISA et température de couleur des PLU

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ISIS /LISA et température de couleur des PLU

Postby Hubert Boussier » Fri Jan 04, 2019 11:21 am

Bonjour,

Abstract: A discussion about the advantage or not of using a 5000K flat light instead of the LISA 2700K light. For the 3800 Å-4100 Å range.


J'utilise un LISA avec son module calibration/PLU intégré. La lampe utilisée pour faire les PLU a une température de couleur d'environ 2700K de ce fait, les PLU que l'on obtient ont une intensité qui décroît fortement vers les courtes longueurs d'onde.
Je fais surtout des spectres de comètes, la plage 3800 Å -4200 Å. est celle où l'on trouve des raies importantes comme celles de CO+ et du CN, d'où mon intérêt pour cette zone.
Le LISA n'est pas très à l'aise sur cette plage de longueur d'onde. Utiliser des PLU aussi peu intenses sur cette plage de longueur d'onde n'aggraverait-il les choses ?
Je pense notamment à l'influence de la PLU sur la courbe de réponse instrumentale qui sur mon LISA présente très souvent une bosse vers 4200 Å (J'ai remarqué que cette bosse existe sur d'autres LISA).

J'ai un doute sur le fait que cette brusque discontinuité de la courbe de réponse soit réellement due à un effet du ciel ou de l'instrument.

J'ai donc essayé d'utiliser une lampe externe ayant une température de couleur de 5000K pour faire mes PLU . Pour aller au plus simple et au plus facile à se procurer, j'ai acheté une lampe 12v de phare de voiture dite 5000K.

Comme on peut le voir sur l'image ci-dessous, si on règle l'exposition des PLU pour ne pas saturer dans le rouge, on vérifie bien que le spectre de PLU 5000K va plus loin dans le bleu avec une plus forte intensité que celui obtenu avec la lampe interne à 2700K. Cela devrait donc améliorer les choses.

Image



Si je calcule une réponse instrumentale en utilisant ces deux PLU, je constate que j'obtiens des résultats sensiblement différents dans le violet, par exemple :

Image


Intuitivement la réponse calculée avec la PLU5000K m'inspire plus confiance que celle calculée avec la PLU2700K. Je n'ai pas de d'argument physique pour appuyer cette intuition, mais je ne vois pas bien pourquoi, il devrait y avoir une telle discontinuité dans la courbe de réponse à 4000 Å.

Quelle influence cela a-t-il sur les résultats ?
J'ai fait trois traitements du spectre de la même étoile de référence HD207260
1/ avec la PLU 2700K et la réponse calculée avec la PLU2700K
2/ avec la PLU 5000K et le réponse calculée avec la PLU5000K
3/ sans utiliser de PLU

J'ai comparé pour chaque traitement le spectre obtenu à celui de HD207260 de la base MILE.
Image
Image
Image



Je constate que :
1/ la correspondance spectre LISA/spectre MILE n'est pas mauvaise de 7100 Å à 4100 Å quel que soit la PLU utilisée,
2/ le traitement sans PLU est moins bon en dessous de 5000 Å , donc l'utilisation d'une PLU améliore les choses sur la plage 7100 Å à 5000 Å,
3/ en revanche, entre 4100 Å et 3800 Å l'utilisation d'une PLU accentue exagérément le signal. Le traitement avec la PLU5000K accentue encore plus cet effet.

il n''aurait donc a pas de réel avantage à utiliser une PLU 5000K par rapport à une PLU 2700K.

Ce dernier point peut peut être s'expliquer. En effet, dans la note technique " Méthodes de mesure de la réponse instrumentale et de la transmission atmosphérique" C. Buil, explique qu'ISIS introduit une correction appelée Planck 2750K , je cite "le but de la courbe de Planck calculée (Planck(2750 K)) est de compenser le fort déficit de couleur bleu dont souffrent les lampes flat-field généralement utilisées."
Puisque dans ISIS, cette correction n'est pas paramétrable, cela me semble impliquer que si j'utilise une lampe ayant une température différente de celle de la lampe du LISA, par exemple une lampe 5000K, je vais introduire un biais de mesure.

Mes interrogations sont les suivantes :

1/ Quel est le phénomène physique ou artefact de calcul qui explique la bosse sur la courbe de réponse instrumentale vers 4000-4200 Å avec la PLU 2700K.

2/ Lorsque l'on utilise une autre lampe de PLU que la lampe intégrée au LISA, Il aurait-il un moyen de rendre paramétrable cette correction en fonction de la température de la lampe de PLU utilisée ?
Cela pourrait-il améliorer les résultats obtenus avec une PLU5000K ?

3/Ne pas utiliser de PLU quand on s'intéresse à la plage 3800 Å-4100 Å n'est-il la meilleure solution ?.
Hubert Boussier
 
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Re: ISIS /LISA et température de couleur des PLU

Postby Robin Leadbeater » Fri Jan 04, 2019 3:01 pm

Hi Hubert,

I think those "5000K" car lamps have a filter coating to give the high colour temperature so they may not show a true 5000K Planck spectrum.

I see the same peak in the instrument response at ~4000A with my ALPY and the standard calibration unit lamp. I suspect it may be caused by a combination of the shape of the lamp spectrum and the atmospheric extinction. (If the 2700K correction in ISIS completely corrects the lamp spectrum and the instrument is perfect, the instrument response should in theory be just the atmospheric extinction) It could also be caused by scattered light inside the spectrograph. (For example the internal flat lamp in the LHIRES is useless at the blue end as most of the light in the flat at the blue end is from scattered white light rather than from the grating.)

