Перестраиваемый узкополосный фильтр C-диапазона TeraXion TFC

Главная  

 

Решения  

 

Системы передачи данных  

 

Оптические измерения и нагрузочное тестирование  

 

Анализаторы оптического спектра, модуляции

Производитель: TeraXion

Перестраиваемый узкополосный фильтр C-диапазона TeraXion TFC: обзор, цена, применение

Узкополосный оптический фильтр, позволяющий перестраивать длину волны во всем диапазоне С и обеспечивающий превосходное разделение каналов

TeraXion TFC — это узкополосный оптический фильтр, позволяющий перестраивать длину волны во всем диапазоне С и обеспечивающий превосходное разделение каналов.

Перестраиваемый узкополосный фильтр C-диапазона TeraXion TFC вобрал в себя весь опыт компании TeraXion по изготовлению фильтров на основе волоконных брэгговских решеток. В сочетании с надежной платформой перестройки длины волны, данный оптический фильтр предлагает узкие окна передачи с крутыми характеристиками, что позволяет обеспечить отличное разделение каналов. Узкополосная фильтрация во всем C-диапазоне может применяться для отслеживания сигналов, фильтрации поддиапазонов и подавления шума.

Основные характеристики

Пропускная способность до 5 ГГц

Разделение каналов > 40дБ

Перекрывает весь C-диапазон

USB-интерфейс

Модели

Перестраиваемый узкополосный фильтр C-диапазона TeraXion TFC ClearSpectrum-TDCMB

Перестраиваемый эмулятор для прямого обнаружения — 2,5; 10 и 40 Гбит/с

Перестраиваемый узкополосный фильтр C-диапазона TeraXion TFC ClearSpectrum-CDE

Высокоуровневый пассивный эмулятор для когерентного детектирования — 40 и 100 Гбит/с

Другие решения TeraXion

Перестраиваемый узкополосный лазер TeraXion PureSpectrum-TNL

TeraXion ClearSpectrum-TDCMX — компактный перестраиваемый компенсатор дисперсии TeraXion ClearSpectrum-TDCMB — настольный перестраиваемый компенсатор дисперсии TeraXion ClearSpectrum-LDC — компенсатор дисперсии

Показать больше

Задать вопрос специалисту

Контакты

Электронная почта*

Нажимая кнопку «Подписаться на рассылку», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных

Радиал PF8-1U — узкополосный фильтр на коаксиальных резонаторах

Радиал PF8-1U — узкополосный фильтр на коаксиальных резонаторах, однобаночный, N-типа, 300 Вт, 1/4?.

Полоса 400-490 МГц, диаметр резонаторов 8″.

PF8-1U — полосовой фильтр для подавления помех и шумов мощных радиостанций.

Категория	Параметр	Значение
	Фильтр	однобаночный
	Импеданс, Ом	50 Ом
	Проходная мощность, Вт	300
	Электрическая длина резонатора, ?	1/4
	Диапазон рабочих температур, °C	—
	Разъем	N-мама
	Габариты, мм	—
	Масса, кг	—

Чтобы приобрести понравившийся товар, необходимо его заказать. Есть несколько сценариев того, как это можно сделать.

1. Выбрать понравившийся товар и нажать кнопку «Заказать». При оформлении заказа заполнить форму. Вписать информацию в поля: ФИО, телефон и e-mail. Затем вам перезвонит менеджер, чтобы подтвердить ваше согласие на совершение покупки.
2. Выбрать понравившийся товар и нажать кнопку «В корзину». Затем перейти в корзину и нажать «Оформить заказ». Далее заполнить форму с контактными данными и отправить заявку. С вами свяжется менеджер для дальнейшего обсуждения.
3. Перейти в карточку товара и нажать «Купить в один клик». После нажатия нужно заполнить форму и отправить заявку. С вами свяжется менеджер для дальнейшего обсуждения.

Для физических лиц доступен способ оплаты: Быстрые платежи по QR-коду (СБП). Без комиссии за операцию. Быстрое зачисление на счет.

Перевод по реквизитам на счет компании. Зачисление на счет до 3 рабочих дней.

Для юридических лиц доступен способ оплаты:

Безналичным переводом. При оформлении заказа вы можете отправить запрос на счет.

Для выставления счета надо указать ИНН организации или прикрепить карточку клиента.

Для постоянных клиентов нужно указать только ИНН организации.

ДОСТАВКА

Самовывоз: офис и склад

м. Свиблово, проезд Нансена д.1, 2 этаж, офис 21.

Получить товар возможно в рабочие часы с 9-00 до 18-00

Курьерская доставка по Москве

Автомобильная доставка в пределах МКАД. Пеший курьер в шаговой доступности от станций метро.

В рабочие часы с 9 до 18-00. Курьер звонит за 1 час до доставки и согласовывает точное время.

Стоимость:

• Малогабаритный груз – 400 р.
• Среднегабаритный груз – 500 р.
• Крупногабаритный груз – стоимость рассчитывается индивидуально в зависимости от объема и веса товара.

Важно знать!

Курьерская доставка не осуществляется в выходные и праздничные дни.

Доставка транспортными компаниями по России

• Деловые линии
• ПЭК
• ЕМS
• Энергия
• GTD (Кит/Кашалот)
• Пони-экспресс
• DPD

Ориентировочную стоимость и срок доставки заказа вы можете посмотреть на сайте выбранной ТК.

Стоимость перевозки рассчитывается по тарифам транспортной компании.

Важно знать!

Компания «Вспышка» не несет ответственности за повреждение груза во время перевозки транспортными компаниями.

Узкополосная визуализация | Руководство для начинающих по палитре Хаббла и другим материалам

Узкополосная визуализация включает в себя изоляцию и захват определенных длин волн света с помощью фильтров. Любители астрофотографии дальнего космоса могут создавать динамические изображения объектов в космосе через свой телескоп с помощью узкополосных фильтров.

