Apodisationsfilter zur Kontraststeigerung

Hallo Dirk,

ich denke, das meiste, das Harold Suiter zu diesem Thema recherchiert hat, steht in folgendem Paper:

http://www.bay-astronomers.org/TM/ApodDes.pdf

Danach ist er selber aber nicht unbedingt davon überzeugt, dass der Effekt der Kontrastvebesserung tatsächlich durch Apodisation zustande kommt. Er schreibt, dass z.B. ganz einfach der Effekt der Abdunkelung für die Verbesserung verantwortlich sein könnte.

Dies konnte ich mit meinem 18-Zöller bei der letzten Marsopposition deutlich sehen, als ich das Bild ganz einfach mit Hilfe von Polfiltern (einer im Filterschieber, einer am Okular) abgedunkelt habe. Der Kontrast hat sich sehr erheblich gesteigert.

Eigene Erfahrung mit dem Apodisationsfilter habe ich nicht. Ehrlich gesagt: Ich habe durch dich zum ersten Mal davon gehört.

Gruß
Wolfgang

Nachtrag (direkte Bastelanleitung):
http://csastro.org/a-do-it-yourself-apodizing-mask/

Hallo Dirk,

ich denke es ist eine Funktion exp(-(r/A)^2). Den Faktor A wählst Du so, dass am Rand noch eine gewisse Menge Licht durchkommt, z.B. 20% oder so.
Sonst hast Du zuviel Öffnungsverlust. Bedenke, dass zwar die Beugungsringe unterdrückt werden, aber die effektive Öffnung sinkt.

Also aus einem 120mm Refraktor wird z.B. ein 80 mm Refraktor, aber mit deutlich größerem Airy-Scheibchen. Ich denke das wird in der Praxis kein Vorteil sein. Wohl gegenüber einem 80mm Refraktor ohne Apodization. Aber besser als ein 120mm-Refraktor? Kann ich nicht glauben!

Geht es denn um eine obstruktionsfreie Optik?
Denn mit zentraler Obstruktion wird es gar nicht funktionieren, da bleibt der erste Beugungsring erhalten.

EDIT: wie ich weiter unten zeigen werde, bleibt der erste Beugungsring nicht unbedingt erhalten sondern kann unterdrückt werden.

klare Grüße
John

Hallo Wolfgang, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Dies konnte ich mit meinem 18-Zöller bei der letzten Marsopposition deutlich sehen, als ich das Bild ganz einfach mit Hilfe von Polfiltern (einer im Filterschieber, einer am Okular) abgedunkelt habe. Der Kontrast hat sich sehr erheblich gesteigert.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Du erreichst damit keinesfalls eine Steigerung des Kontrasts. Der Filter dunkelt ja linear alle Lichtanteile ab, damit bleibt der Helligkeitsunterschied am Objekt unverändert.

Was du erreichst, du verringerst die Blendung bei zu großer AP.

Zu dieser Maske bzw. was der holländische Kollege dazu schreibt- von wegen Helligkeitsgewinn durch diese Maske, kann auch nicht sein, das Teil dunkelt ab und lt. dem von dir verlinkten pdf verringert man so die Helligkeit, man verliert deutlich beim Strehl und an der Auflösung.

Gruß
Stefan

Hallo Dirk,

hier gab es das Thema schon mal, guckst du hier:
http://www.astrotreff.de/topic…CHIVE=true&TOPIC_ID=25620

Viele Grüße
Jörg

Hallo Dirk,

nicht so voreilig, junger Mann! Ich denke das Thema hat durchaus Potenzial.

Und dass zu dem Thema schon alles gesagt wurde kann ich kaum glauben.

Gibt es denn keine Lösung, die man aus Pappe ausschneiden kann?
Gradientenbedampfung ist keine praktikable Lösung! Und der Ersatz mit Netzen gefällt mir auch nicht!

Ich werd hier noch etwas zeigen, aber die Bilder sind noch nicht frei geschaltet.

klare Grüße
John

Hallo Allerseits,

ich hab mir nun folgendes Fragen gestellt:

1. was am meisten stört, ist ja der erste Beugungsring. Kann man den abschwächen?

2. geht das mit einer Blende aus Pappe? (Also ohne graduelle Durchlässigkeit)

3. kann man die Auflösung des Teleskops erhalten? Das übliche Apodisationsfilter exp(-r^2/A) liefert ja am Ende ein breiteres Airy-Scheibchen.

Verblüffenderweise ist die Antwort auf die obigen Fragen "Ja!" Das habe ich aber erst mal nur für eine obstruktionsfreie Optik gerechnet.

Ich habe ja nun ein Progrämmchen, mit dem ich die Teleskopöffnung in eine Beugungsfigur im Fokus rechnen kann, das geht ja bekanntermaßen
mit einer 2D-FFT.

Dann habe ich rumprobiert, welche Ringblende denn das beste Ergebnis liefert.
Eine Blende die bei 63% vom Radius anfängt und bei 76% aufhört liefert ein gutes Ergebnis.

die Beugungsfigur im Fokus ohne Ringblende sieht so aus:

mit Ringblende sieht sie so aus:

Der erste Beugungsring ist wie gewünscht abgeschwächt. Dafür sind weiter draußen aber einige Ringe heller.

Da muss man mal in der Praxis austesten, ob das bei engen ungleich hellen Doppelsternen tatsächlich eine Verbesserung bringt.
Wenn genau auf dem ersten Beugungsring ein schwacher Begleiter ist, sollte man ihn mit der Ringblende besser sehen.

