Atik 314+

Design, construction, tuning of spectroscopes
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Sebastien Berriot
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Atik 314+

Post by Sebastien Berriot »

Bonjour,

Chers collègues spectroscopistes,

J'ai acquis depuis peu un Alpy600 et une caméra Atik314+ et je suis novice dans l'utilisation et la compréhension des caméras CCD. J'avais l'habitude d'utilisé un APN.

Pour mes débuts, j'ai utilisé comme guide le livre de notre collègue Francçois Cochard et j'ai suivi le chapitre 10 page 173 " une première observation spectroscopique : le soleil".

A la page 174, il explique il explique qu'il faut régler le temps de pose pour avoir un niveau de spectre de 52 000 ADU.

question 1: comment fait-on pour vérifier que l'on a bien 52 000 ADU????
remarque: j'utilise le logiciel Artemis fourni avec la caméra.

A la page 132 On nous dit que lors de l'utilisation de la caméra, il faut vérifier les paramètres suivants:

mon image est-elle saturée ou proche de la saturation?
la dynamique de la caméra est-elle bien utilisée?
le temps de pose est-il adapté?

question 2: comment fait-on pour vérifier chaque paramètre?

Merci beaucoup.
etienne bertrand
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Re: Atik 314+

Post by etienne bertrand »

Bonjour Sébastien,

Tout cela n'est pas compliqué, je te recommandes le logiciel AudeLa pour utiliser ton Atik, il est, je trouves plus adapté pour la spectro que le logiciel Artémis car tu peux contrôler tes spectres, tes offsets, tes darks, tes flats, tes fichiers d'argon.
AudeLA reconnais facilement les caméras Atik, penses à bien refroidir ta CCD puis quand tu prends tes spectres tu sélectionnes ton spectre et tu demandes une statistique de l'image en faisant click droit sur ton spectre.
Image
Regardes la donnée maximale, elle ne doit jamais dépasser 65536ADU car dans ce cas tu satures ton spectres, vu que ta caméra est en 16bits cette donnée s'obtient en faisant 2^16.
La donnée de 52000ADU sert à avoir de la marge en cas d'un suivis plus ou moins bon, parfois tu peux avoir un spectre proche des 50 000Adu puis dans de meilleure condition, avec un meilleur suivit par exemple les ADU peuvent augmenter. En tout les cas une fois les spectres acquis, dans le menu "fichier" tu as "visionneuse fits" elle te permet de voir tous tes fichiers et tu les fais défiler avec la fenetre de statistique comme ça tu contrôles bien de ne pas avoir un ou des spectres saturés.

Au niveau du temps de pose cela dépend de la magnitude de l'objet, une étoile de magnitude 4 ou 5 avec un C8 tu peux l'acquérir en 30 secondes à peu près tout le but est d'avoir le meilleur signal, mais jamais sans saturer. Sur cette étoile de magnitude 4, 5 par exemple si tu l'acquiers avec des spectres de 20 000ADU ça fait dommage car tu aurais pu avoir un meilleur signal en posant plus longtemps, en fait c'est un compromis de poser le plus longtemps sans saturer.
Penses à bien contrôler tes fichiers offsets, darks, flats, lampe de calibration, spectres acquis et voir leur statistiques; comme ça tu pourras voir facilement si il y a quelque chose qui cloche ou pas (si tu oublis de mettre un cache en faisant la lampe de calibration, si tu as des raies d'absorption sur des flats... après tu le feras machinalement.

Pour des objets faibles n'ai pas de crainte, avant de saturer les spectres sur des étoiles de magnitudes 14 ou plus ou sur des galaxies il y a du chemin ;) .

N'hésites pas à partager tes résultats et tes acquisitions sur le site, on pourra toujours t'aider si besoin.

Bonnes observations.
Olivier GARDE
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Re: Atik 314+

Post by Olivier GARDE »

Sebastien Berriot wrote:
question 1: comment fait-on pour vérifier que l'on a bien 52 000 ADU????
remarque: j'utilise le logiciel Artemis fourni avec la caméra.
Je ne connais pas le logiciel Artemis mais il doit bien y avoir une fonction qui te permet de vérifier le niveau du signal sur ton image spectrale ? Sinon, changer de soft vers Audelà pour les softs gratuits ou vers Prism ou Maxim DL qui sont payant mais très complet.
Sebastien Berriot wrote: A la page 132 On nous dit que lors de l'utilisation de la caméra, il faut vérifier les paramètres suivants:

mon image est-elle saturée ou proche de la saturation?
la dynamique de la caméra est-elle bien utilisée?
le temps de pose est-il adapté?