В следующем видео представлен обзор темы узкополосной визуализации и того, как можно создать изображение палитры Хаббла с помощью узкополосных фильтров.

Чтобы лучше понять узкополосное изображение, давайте сначала обсудим обычное (широкополосное) цветное изображение. Для обычного цветного изображения используются три фильтра для разделения основных цветов в пределах визуального спектра.

Это красный, зеленый и синий фильтры, также известные как фильтры RGB. Каждый фильтр покрывает часть визуального спектра. Эти фильтры RGB могут воспроизводить много полных визуальных цветов на ваших изображениях, в зависимости от того, что вы используете.

Этот тип астрофотографии часто называют широкополосной визуализацией «истинных цветов», поскольку вы собираете естественные цвета объектов и звезд в ночном небе. Узкополосная визуализация , с другой стороны, включает в себя одновременную регистрацию световых волн с очень определенными длинами волн.

Фотография ниже была создана путем захвата изображений с помощью монохромной камеры и узкополосных фильтров (Ha, OIII и SII).

Туманность Головастики с использованием узкополосных фильтров 6 нм.

Если вы снимаете изображения для астрофотографии с помощью традиционной цифровой зеркальной или беззеркальной камеры, вы собираете свет почти во всем видимом спектре одновременно.

Изображение туманности Кокон ниже было получено с помощью однокадровой цветной астрономической камеры и широкополосного фильтра. Преимущество этого типа фотографии заключается в том, что он собирает «полные» цветные изображения в одном снимке с естественными цветами изображения.

Широкополосное цветное изображение, снятое однократной цветной камерой.

В то время как широкополосное изображение с «истинным цветом» имеет преимущество в удобстве и естественных цветах звезд, у этого типа астрофотографии много проблем. Световое загрязнение (фильтры светового загрязнения предназначены для уменьшения этого эффекта), градиенты, плохой сигнал, шум и многие другие факторы вступают в игру, и это основные причины, по которым профессиональные астрофотографы обычно снимают на монохромную камеру.

Вот несколько популярных на сегодняшний день монохромных астрономических камер. Узкополосные изображения, опубликованные в этой статье, были сняты с помощью Starlight Xpress Trius 694 и ZWO ASI2600MM Pro. Хотя съемка узкополосных изображений с помощью цветной камеры возможна, монохромная камера выиграет от гораздо более сильного сигнала.

Монохромные камеры CMOS и CCD для астрофотографии.

Узкополосные фильтры

Узкополосные фильтры захватывают небольшую часть визуального спектра. Узкополосные фильтры узкие, чтобы пропускать очень узкую полосу длин волн вокруг определенных эмиссионных линий Ha, SII, OIII.

• Га (Hα) 656 нм = Водород-Альфа
• S-II 672 нм = Сера-II
• O-III 496 нм = Кислород III

Как следует из названия, узкополосные фильтры имеют «узкую» полосу пропускания. Полоса пропускания определяет, какую часть спектра фильтр позволяет высвободить. Это количество измеряется в нанометрах.

График пропускания для узкополосных фильтров ZWO (астрономические камеры ZWO ASI).

Весь визуальный спектр простирается от длины волны от 400 нм (синий) до 700 нм (красный). Например, фильтр RGB может иметь полосу пропускания 100 нм. В то время как узкополосный фильтр может иметь полосу пропускания всего 3-5 нм.

Преимущество узкополосной визуализации заключается в возможности обнаружения большего количества деталей на изображении, а также в возможности получения изображений из освещенных участков.

Это связано с тем, что фильтры помогают ограничить свет, излучаемый уличными фонарями и другими источниками городского светового загрязнения.

Узкополосные изображения изолируют свет, создаваемый определенными типами газа в вашей цели в небе, и раскрывают много информации о захваченном изображении. Например, ученые могут многое узнать о соединениях туманности, используя изображения такого типа.

Еще одно преимущество узкополосной визуализации заключается в том, что она сводит к минимуму размер и влияние ярких звезд в поле зрения. Звезды, захваченные через узкие полосовые фильтры, намного меньше и не подавляют, как это может быть при сборе в широкополосном режиме.

Это помогает при обработке изображения и помогает добавить эффектности изображению, привлекая внимание к структуре туманности, а не к звездам. Любой, кто сделал снимок яркой эмиссионной туманности с помощью водородно-альфа-фильтра, поймет преимущества этого не понаслышке.

Что такое палитра Хаббла?

Возможно, вы слышали термин «палитра Хаббла» в разговоре с коллегами-энтузиастами астрофотографии. Это относится к цветовой палитре, ставшей известной благодаря космическому телескопу Хаббла (HST), который фотографирует объекты в очень узком диапазоне длин волн света с использованием различных фильтров.

Спектры видимого света измеряются в нанометрах. Вот значения, относящиеся к цветам в видимом спектре:

Цвета туманности в ночном небе являются результатом различных газов, которые светятся или отражают свет, а узкополосных фильтра могут изолировать цвета эти газы .

При использовании монохромной камеры (такой, как на HST) свет, собранный от каждого газа в туманности, можно преобразовать в любой желаемый цвет.

Когда астрофотографы обрабатывают свои изображения в палитре Хаббла, они обычно используют следующие цветовые ассоциации для каждого фильтра:

SII — красный
Ha — зеленый
OIII — синий

90 118 Посмотрите, что опытный и талантливый астрофотограф Сара Вейджер может сделать при обработке своих снимков в палитре Хаббла: Сара Вейгер Астрофотография.

Может показаться странным произвольно сопоставлять определенные газы, запечатленные в черно-белом цвете, с цветами. Вопрос: «Так ли это выглядит на самом деле?» часто всплывает при объяснении процесса новичкам.

Ключ к красоте и функциональности палитры HST заключается в том, что она раскрывает больше деталей объекта, чем вы могли бы увидеть невооруженным глазом. Например, любой свет с длиной волны 373 нм близок к ультрафиолету, который наши глаза не могут обнаружить.