Das wird aber wenn überhaupt nur bei einem Seeing der Fall sein, das besser ist als die Auflösung des Teleskops.

klare Grüße

John

Hallo,

auf manchen Monitoren erkennt man fast nichts. Daher hier noch etwas stärker angehobene Darstellungen (Gamma erhöht).

a) ohne Obstruktion

b) mit Ringblende

klare Grüße
John

Hallo Dirk,
ich hatte mal mit "Zacken" experimentiert. Eine Pappblende um den FS und eine am Tubusrand. Die Beugungsringe waren danach weg, das Bild aber deutlich weicher. Für gewöhnliche Planeten- oder Mondfotos war das kein Gewinn.
Viele Grüße,
ralf

Hallo Leute,

Bei einem Refraktor ist ja der Kontrast ohnehin schon gut. Da muss man nicht unbedingt etwas machen.

Jetzt stellt sich natürlich die Frage: "Ja geht das mit der Ringblende auch bei einem Newton-System mit zentraler Obstruktion?"

Verblüffenderweise lautet die Antwort wieder "JA".

Dazu folgende berechnete PSF-Funktionen (PSF = Beugungsfigur im Fokus), wieder etwas Gamma verstärkt, damit man die dunklen Ringe besser sieht:

a) für ein System mit 22% Obstruktion ohne Ringblenden

=&gt; der erste Beugungsring hat eine gewisse Helligkeit.

b) mit einer Ringblende die von r=62% bis r=85% geht

=&gt; wie man sieht, ist der erste Beugungsring fast komplett ausgeknipst. Dafür sind die weiteren Beugungsringe aber recht hell.

c) daher eine weitere Lösung mit Einfachringblende von r=67% bis r=85%:

=&gt; hier ist der erste Beugungsring nicht so gut unterdrückt, aber dafür sind die weiteren Beugungsringe dunkler als im Fall b).
ob b) oder c) in der Praxis besser funktioniert muss man dann probieren.

d) eine Lösung mit einer Zweiringblende von r=58% bis r=69% und von r=73% bis r=87%:

EDIT: wenn man statt 58% 54% nimmt, ist der erste Beugungsring noch besser unterdrückt, aber das Bild hier ist noch mit 58% gerechnet)

=&gt; hier ist der erste Beugungsring recht gut unterdrückt, der zweite dafür recht hell und die weiteren sind wieder gut unterdrückt.

Allerdings sollte der verwendete Spiegel bei Anwendung der Ringblenden einen sehr guten Strehl haben.
Es wird nicht gut funktionieren, wenn es eine abgesunkene Kante oder ringförmige Zonenfehler gibt!
Und das Seeing muss gleich oder besser als die Auflösung des Teleskops sein.

klare Grüße
John

Hallo,

ich bin jetzt nicht wirklich der Optikexperte, aber ich glaube zu wissen, daß man durch Beugung die Energie, die eigentlich in einem Punkt konzentriert sein sollte, ins Feld (also die Beugungsringe) verteilt. Wenn man nichts an der lichtsammelnden Fläche ändert, kann da eigentlich nichts dazukommen oder weggehen.
Wenn ich wie oben den ersten Beugungsring unterdrücke, geht die Energie daraus weiter in Feld, vermutlich auch noch was aus dem Airy-Scheibchen. Da ich nicht nur eine Punktquelle habe, sondern viele, überlagern sich deren Beugungsringe und ich müßte eine Art Hintergrundleuchten im Feld bekommen - also die angesprochene "Weichheit". Kann das von Interesse sein?
Dann doch lieber möglichst viel der Lichtenergie im Airyscheibchen und erstem Ring konzentriert. Was vielleicht bei hellen Objekten zu einem verbesserten subjektiven Bildempfinden führt, darüber kann ich auch nur spekulieren.

Gruß

Heiko

Heiko,

so ist es. Die Umverteilung des Lichtes in äußere Beugungsringe ist unvermeidlich.

Das hier ist eine Spezialanwendung die man nur dann nutzen kann, wenn man enge ungleiche Doppelsterne sehen will (z.B. "Sirius B"),
wo der Begleiter genau auf dem ersten Beugungsring zu liegen kommt.

Flächige Objekte wie Planeten werden vermutlich nicht profitieren.

klare Grüße
John

Hallo Allerseits,

so, um das Thema abzuschließen folgende Simulationen:

Oben links der NASA-Hubble-Jupiter.

rechts daneben wie er im obstruktionsfreien Refraktor aussehen würde.

ganz rechts oben dann der 22% obstruierte Newton =&gt; gar nicht so viel schlechter!

Unten links die Einfachringblende Typ c)

Unten rechts die Doppelringblende.

Wie man sieht, ist der "Nebel" der Ringblenden sehr sehr störend. Schade.

Somit ist das keine Lösung für Planeten.

klare Grüße
John

Hallo Allerseits,

natürlich soll die Doppelsternsimulation nicht fehlen.

Hier ist sie:
- links der Doppelstern, Helligkeitsverhältnis 20:1 (3.25 mag)
- rechts daneben der normale 22%-Newton
- ganz rechts die Doppelringblende

=&gt; mit Doppelringblende ist der Begleiter besser zu sehen.

Die Bilder sind mit etwas Gamma verstärkt, damit man die dunklen Bereiche auf dem Monitor besser sieht.

klare Grüße

John

Grüß´ Dich, John!

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Oben links der NASA-Hubble-Jupiter.
rechts daneben wie er im obstruktionsfreien Refraktor aussehen würde.
ganz rechts oben dann der 22% obstruierte Newton =&gt; gar nicht so viel schlechter!
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

dank´ Dir für die Simulationen. Habe meinen Plotter in A0 damit gefüttert, im Hobbykeller an die Wand getakkert und werde mir in den nächsten Wochen mal Gedanken darüber machen, wie ich die mir daraus erwachsenden Erkenntnisse in meine nächsten Astro-Spielereien mit einfließen lasse.

Dank´ Dir und CS!
Markus [:)]