question 2: comment fait-on pour vérifier chaque paramètre?
D'une manière générale ce qu'il faut faire en CCD c'est déjà indiquer une température de consigne au CCD de façon à bien réguler la température. L'ATIK 314 L+ est donné pour un delta en température de -27°C, ce qui veut dire par exemple que si la température ambiante extérieur est de l'ordre de 10 deg C, on ne pourra réguler la CCD qu'à -17°C et par sécurité il faudra afficher une température des consigne de -15°C. Il est très important que toute les poses sur la cible et le master dark soit à la même température.

il faut donc bien ajuster le refroidissement de la CCD pour toujours se conserver une marge de sécurité si par exemple la température évolue au cours de la nuit, et faire en sorte de n'utiliser la puissance du module de refroidissement qu'au 80% du maxi possible (je ne sait pas comment est affichée la régulation de la température de la CCD sous Artemis mais avec Maxim DL la puissance du module Peltier est mentionnée en temps réel dans les paramètres de la CCD).

Ensuite selon la résolution de ton spectro, voir de quelle manière utiliser la CCD : binning 1x1 ou binning 2x2 ? Cette donnée affecte directement la résolution de ton spectro avec également la largeur de la fente que tu utilises. Dans certains cas tu auras plus intérêt à travailler en binning 2x2, par exemple sur des cibles faibles qui ne demande pas d'avoir une grande résolution ou obtenir un signal utile est nécessaire devant la résolution du spectre.

Ensuite sur la détermination du temps de pose (qui est à calculer selon la magnitude de la cible), on fait une pose arbitraire de 30s par exemple et l'on vérifie sur le spectre obtenu le niveau en ADU du signal. Si l'on a par exemple 65535 (ce qui correspond au niveau maxi d'une caméra 16 Bits : 2^16=65536-1 car on compte à partir de zero) c'est que l'on sature, il faut donc refaire un essais en divisant le temps de pose par 2, donc 15s.

Par contre si l'on a par exemple 10.000 ADU, on peut sans problème multiplier par 4 le temps de pose unitaire et faire des poses de 120 secondes (le temps de pose est proportionnel au nombre d'ADU obtenu moins la valeur de l'offset de la CCD, donc si tu as 10.000 ADU avec 30s de pose, tu en auras 40.000 avec 120s de poses moins la valeur de l'offset.

La marge maxi de 52.000 ADU est une limite de sécurité de façon à pouvoir conserver une marge de manoeuvre en fonction de l'évolution de la cible en hauteur dans le ciel : plus la cible monte et plus la masse d'air diminue et donc le signal augmente (à 30 deg de haut la masse d'air est de 2 alors qu'elle est de 1 au zénith) ou encore l'évolution de la transparence du ciel en cours de nuit.

En déterminant ainsi le temps de pose, on optimise au mieux la dynamique du capteur de la CCD (en remplissant au mieux toutes les valeurs entre 0 et 65535, réduit ici par sécurité à 52000).
Si par exemple tu sous-exploites le temps de pose, en utilisant par exemple que 4000 ADU sur les 65535 de disponible c'est comme si tu passais d'une dynamique de 16 bits vers 12 bits (2^12=4096).

Par contre un temps de pose trop "long" peut être source de problème si par exemple la météo n'est pas très bonne, tu auras plus de chance d'avoir des poses correctes sur un temps de pose de 300s que sur 1200s. Ce principe s'applique également si tu n'as pas un très bon autoguidage (pour causes de vent par exemple) ou il faut mieux sacrifier des poses courtes qu'une pose longue.

et une fois le temps de pose unitaire déterminé, il faut poser de façon à obtenir un bon compromis du rapport signal/bruit, spécialement dans la partie bleue du spectre ou la CCD est beaucoup moins sensible que dans le vert. Un SNR de 100 est souhaitable mais pas toujours facile de l'obtenir sur des cibles très faible. Le SNR d'un spectre se mesure par exemple avec ISIS et avec l'habitude on détermine assez facilement le nombre de pose nécessaire en fonction de la cible et du SNR que l'on souhaite obtenir. L'estimation de la qualité d'un spectre peut se faire de manière empirique et visualisant le spectre réduit ou l'on vera sans problème le bruit dans la partie bleue si l'on a pas posé suffisamment longtemps.

Bref tout est histoire de compromis à trouver selon les capacités techniques de ton set up et des conditions météos.
LHIRES III #5, LISA, e-Shel, C14, RC400 Astrosib, AP1600
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Olivier GARDE
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Re: Atik 314+

Post by Olivier GARDE »

Oups, j'avais pas vu que la manipe était sur le Soleil, dans ce cas tu vas avoir des temps de poses très petits avec une CCD, voir peut être pas possible de le faire à moins de limiter le flux rentrant dans le spectro.