Melotte 15 в палитре Хаббла

Существует множество узкополосных цветовых палитр. В большинстве узкополосных палитр используются изображения трех линий излучения в различных порядках. Палитра HST является наиболее часто используемой. Компания Light Vortex Astronomy создала подробное руководство PixInsight по обработке изображений в палитре Хаббла.

Другим примером является палитра Канадско-Французского Гавайского телескопа (CFHT), в которой излучение Ha более естественно отображается красным цветом, а OIII — зеленым, а SII понижен до нехарактерного синего представления.

На изображении ниже показана туманность Пузырь, полученная с использованием фильтров H-альфа, OIII. В этом случае изображение было обработано больше как изображение RGB, отображающее Ha в красный канал, а OIII в зеленый и синий каналы.

По каким целям можно стрелять?

Узкополосные фильтры предназначены для точного улавливания длин волн света. Существует большой класс небесных объектов, известных как эмиссионные туманности.

Это название происходит от того факта, что эмиссионные туманности на самом деле излучают собственный свет, в отличие от отражательных туманностей, которые сияют из-за окружающего их отраженного звездного света.

Туманность Ориона, туманность Лагуна и туманность Лебедь (или туманность Омега) являются тремя распространенными примерами эмиссионных туманностей. До этого момента я делал снимки этих объектов только в широкополосном RGB (показано ниже).

Популярные туманности для астрофотографии дальнего космоса.

Планетарные туманности обычно считаются отдельным классом объектов, а не эмиссионными туманностями. Однако для целей визуализации ПЗС планетарные туманности считаются эмиссионными туманностями, поскольку они также излучают собственный свет. Остатки сверхновых также считаются частью класса эмиссионных туманностей.

Таким образом, такие объекты, как туманность Кольцо, туманность Гантель, туманность Вуаль и Крабовидная туманность, являются перспективными целями для узкополосных изображений.

Эти типы эмиссионных туманностей имеют общие характеристики; они состоят из газов, и эти газы излучают свет .

Атомы в газах возбуждаются энергией, испускаемой ближайшими звездами. Энергия воздействует на звездный свет, заставляя электроны внутри атомов газа прыгать на более высокую атомную орбиту.

Затем электроны повторно излучают свою избыточную энергию и возвращаются на более низкую орбиту. В этом процессе электроны выделяют дополнительную энергию в виде фотона.

Электрон, перемещающийся с высокой орбиты на более низкую, всегда испускает одинаковое количество энергии и, следовательно, одинаковую длину волны света. Следовательно, каждый атом имеет четкую линию излучения или цвет света, связанный с ним.

Посмотрите на этот интересный спектр туманности Кольцо, созданный Ю. Норимото (Джим Калер, Университет Иллинойса).

Спектр света, излучаемого туманностью Кольцо в Лире.

Получение узкополосных изображений

Основное различие между получением узкополосных изображений и получением обычных изображений RGB заключается в том, что время экспозиции для узкополосных изображений занимает гораздо больше времени.

На практике время экспозиции может увеличиться в 10 раз по сравнению со стандартной экспозицией RGB. Например, сеанс обработки изображений с помощью цветной камеры, такой как цифровая зеркальная фотокамера, обычно включает экспозицию от 2 до 5 минут. Принимая во внимание, что продолжительность экспозиции 20 минут на фотографию является типичной для узкополосной области изображений.

Количество деталей, которых можно достичь, стоит потраченного дополнительного времени. Методы получения этих изображений по существу такие же, как и обычные RGB-изображения, с некоторыми изменениями.

Например, астрофотографы-любители могут использовать более агрессивные настройки усиления при съемке в узкополосном режиме, чем при сборе данных о яркости (широкий спектр).

Туманность Хобот Слона, полученная с помощью узкополосных фильтров в палитре Хаббла.

Узкополосные фильтры

Узкополосные фильтры предназначены для одновременного захвата очень специфических полос пропускания света.

Вот удобный справочник, который поможет вам понять, какие полосы пропускания интересуют энтузиастов-любителей астрономии для астрофотографии. Он включает световые волны, испускаемые возбужденными атомами в типичной туманности (Старизона).

• Н-альфа
• Н-бета
• Кислород (OIII)
• Сера (SII)
• Гелий (HeII)
• Азот (НИИ)

Популярные узкополосные фильтры производятся компаниями Astrodon, Astronomik, Chroma и Custom Scientific. Более старые узкополосные фильтры Custom Scientific имели полосу пропускания 3 нм. Современные фильтры обычно имеют полосу пропускания 6 нм, в то время как популярные фильтры Astrodon имеют полосу пропускания 3 нм.

Полоса пропускания была расширена, чтобы можно было использовать популярные прицелы с более быстрым фокусным расстоянием, такие как рефракторы Takahashi и TeleVue и т. д. При быстром фокусном отношении узкополосные фильтры смещаются за пределы диапазона, то есть они смещаются от длины волны, на которую рассчитаны. захватить.

Эффект — значительное снижение чувствительности. Более широкая полоса пропускания позволяет требуемой линии излучения оставаться в самой высокой зоне пропускания фильтра, даже если она немного сместилась.

Я использую узкополосные фильтры марки Astronomik с моей монохромной ПЗС-камерой и колесом фильтров. Эти 6-нм фильтры известны своим качеством и долговечностью в хобби.

Узкополосные фильтры сильно различаются по цене, некоторые фильтры (такие как Astrodon 3nm H-Alpha) стоят около 600 долларов каждый. Есть много астрофотографов-любителей, готовых платить такую ​​высокую цену за кусок стекла, потому что они видят разницу в качестве изображения.

Я считаю, что использование узкополосных фильтров с цветной камерой имеет смысл, несмотря на очевидную потерю сигнала в каждом снимке. Это особенно верно при захвате изображений с сильным сигналом h-альфа.

Возможности узкополосных фильтров можно использовать с цифровой зеркальной фотокамерой и объективом. Например, 12-нанометровый фильтр Astronomik H-Alpha, представленный ниже (прикрепляемый), был одним из самых практичных фильтров, которые у меня когда-либо были.

