16-22 Jul 2026광섬유를 이용하면 망원경과 분광기를 분리하여 설치할 수 있다.
이번 테스트의 목표는 태양 빛을 실내로 옮겨와서 관측해보자는 것.
태양 빛을 실내로 옮겨와서 "G형 인공별"을 만들고 분광기로 촬영해본다. 빛을 모으는 부분은 별도의 수광 장치없이 케이블 끝이 직접 하늘(태양)을 향하도록 했다.
0. 제원
플라스틱 광섬유(POF; plastic optical fiber)로 구입했다.
PMMA소재, 1코어, 굵기 1mm, 길이 10m, 클래딩(외부 피복) 포함 굵기 2.2mm
가격은 3만원대 초반
광섬유 내부에서는 여러번의 전반사가 일어나기 때문에 '공간 정보'는 모두 사라진다. 시간차 위상차가 발생하기 때문이다.
그렇지만 '분광 정보'는 왜곡이나 쉬프트 없이 대부분 전송된다. 코어 소재로 쓴 PMMA의 분광 특성은 아래와 같다.
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출처 : 아사히 카세이 https://www.asahi-kasei.co.jp/ake-mate/pof/en/technology/principle.html |
가시광선 전 범위에서 좋은 투과성을 보인다. 파장에 따른 편향도 적은 편이다. 그러나 550nm 부근에서 매우 얕고 넓은 흡수대역, 620~640nm 범위에서 깊고 넓은 흡수대역이 존재한다. 이 사실은 실험한 결과를 확인하는 과정에서 알게 되었다.
1. 점 모양 인공 별
빛을 내보내는 부분은 실내에 두고 박스에 작은 구멍을 뚫어 고정했다. 빛이 나오는 부분을 작게 하기 위해 0.2mm 지름의 타공이 있는 금속판(미세타공 샤워헤드)으로 마스킹 했다. 박스의 안쪽 면에 무광 테이프를 붙여 배경을 어둡게 했다. 이 'G형 인공별'로부터 약 5m 거리에 소형망원경(FS60CB)과 무슬릿 분광기(300라인/mm, 8도 경사), CCD카메라(Atik 460EX)를 연결했다.
흡수선이 나타나기는 한데, 단파장에 초점을 맞추면 장파장은 맞지 않는다.
망원경의 조리개를 조이면 파장 맞는 범위가 조금 더 넓어지고 위아래로 퍼진 부분이 줄어들지만 SNR이 높아지지는 않는 것 같다.
2. 얇은 틈 인공 별
광섬유 양쪽 끝을 부드러운 사포로 갈아보았다.
인공별 앞에 작은 슬릿을 두어 빛이 더 가늘게 나오도록 바꾸었다.
망원경을 바꾸고(AT65EDQ) 구경 40mm가 되게 전면 마스킹했다.
카메라는 픽셀 사이즈가 작은 CMOS 카메라(178MM)로 바꾸었다. 라이브뷰가 빨리 되니까 편리하다.
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| 수광단(좌)은 직접 하늘을 보도록 두었다. 출력단(우) 앞에 슬릿을 붙여 폭을 줄였다. |
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| 망원경-무슬릿분광기-카메라를 연결하여 촬영 |
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| 촬영 결과 크롭 |
광섬유 끝을 폴리싱한 게 효과가 있는 것 같다.
구름이나 하늘보다 태양을 직접 보게 설치하면 훨씬 더 뚜렷하다.
별도의 수광장치는 필요없다. 태양 빛은 이미 충분히 강하다.
결론
POF로 낮에 인공별 역할을 할 수 있다.
태양의 분광 정보도 왜곡 없이 그대로 사용할 수 있다.
개선
광섬유 인공별 거치대 ㅎㅎㅎ. 위쪽은 지름 0.1mm 작은 구멍, 아래는 슬릿
