목표는 고분산
▶ 목성, 토성 등 행성 자전 분석
▶ 태양 제만 효과 관측 → 자기장 세기 측정
▶ 시선 속도 측정
▶ 태양 제만 효과 관측 → 자기장 세기 측정
▶ 시선 속도 측정
제작 목표
SOL'EX는 H알파선(656.3nm)에서 분광 분해능은 R=20,000 정도인데
이번 분광기는 5~6배 더 높여 보려고 한다. R=120,000
설계 방향
- 준-리트로(quasi-Littrow) 조건. 빛이 입사한 방향과 반대로 회절광이 다시 나오는 구조.
- 평면 사경을 이용하여 회절광을 카메라로 보냄으로써 기구 배치를 해결.
- 콜리메이터(포커싱 렌즈 겸용)는 초점 길이가 400~500mm인 아포크로맷 렌즈 채용
- 렌즈 바깥쪽에 반사형 회절격자 2400라인/mm 설치. 회전은 미세 조정이 가능하도록 감속기를 채용하되 기계적으로 견고해야 함. 틸트 조정 가능해야함.
- 광손실을 최소로 하기 위해 회절격자 크기는 50mmx50mm 사이즈 선택. 조금 더 크면 좋지만 경제적 타협.
가능성 확인을 위한 프로토 타입
- 기존의 굴절 망원경 바디를 사용.
Astrotech 65Q : D=65mm, f-ratio=6.5, FL=422.5mm. Apochromat Quadruple.
- 회절격자는 일단 저분산용으로. 300라인/mm. 25mmx25mm
- 슬릿은 20μm 메탈 에어갭
▽ 경통 후드 캡 안쪽에 부착했다. 각도 조절은 캡을 조금씩 움직여서.
나중에 2400라인/mm 회절격자를 사용할 때는 이런 방법으로 불가능하고 회전 장치를 별도로 만들어 부착할 예정이다.
왼쪽 위는 카메라 또는 접안렌즈 연결.
오른쪽 위는 분광기(콜리메이터 방향)에 연결
왼쪽 아래는 슬릿 연결
▽ 슬릿-카메라 모듈을 분광기에 결합한 모습
▽ 외부에서 본 슬릿 모습
▽ 슬릿
▽ 분광기 연결 측(내부)에서 슬릿과 사경을 본 모습
슬릿에서 분광기로 들어오는 빛을 사경이 가리면 안되기 때문에 사경 중심은 광축에서 벗어나 있다.
따라서 사경의 경사각은 45도가 아니며 준-리트로 조건을 위한 틸트 만큼 각도를 조정해야 한다.
슬릿 없이 개구부를 열었을 때 회절격자에서 회절된(그림에서는 주황색) 빛이 접안부(카메라측) 중심으로 나오는지 확인한다. 이렇게 되도록 회절 격자 각도를 미세하게 조절해야 한다.
▽ D선 부근
테스트 결과
빈 하늘 스펙트럼이다. 접안부에 접안렌즈를 끼우고 핸드폰으로 아포컬 촬영.
작은 카메라로 촬영
* 슬릿의 퀄리티가 좋지 않아 지저분하다.
* 가로 방향으로 묘하게 간섭상이 있는 것처럼 보인다. 원인은 잘 모르겠다. 향후 주의할 예정.
▽ H 알파 부근
▽ Mg 트리플 부근
▽ Ca K, H선 부근
분석, 결론
- 초점 조작은 분광기(사실은 소형 망원경)의 초점 장치로 편하게 할 수 있다.
- 흡수선이 곡선으로 나오지 않고 직선으로 나온다.
- 상면이 평탄하다.
- 회절격자를 2400라인/mm으로 바꾸면, 위 사진보다 산술적으로 약 8배 더 분해된다. SOL'EX보다 약 4배 가까이 더 분해될 것 같다. 아주 만족스럽지는 않지만 분해능을 더 높이자니 분광기 덩치가 너무 커진다.
- 리트로 조건이라고 해서 슬릿과 카메라가 완전히 같은 위치에 올 수 없다. 슬릿과 카메라가 겹치지 않게 회피하는 방법은 두 가지가 가능하다.
(1) 준-리트로: 이번에 사용한 방법이다. 분광기 파장축 방향으로 카메라를 2~3도 정도 옮겨서 슬릿을 피하는 방식이다. 이런 설계에서 파장을 바꾸기 위해 회절 격자를 회전시키는 방향은 카메라가 있는 방향과 같다..
(2) 비축 틸트: 다음에 테스트할 방법이다. 분광기 파장축에 수직인 방향으로 카메라를 2~3도 정도 옮겨서 슬릿을 피하는 방식이다. 이런 설계에서 파장을 바꾸기 위해 회절 격자를 회전시키는 방향과 회절 격자를 기울이는 방향이 서로 수직이다.
- 이건 분광기일 뿐, 슬릿 앞에 망원경을 연결하려면 특별한 플레이트가 필요할 것 같다. 아래 그림처럼.... 이거 슬릿에 초점 맞추려면 망원경 접안부가 슬릿을 덮는 구조가 되어야 할 것이다.
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