Популярный Ha-фильтр для цифровых зеркальных камер — Astronomik 12nm Clip-in для камер Canon.

Время экспозиции

При использовании узкополосных фильтров время экспозиции может увеличиться. Обычно тратится несколько часов на визуализацию через каждый узкополосный фильтр.

Например, отдельные кадры могут длиться от 10 до 20 минут, что дает от 5 до 6 снимков в течение этой продолжительности с каждым фильтром. Обычно приходится проводить несколько ночей, изображая один объект.

Это повышает требования к точному отслеживанию на экваториальной монтировке, поэтому рекомендуется использовать автогидирование. Качественная астрофотографическая монтировка не должна создавать проблем при съемке четких изображений продолжительностью более 10 минут с включенным автогидом.

При съемке с узкополосными фильтрами рекомендуется моторизованное колесо фильтров. Без него вы вынуждены вручную менять фильтры всю ночь (при необходимости), что отнимает много времени и нецелесообразно.

Для моих последних снимков узкополосной астрофотографии я использовал 7-позиционное колесо фильтров ZWO с 36-миллиметровыми слотами для фильтров. Вы можете увидеть всю установку для астрофотографии, включая камеру и колесо фильтров, на изображении ниже.

Фокусировка

Нет никакой разницы в фокусировке ваших узкополосных изображений и обычных изображений (см. мои советы по фокусировке для астрофотографии). Единственное отличие состоит в том, что узкополосная визуализация часто требует более длительных экспозиций.

Чтобы точно сфокусироваться на объекте, убедитесь, что выдержка достаточна для того, чтобы можно было увидеть подходящую звезду (или несколько звезд). Вы можете использовать электронный фокусер для измерения размера звезды (чем меньше, тем лучше) или использовать вспомогательное средство фокусировки, такое как маска Бахтинова.

Имейте в виду, что существуют различия в толщине астрономических фильтров. Стандартные прозрачные, УФ/ИК, LRGB и узкополосные фильтры могут иметь различную толщину. Это означает, что если телескоп сфокусирован с прозрачным фильтром, он может оказаться не в фокусе при замене узкополосным фильтром.

Различия в толщине фильтра очевидны при фокусировке между каждым узкополосным фильтром. Если конкретный набор фильтров заявляет, что он «парфокальный», это означает, что все они должны фокусироваться в одной и той же точке. Убедиться в этом можно с помощью маски Бахтинова или электронного фокусировочного прибора.

Это приводит к перефокусировке для каждого фильтра. Когда разница между фильтрами определена, эту информацию можно легко ввести в компьютеризированный фокусер.

По этой причине целесообразно иметь моторизованный фокусер для вашего телескопа.

Советы по обработке изображений

Я включил полное учебное видео по узкополосной обработке изображений в свое руководство по обработке изображений премиум-класса для тех, кто заинтересован.

Стандартные методы обработки астрофотографических изображений, такие как растяжение, фильтрация и т. д., применимы к узкополосным изображениям так же, как и к широкополосным изображениям.

Основным фактором при обработке узкополосных изображений является принятие решения о том, какие цветовые каналы назначить каждому фильтру, и правильное взвешивание каналов для достижения приятного цвета.

Для интеграции и калибровки данных, собранных с помощью монохромной камеры, я использую DeepSkyStacker, как и для своих традиционных широкополосных изображений. Затем я переношу сложенные и откалиброванные (с применением темных рамок) изображения в Photoshop и обрабатываю их отдельно.

Не пугайтесь, глядя на ваши линейные изображения .FIT, снятые в узкополосном режиме. Обычно они содержат очень мало информации до суммирования и растяжения данных (показано выше).

Многие из тех же методов, что и при обработке широкополосного цветного изображения, снятого цифровой зеркальной камерой или специальной астрономической камерой, применимы к монохромным узкополосным данным. Сюда входят настройки уровней и кривых, минимизация звездочек, шумоподавление и повышение резкости.

Полезно держать текущее цветное изображение открытым и вытягивать каждый канал для обработки по пути. Таким образом, вы можете направить общий цвет изображения в правильном направлении, отслеживая выходной сигнал RGB по мере настройки каналов.

Палитра Хаббла, как обсуждалось ранее, является популярным методом обработки. У него есть способ выявить слабые структуры, скрывающие красоту туманности.

Исправление фиолетовых звезд

Распространенной проблемой при обработке изображений в палитре HST является возможность появления на изображении неестественно выглядящих пурпурных звезд. Есть несколько способов справиться с этим: от использования инструмента коррекции объектива в меню Adobe Camera Raw (ACR) до смешивания звезд из изображения RGB.

Я лично добился успеха, отрегулировав уровни насыщенности пурпурного цвета на изображении на вкладке HSL Adjustments в ACR (см. ниже). Вы должны быть осторожны, чтобы не изменить нежные цвета вашего объекта в процессе. Тщательное создание масок для защиты областей вашего изображения, которые вы не хотите изменять, поможет.

Использование настроек HSL (вкладка «Насыщенность») для исправления фиолетовых звезд и ореолов в Photoshop.

Другой метод, с которым я недавно познакомился, заключался в инвертировании изображения RGB в Photoshop (CTRL+I на ПК), а затем уменьшении насыщенности зеленых цветов изображения. Вы можете легко выполнить эту настройку с помощью ползунков HSL в фильтре Camera Raw.

Как обычно, маскирование определенных областей изображения поможет избежать изменения цветов там, где вы этого не хотите (инструмент «Выделение и маска» — спасение).

Двухцветная обработка обычно включает использование только данных H-альфа и O III и может дать приятные результаты для многих объектов глубокого космоса. Изображение Крабовидной туманности ниже является одним из таких примеров.

Крабовидная туманность с использованием узкополосных фильтров (Ha и OIII).