Pour le Soleil vaut mieux utiliser un apn, car moins sensible et en plus tu auras le spectre en couleur...
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Jean-Pierre Masviel
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Re: Atik 314+

Post by Jean-Pierre Masviel »

J'utilise Artemis sans problème (télécharger la dernière version directement sur le site Atik).
L'histogramme donne toutes les infos (plus bas et plus haut ADU).
On peut aussi déplacer le pointeur de la souris sur l'image et lire le niveau d'ADU dans le cartouche en bas à droite.
Artemis .jpg
Artemis .jpg (28.06 KiB) Viewed 6049 times
Jean-Pierre
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Sebastien Berriot
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Re: Atik 314+

Post by Sebastien Berriot »

Bonjour,

Merci à tous pour vos réponses. C'est très clair ;)

Olivier, en ce qui concerne le spectre du soleil, j'ai tenté de faire son spectre en utilisant un APN. J'obtient un spectre très flou car il doit y avoir un problème de tirage. J'ai vu que l'on pouvait utiliser une Barlow pour Alpy mais son prix reste élevé.

Si tu as une astuce, je suis preneur. :idea:

Autres questions:
lors de l'étude d'un spectre, il faut tenir compte des offsets, des darks , utiliser des spectres de calibration.

question 1: comment fait-on pour tester la qualité des offsets, des darks ? quel(s) paramètre(s) faut-il regarder? :?:

En ce qui concerne les spectres des lampes de calibration, je ne possède pas encore le module de calibration de l'alpy 600.

question 2: auriez-vous une astuce pour obtenir des spectres de lampes de calibration? :idea:

Merci
Sebastien Berriot
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Re: Atik 314+

Post by Sebastien Berriot »

J'ai oublié une autre question:

question 3 : En complément du livre de Francçois Cochard, comment faites-vous pour obtenir vos Offset et Dark?
Sebastien Berriot
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Re: Atik 314+

Post by Sebastien Berriot »

Allez une dernière question 8-)

Qui peut m'expliquer avec pédagogie pourquoi fait-on des offset, des darks, des Flats ?

on trouve en effet un peu partout des définitions mais j'aimerai clarifier tous ces termes.

Merci
Sebastien Berriot
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Re: Atik 314+

Post by Sebastien Berriot »

J'ai oublié:

Est-il possible d'envoyer des images au format FIT sur le forum ?
Olivier GARDE
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Re: Atik 314+

Post by Olivier GARDE »

Sebastien Berriot wrote: Olivier, en ce qui concerne le spectre du soleil, j'ai tenté de faire son spectre en utilisant un APN. J'obtient un spectre très flou car il doit y avoir un problème de tirage. J'ai vu que l'on pouvait utiliser une Barlow pour Alpy mais son prix reste élevé.

Si tu as une astuce, je suis preneur. :idea:
Voir page 7 de la notice de l'Alpe concernant le tirage optique du capteur, je n'ai pas le spectro Alpy donc pas de réponse sûr. Peut être un problème de longueur de bague entre le spectro et l'apn ?
Sebastien Berriot wrote: Autres questions:
lors de l'étude d'un spectre, il faut tenir compte des offsets, des darks , utiliser des spectres de calibration.

question 1: comment fait-on pour tester la qualité des offsets, des darks ? quel(s) paramètre(s) faut-il regarder? :?:

En ce qui concerne les spectres des lampes de calibration, je ne possède pas encore le module de calibration de l'alpy 600.
Déjà pour bien faire de bons darks et offset, il faut impérativement boucher l'entrée du capteur (il n'y a pas d'obturateur mécanique sur ces CCD) avec le bouchon livrée avec la CCD mais en faisant également attention à disposer la CCD dans une boite ne faisant pas rentrer de lumière car certains bouchons en plastique des ATIK laissent passer un peu de lumière (il n'est pas totalement opaque)

Perso ce que je fait, je met la CCD dans mon frigo, je la régul à la température que je compte utiliser durant une nuit d'observation, disons -5°C et je fait plein de poses avec divers temps de poses pour me constituer une bibliothèque de dark : 15s, 30s, 60s, 120s, 300s, 600s, 1200s, 1800s.

Il faut bien sur choisir le bon binning : 1x1 ou 2x2

Je prend une vingtaine de dark unitaire pour chaque temps de pose que je traite ensuite pour en faire un master dark que je conserve sur mon PC de traitement.
En procédant de cette manière on peut utiliser cette bibliothèque longtemps sans être obligé de refaire des darks avant ou après chaque nuit.

Pour l'offset c'est plus simple, j'en fait une trentaine voir plus que je traite pour créer un master offset

Il y a un exemple de dark dans la notice de l'Alpe.
Sebastien Berriot wrote: question 2: auriez-vous une astuce pour obtenir des spectres de lampes de calibration? :idea:

Merci
Tu peut utiliser une lampe néon de témoin de voyant que tu disposes à l'avant de tombe tube optique
LHIRES III #5, LISA, e-Shel, C14, RC400 Astrosib, AP1600
http://o.garde.free.fr/astro/Spectro1/Bienvenue.html
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