The correction for the 2700K lamp in ISIS is just to make fitting the instrument response easier. (With the ALPY for example, the peak and drop off at <4000A is much worse if this is not done) This correction could easily be removed if you like by multiplying the instrument response by a 2700 Planck curve. You could then try dividing it by a 5000k Planck curve for your 5000k lamp if you like. None of this should make any difference to the corrected spectrum though provided you use the same flat for both reference and target and carefully fit the instrument response.

In my experience the most common source of errors at the blue end have been

a) poor fitting of the instrument response in this region (which is easily checked by reducing the reference star using the calculated instrument response)
b) zero errors in faint spectra due to inaccurate dark/background subtraction. (a small positive offset makes the spectrum rise very rapidly at the blue end after correcting for instrument response)
c) chromatism (from the atmosphere and/or telescope optics), combined with a change in guide position/focus between target and reference

Cheers
Robin
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Re: ISIS /LISA et température de couleur des PLU

Postby Robin Leadbeater » Fri Jan 04, 2019 3:41 pm

Hi Hubert,
Hubert Boussier wrote:J'ai fait trois traitements du spectre de la même étoile de référence HD207260
1/ avec la PLU 2700K et la réponse calculée avec la PLU2700K
2/ avec la PLU 5000K et le réponse calculée avec la PLU5000K
3/ sans utiliser de PLU

J'ai comparé pour chaque traitement le spectre obtenu à celui de HD207260 de la base MILE.



Did you also calculate the instrument responses using this star ? If so, the reduced spectra using the same instrument response should always exactly match the library spectrum. If it does not then there must be an error in the instrument response calculation.

The MILES spectrum of HD207260 does not look like a type A2i.

MILES_HD207262_Pickles a2i.png
MILES_HD207262_Pickles a2i.png (11.23 KiB) Viewed 462 times


I think unfortunately this might be another suspect bad quality MILES spectrum. See
viewtopic.php?f=8&t=2107



Robin
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Re: ISIS /LISA et température de couleur des PLU

Postby Hubert Boussier » Fri Jan 04, 2019 7:33 pm

Robin, following your advice I calculated again the response, but this time carefully avoiding cutting out too much the edges of the spectra.
This changed a little the blue edge of the response shape improving drastically the final results.

Image

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Hubert
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Re: ISIS /LISA et température de couleur des PLU

Postby Christian Buil » Sun Jan 06, 2019 1:45 am

Hubert, Je connais bien cet artefact du module d'étalonnage de l'Alpy 600 dès la phase de mise au point de ce spectrographe. J'ai recherché avec les moyens que j'avais d'où cela pouvait provenir, et je n'ai malheureusement pas la réponse. J'ai longtemps cherché du coté de la peinture blanche qui recouvre l'écran escamotable du dispositif. Je me souvient l'avoir recouvert de papier blanc, sans une nette amélioration (un peu quant même, c'est une piste...). Je ne pense pas que les anti-reflet ou les verres des lentilles qui focalise sur cet écran soit en cause, mais je n'ai pas pu tester cela.

Cet artefact est clairement une gène, mais il faut faire avec. Il m'est arrivé comme toi d'utiliser des lampes tungstène externes (éclairemement pupille télescope avec diffuseur), avec succès pour faire des flat-field.

je ne pense pas que ta lampe soit une vrai 5000 K, ca serait trop beau. J'ai indiqué dans un post précédent l'existence de halogène type "musé" à 4700 K, qui elles sont vraiment blanche (j'utilise pour étalonner eShel et aussi UVEX).

Sinon avec Alpy 600 (ou avec UVEX qui pousse vers l'UV) je travaille assez souvent des étoiles chaudes (A ou B) pour trouver la réponse instrumentale. Cependant, j'aime bien avoir un vrai flat-field (champ PLU dans ISIS) pour corriger des problèmes tels des "pseudo-franges" induites par les variations spectrale de rendement quantique du détecteur, ou encore des ombres de poussières.

Comme le dit encore Robin, le paramètre interne de ISIS concernant la température de la lampe ne va pas t'aider. C'est une première facilité pour s'approcher de la forme exacte du spectre observé, pas plus.

Christian
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Re: ISIS /LISA et température de couleur des PLU

Postby Robin Leadbeater » Sun Jan 06, 2019 2:00 pm

Hello Christian,

Christian Buil wrote: J'ai longtemps cherché du coté de la peinture blanche qui recouvre l'écran escamotable du dispositif. Je me souvient l'avoir recouvert de papier blanc, sans une nette amélioration


That is interesting. I also wondered if the paint was the cause. The effect looks similar to fluorescence to me. I worked in the paper industry and we used UV fluorescent whitening chemicals to make the paper look brighter and whiter. The paper you tried might have the same fluorescent chemicals as the paint. (We also made material for cigarette packets but we were not allowed to use fluorescent whitener in that because it was bad for your health. Crazy !)

Cheers
Robin
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Re: ISIS /LISA et température de couleur des PLU

Postby James Foster » Sun Jan 06, 2019 2:08 pm

To: Christian,

Would this light be a good source of "pure" white Halogen for the UV portion of the spectrum?:
https://www.amazon.com/18003-Daylight-Halogen-Degree-Kelvin/dp/B0002GS4OG

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