Полезные ресурсы:

• Руководство для начинающих по узкополосной визуализации (камеры Atik)
• Меньше значит больше: узкополосная визуализация (Джо Шустер)
• Узкополосная визуализация: темная магия (iTelescope.net)

 

Узкополосная визуализация — Starizona

Что такое узкополосная визуализация?

При отображении обычных цветов используются три фильтра (красный, зеленый и синий) для разделения основных цветов визуального спектра. Красный, зеленый и синий (RGB) фильтры предназначены для приближения к цветовой чувствительности человеческого глаза, чтобы результирующее изображение было истинным цветом. Каждый из фильтров RGB покрывает примерно одну треть видимого спектра, и фильтры слегка перекрываются, так что ПЗС-матрица обнаруживает весь спектр. (Иногда между зеленым и красным фильтрами имеется зазор, чтобы заблокировать заметную линию излучения светового загрязнения, как на диаграмме ниже.)

Узкополосные фильтры захватывают только очень небольшую часть спектра. Говорят, что у них узкая полоса пропускания . Полоса пропускания — это просто то, какую часть спектра пропускает фильтр. Обычно измеряется в нанометрах. Весь визуальный спектр простирается примерно от 400 нм (синий) до 700 нм (красный). Следовательно, типичный фильтр RGB может иметь полосу пропускания 100 нм. Напротив, типичный узкополосный фильтр имеет полосу пропускания всего 3-5 нм (подробности см. на следующих страницах).

Вверху: Типовой набор фильтров RGB

Вверху: Некоторые из наиболее распространенных узкополосных фильтров, для сравнения на фоне фильтров RGB

Полоса пропускания и коэффициент фокусировки Интересным эффектом узкополосных фильтров является то, что полоса пропускания является функцией угла падающего света. Другими словами, крутой световой конус, попадающий в узкополосный фильтр, может фактически изменить длину волны полосы пропускания. Примером этого эффекта является необходимость в солнечных фильтрах H-альфа иметь примерно параллельный пучок входящего света. В старых фильтрах DayStar первичный фильтр располагался в задней части прицела и требовал, чтобы телескоп работал с очень медленным фокусным расстоянием (более f / 30), чтобы в фильтр попадал примерно параллельный пучок света. В более новых фильтрах Coronado первичный фильтр размещается на передней части прицела. Поэтому фильтр получает параллельный пучок света (прямо от Солнца), а сам телескоп может работать при любом фокусном соотношении. Тот же эффект наблюдается при использовании узкополосных фильтров для ПЗС-изображений. При определенном коэффициенте фокусного расстояния (больше, чем f/4) полоса пропускания фильтра сместилась настолько, что пиковая длина волны теперь находится за пределами основной части пропускания фильтра, и в результате эффективность фильтра значительно снижается. Для телескопов, работающих с фокусным расстоянием ниже f/4, рекомендуется использовать фильтры с более широкой полосой пропускания (10 нм), чтобы удерживать пиковую длину волны в пределах самой высокой пропускающей части фильтра. Для более медленных прицелов предпочтительнее более узкий фильтр, так как он усиливает эффект фильтра.

Линии излучения

Узкополосные фильтры предназначены для улавливания световых волн определенной длины. Существует большой класс небесных объектов, известных как эмиссионные туманности, и их название происходит от того факта, что они на самом деле излучают свой собственный свет (в отличие от отражательных туманностей, которые светятся отраженным звездным светом). Туманность Ориона, туманность Лагуна и туманность Лебедь — три распространенных примера эмиссионных туманностей. Планетарные туманности обычно считаются отдельным классом объектов, чем эмиссионные туманности, поскольку они представляют совершенно другое явление (звездная смерть вместо рождения звезды), но для целей визуализации ПЗС их также можно рассматривать как эмиссионные туманности, поскольку они излучают собственный свет. . Остатки сверхновых также попадают в эту категорию, поэтому такие объекты, как туманность Кольцо, туманность Гантель, туманность Вуаль и Крабовидная туманность, также являются потенциальными целями для узкополосных изображений. (Синяя туманность, окружающая Плеяды, является классическим примером отражательной туманности и может быть чем-то размером , а не хорошо подходит для узкополосной визуализации.)

Все эти эмиссионные туманности объединяет то, что они состоят из газов, и эти газы излучают свет. Атомы внутри газа возбуждаются энергией ближайших звезд (либо звезд, формирующихся внутри туманности, как в туманности Ориона, либо остатками мертвой центральной звезды в планетарной туманности, такой как Кольцо). Энергия, сообщаемая звездным светом, заставляет электроны внутри атомов газа прыгать на более высокую атомную орбиту. Электроны ленивы по своей природе и предпочитают находиться в состоянии с наименьшей возможной энергией. Электроны повторно излучают свою избыточную энергию и возвращаются на более низкую орбиту. Они испускают дополнительную энергию в виде фотона света. А поскольку электроны всегда совершают скачки дискретными шагами (переходят от высокой энергии к низкой, и между ними нет ничего промежуточного), электрон, переходящий с одной орбиты на более низкую, всегда испускает одинаковое количество энергии и, следовательно, одинаковую длину волны света. . Таким образом, каждый атом имеет различные эмиссионная линия или цвет света, связанный с ней. Кроме того, каждый атом имеет разные орбиты, поэтому может быть несколько длин волн света от одного элемента, такого как водород.

Вверху: Электрон возвращается в свое основное состояние с более высокой орбиты и при этом испускает фотон света.

Общие фильтры

Двумя наиболее распространенными элементами, формирующими эмиссионные линии в туманностях, являются водород и кислород. Другие элементы, такие как сера и азот, также создают заметные линии. Ниже перечислены общие линии излучения и типы фильтров, используемые в узкополосной визуализации.

Водород-альфа — 656,3 нм

Самая доминирующая эмиссионная линия в области звездообразования, такой как туманность Ориона, называется водород-альфа, или Н-альфа. Этот свет создается атомарным водородом, основным компонентом Вселенной и основой ядерного синтеза, питающего звезды. H-альфа находится в красной части спектра и способствует подавляющему красному цвету большинства туманностей, как видно на обычных изображениях RGB.

Водород-бета — 486,1 нм

Водород дает свет на нескольких длинах волн. Второй по распространенности после Н-альфа является линия Н-бета в синей части спектра. Поскольку адаптированный к темноте человеческий глаз чувствителен к синему и зеленому, но не к красному, фильтры Н-бета иногда используются для визуальных наблюдений некоторых туманностей.

Кислород-III — 500,7 нм

Эта линия исходит от дважды ионизированных атомов кислорода, что означает, что электроны сбрасывают два энергетических уровня. Эта линия находится в сине-зеленой части спектра. По счастливому стечению обстоятельств он соответствует максимальной чувствительности адаптированного к темноте человеческого глаза, поэтому фильтры OIII являются обычными зрительными аксессуарами. Линия OIII является доминирующим излучением планетарных туманностей. (Кстати, OI — это неионизированный кислород, а OII — однократно ионизированный кислород. Следовательно, дважды ионизированный получает обозначение кислород-III.)

Сера-II — 672,4 нм

Однократно ионизированная сера излучает свет в темно-красной части спектра, за пределами H-альфа. Это более слабое излучение, чем H-альфа и OIII, но это наиболее распространенный фильтр, используемый после этих двух.

Азот-II — 658,4 нм

Однократно ионизированный азот, как H-альфа и SII, также излучает свет в красной части спектра. NII — менее часто используемый фильтр, но его использование часто можно увидеть на знаменитых снимках космического телескопа Хаббл, а также иногда его используют фотографы-любители.

Преимущества узкополосной визуализации

Основными преимуществами узкополосной визуализации являются возможность обнаружения большего количества деталей и возможность получения изображения из освещенной области, поскольку фильтры не пропускают свет, излучаемый большинством типов уличных фонарей ( или лунный свет, если уж на то пошло). Кроме того, узкополосные изображения изолируют свет, испускаемый определенными видами газа, поэтому изображения также интересны с научной точки зрения и могут многое рассказать о том, что происходит внутри туманности. Еще одно преимущество для пользователей ПЗС-камер без защиты от цветения. Поскольку фильтры пропускают меньше звездного света (но все же пропускают большую часть света туманности), вы можете сделать гораздо более длительную и, следовательно, более подробную экспозицию, не выделяя при этом более яркие звезды на снимке.

 

Комбинирование цветов

Узкополосные фильтры не пытаются воспроизвести спектральную чувствительность человеческого глаза. Поэтому цветные изображения, созданные с помощью этих фильтров, называются изображениями ложных цветов . Обычно используются три фильтра, каждый из которых назначается одному каналу изображения RGB. Один фильтр становится красной частью изображения, один — зеленой частью, а третий — синей частью. После объединения каждый цвет представляет определенную длину волны света и, следовательно, определенный элемент в газовом облаке. Помимо того, что это красивая картинка, узкополосное изображение также интересно с научной точки зрения (именно поэтому фильтры такого типа используются на космическом телескопе Хаббла и других профессиональных инструментах).

Наиболее часто используемыми фильтрами являются H-альфа, OIII и SII. Порядок, в котором узкополосные фильтры комбинируются в изображении RGB, произвольный. Два наиболее распространенных метода перечислены ниже. Имейте в виду, что H-альфа почти всегда является доминирующим излучением из областей звездообразования, поэтому любой канал, которому вы назначите H-альфа, будет основным цветом конечного изображения.

HOS

H-альфа = красный OIII = зеленый SII = синий

В этом методе доминирующая линия излучения (H-альфа) назначается красному каналу. Поскольку эта эмиссионная линия обычно вносит свой вклад в красный цвет на обычных изображениях туманностей с фильтрацией RGB, этот метод приводит к приближению к истинному цвету, т. Е. Эмиссионные туманности выглядят преимущественно красноватыми. Однако в этом методе синий канал исходит от SII, который на самом деле находится в красной части спектра — более красной, чем H-альфа, — и поэтому на самом деле никакая часть синего спектра не задействована. Изображение.

Вверху: Туманность Лагуна в области поиска предметов. Красный — это эмиссия H-альфа, пурпурный — комбинация H-альфа и SII, а желтый — комбинация H-альфа и OIII.

 

SHO («Хаббловские» цвета)

SII = красный H-альфа = зеленый OIII = синий

Сначала это не кажется логичной комбинацией, поскольку мы думаем об O III как зеленый свет и H-альфа как красный. Но этот метод фактически упорядочивает фильтры от самого синего до самого красного. Опять же, синей части спектра нет, но OIII находится ближе всего к синему концу спектра, SII ближе всего к красному концу, а H-альфа находится между ними. Эта комбинация используется в некоторых известных изображениях Хаббла, таких как «Столпы творения». Поскольку H-альфа назначается зеленому каналу, изображения, объединенные таким образом, имеют тенденцию выглядеть преимущественно зелеными.

Вверху: Туманность Лебедь в SHO. Зеленый — от H-альфа, бирюзовый — от комбинации H-альфа и OIII, а желтый — от комбинации H-альфа и SII.

 

Другие методы

HaOHb

H-альфа = красный OIII = зеленый H-бета = синий

90 340 В основе этой комбинации лежит то, что каждый фильтр представляет одну часть визуального спектра. H-бета находится в синей части спектра, OIII — в зеленой, а H-альфа — в красной. SII или NII можно легко заменить H-альфа, но H-альфа по-прежнему является доминирующим излучением в большинстве туманностей, поэтому обычно рекомендуется его использование.

SNH

SII = красный NII = зеленый H-альфа = синий

В этом методе используются все три линии излучения в красной части спектра. Он оставляет линии в порядке от самой синей до самой красной, как метод HOS. Поскольку H-альфа — это синий канал, а NII — вторая по значимости линия, изображения имеют тенденцию быть более голубовато-зелеными. Другая возможность состоит в том, чтобы использовать те же фильтры, но сделать H-альфа красным, что придаст туманности красновато-желтый оттенок.

HOO

H-альфа = красный OIII = зеленый OIII = синий

Этот метод имеет несколько преимуществ. Во-первых, требуется на 1/3 меньше изображений, так как используются только два фильтра. Изображение OIII используется как для зеленого, так и для синего каналов окончательного изображения RGB. Кроме того, многие объекты имеют очень мало излучения за пределами этих двух линий, поэтому часто нет особого смысла тратить дополнительное время на захват этих других линий излучения. Этот метод особенно хорошо работает с туманностью Вуаль, а также является хорошим выбором для планетарных туманностей, поскольку их излучение в основном связано с возбужденным кислородом.

4+ Channel Color

Такие программы, как Photoshop и MaxIm DL, позволяют комбинировать более трех цветов, поэтому можно комбинировать четыре, пять и более различных фильтров. Этот метод также используется во многих снимках Хаббла. Обычно вы начинаете с назначения трех каналов для красного, зеленого и синего, как обычно, а затем переходите к второстепенным цветам: голубому, пурпурному и желтому. Но опять же, это произвольная система, так что делайте то, что кажется вам лучшим.

Этот метод также можно использовать для назначения цветов, отличных от красного, зеленого и синего, для стандартного набора из трех фильтров. Например, OIII на самом деле находится в сине-зеленой части спектра, поэтому ему можно присвоить бирюзовый цвет. Или H-альфа может быть окрашена в красный цвет, в то время как SII может быть присвоен темно-кирпичный красный цвет, более близкий к его фактическому спектральному цвету (хотя результаты могут быть, а могут и не быть желательными!).

Вверху: Сочетание цветов в туманности Лагуна, которое вы никогда раньше не видели… и, вероятно, не захотите увидеть снова!

На самом деле возможна любая комбинация, и опять же комбинации произвольны, так что делайте все, что вам взбредет в голову! На изображении ниже используется метод HOS, но добавлено изображение с синим фильтром, чтобы захватить отражательную туманность над основной туманностью Ориона, которая невидима через узкополосные фильтры.

Вверху: Туманность Ориона через H-альфа, OIII, SII и синий фильтры. Снимок был сделан на заднем дворе пригорода, когда светила луна в первой четверти. Это демонстрирует несколько преимуществ узкополосной визуализации.

 

 

Получение узкополосных изображений

Наиболее очевидная разница между получением узкополосных изображений и получением обычных изображений RGB заключается в том, что требуемое время экспозиции намного больше. На практике время экспозиции может увеличиться в 10 раз по сравнению со стандартной экспозицией RGB. Так что, если вы привыкли делать 3-минутные экспозиции, приготовьтесь теперь к получасовым! В конце концов, количество деталей, которые могут быть достигнуты, стоит дополнительного времени.

Используемые методы в основном такие же, как и при обычном изображении RGB, с некоторыми изменениями.

 

Фильтры

Фильтры, используемые в узкополосной визуализации, обычно имеют полосу пропускания в диапазоне 3–5 нм. Самые популярные фильтры производятся компаниями Astrodon и Custom Scientific. Более старые узкополосные фильтры Custom Scientific имели полосу пропускания 3 нм. Современные фильтры обычно имеют полосу пропускания 4,5 нм, в то время как популярный фильтр Astrodon H-alpha имеет полосу пропускания 6 нм. Полоса пропускания была расширена, чтобы можно было использовать популярные оптические прицелы с более быстрым фокусным расстоянием, такие как рефракторы Takahashi и TeleVue и т. д. При быстром фокусном отношении узкополосные фильтры смещаются за пределы диапазона, то есть они смещаются от длины волны, для захвата которой они предназначены. . Эффект — значительное снижение чувствительности. Более широкая полоса пропускания позволяет требуемой линии излучения оставаться в самой высокой зоне пропускания фильтра, даже если она немного сместилась. Для очень быстрых систем требуется еще более широкая полоса пропускания. Для телескопов со светосилой выше f/4, таких как астрографы Takahashi Epsilon (от f/3 до f/3,8) и SCT с Celestron HyperStar (f/1,9), требуется полосовой фильтр 10 нм.

 

Время экспозиции

Очень длительное время экспозиции часто используется с узкополосными фильтрами. Несколько часов, потраченных на визуализацию каждого цвета, не редкость. Типичные отдельные экспозиции могут находиться в диапазоне 10-20 минут, при этом в каждом фильтре делается 5 или 6 экспозиций такой продолжительности. Типично проводить всю ночь, изображая один или два объекта.

Обычно экспозиция остается одинаковой для каждого фильтра, но, как и в случае RGB-изображения, можно определить чувствительность камеры для каждой отображаемой длины волны и соответствующим образом настроить время экспозиции. Обычно используется время экспозиции 1:1:1.

 

Наведение

Поиск путеводной звезды может оказаться сложной задачей при использовании узкополосных изображений. Многие производители изображений отказываются от самонаводящихся ПЗС-матриц, когда речь идет об узкополосной визуализации, и вместо этого предпочитают использовать отдельную камеру на направляющем эндоскопе. Это имеет несколько преимуществ. Самый большой из них заключается в том, что поскольку направляющая ПЗС не смотрит через узкополосный фильтр, звезды кажутся значительно ярче, и найти подходящую опорную звезду несложно. Кроме того, направляющий прицел не нужно наводить точно на цель, на которой находится основной прицел, поэтому доступная область, из которой можно выбрать направляющую звезду, расширяется.

Потенциальным недостатком гидоскопа является изгиб, из-за которого основной телескоп не может быть идеально выровнен с гидоскопом во время экспозиции. Это может стать проблемой, когда в качестве основного эндоскопа используется SCT, а в качестве гидоскопа используется небольшой рефрактор. Тем не менее, большое количество тепловизоров используют эту настройку с некоторым успехом, но рекомендуется соблюдать осторожность. При использовании этой установки обязательно используйте прочное оборудование для блокировки гидоскопа и старайтесь избегать пересечения меридиана во время визуализации, так как это может привести к смещению главного зеркала SCT.

На практике обычно можно найти подходящую опорную звезду с помощью самонаводящейся ПЗС через узкополосный фильтр. Это хорошая новость для тех, кто предпочитает не тратить лишние деньги на вторую установку ПЗС и гидоскопа. Тем не менее, терпение является добродетелью, когда дело доходит до поиска путеводной звезды таким образом. Может потребоваться некоторый поиск, и экспозиция гида в 10 секунд или более не является чем-то необычным. К счастью, большинство целей для узкополосной съемки находится в плоскости Млечного Пути вместе с тысячами потенциальных опорных звезд!

 

Фокусировка

Фокусировка выполняется так же для узкополосной визуализации, как и для обычной визуализации, но опять же, выдержка длиннее. Чтобы получить точную фокусировку, убедитесь, что выдержка достаточно длинная, чтобы звезда хорошо отличалась от фонового шума. Это легко отличить, глядя на профиль звезды, например, на вкладке Inspect в MaxIm DL. Профиль звезды должен быть хорошо виден на фоне фонового шума.

Толщина стандартных прозрачных и RGB-фильтров и типичных узкополосных фильтров сильно различается. Это означает, что если телескоп сфокусирован с прозрачным фильтром, он будет довольно далеко не в фокусе, когда установлен узкополосный фильтр. Внутри узкополосных фильтров также есть некоторая разница от фильтра к фильтру, поэтому часто необходима перефокусировка для каждого фильтра. Как только разница между фильтрами известна, эту информацию легко ввести в компьютеризированный фокусер, что является еще одной причиной, по которой удобно иметь автофокусировщики.

Некоторые наборы фильтров RGB, такие как фильтры Astrodon, разработаны так, чтобы быть парфокальными с фильтрами H-альфа, но все же может быть небольшая разница между, скажем, фильтрами H-альфа и OIII.

 

HyperStar Imaging

Система визуализации HyperStar предлагает революционный способ получения узкополосных изображений. Преимущество HyperStar для обычного изображения RGB заключается, прежде всего, в его скорости — быстрее, чем f/2! Применение этого увеличения скорости к узкополосным изображениям может сократить время чрезмерно длинных экспозиций до очень приемлемого времени. Вместо того, чтобы тратить всю ночь на съемку одного или двух объектов, за одну ночь можно отобразить дюжину целей.

Еще одним огромным преимуществом является то, что самонаводящиеся ПЗС-матрицы могут легко обнаруживать путеводную звезду. В течение четырех полных ночей тестирования системы HyperStar 14 с узкополосными фильтрами у каждой отображаемой цели была видимая подходящая путеводная звезда без потери идеального положения основной мишени и даже без необходимости искать путеводную звезду. Каждый раз один был на направляющем чипе.

Важное замечание относительно полосы пропускания HyperStar и других быстрых систем: при высоких значениях фокусного расстояния (больше, чем примерно f/4) полоса пропускания фильтра смещается. Таким образом, H-альфа-фильтр больше не имеет центра на 656,3 нм. Самый простой способ исправить это (и при этом иметь фильтр, пригодный для использования в нескольких системах) — использовать фильтр с более широкой полосой пропускания. Это позволяет фильтру немного смещать полосу пропускания и по-прежнему улавливать правильную длину волны света. Для систем со светосилой выше f/4, включая HyperStar, рекомендуется полоса пропускания 10 нм.

См. узкополосные изображения HyperStar 14 здесь

 

Обработка узкополосных изображений

Стандартные методы обработки, такие как растяжение, фильтрация и т. д., применяются к узкополосным изображениям так же, как и к обычным изображениям. Основным фактором при обработке узкополосных изображений является принятие решения о том, какие цветовые каналы назначить каждому фильтру, и правильное взвешивание каналов для достижения приятного цвета (что несколько субъективно из-за того, что это изображения с искусственными цветами). Описанный ниже метод предполагает использование программы обработки изображений с ПЗС, такой как MaxIm DL. Однако более сложный метод с использованием обтравочных масок слоя в Adobe Photoshop описан в разделе «Инструкции по программному обеспечению» (метод обтравочной маски слоя), как и два новых метода улучшения узкополосного цвета.

Комбинирование цветов

Для типичной эмиссионной туманности можно добиться приближенного к истинному цвету путем комбинирования цветов с помощью метода HOS (H-альфа = красный, OIII = зеленый, SII = синий). Это связано с тем, что в истинном цвете эмиссионные туманности преимущественно красного цвета. Назначив изображение H-альфа, которое должно быть самым ярким изображением, красному каналу, туманность будет казаться в основном красной. Каждый канал обычно имеет одинаковый вес (1:1:1), если только ПЗС не имеет особых недостатков в одной части спектра. Например, ST-2000XM чувствителен к красному в два раза меньше, чем к зеленому и синему, поэтому он может быть взвешен как 2:1:1. В любом случае баланс обычно такой же, как и для изображений RGB.

Многие изображения выглядят впечатляюще, если использовать цветовой микс Хаббла (метод SHO). В этом методе изображение H-альфа назначается зеленому каналу, поэтому зеленый цвет будет доминирующим. Для большинства ПЗС баланс 1:1:1 обычно будет слишком зеленым. Баланс 2:1:2 (или 1:0,5:1) обычно предпочтительнее. Опять же, такая камера, как ST-2000XM, которая уже менее чувствительна к H-альфа, вероятно, будет хорошо смотреться при балансе 1:1:1 методом SHO.

Некоторые туманности, которые не так ярки в H-альфа, например, планетарные туманности, могут великолепно выглядеть в различных цветовых сочетаниях. Метод HOO, использующий OIII как для синего, так и для зеленого каналов, особенно хорош, поскольку он довольно хорошо имитирует стандартное представление в истинном цвете.