C.L.A.U.S.

(Cylinder lens amateur universal spectroscope)

Lo spettroscopio

The spectroscope

	L’idea di utilizzare una lente cilindrica come collimatore e fenditura condensati nello stesso elemento non mi sembra sia stata sinora applicata nell’ ambito della costruzione di spettroscopi amatoriali, probabilmente per motivi connessi alla convinzione di una maggiore incisione e risoluzione degli spettri ottenuti in un sistema classico a fenditura.


	The idea of using a cylinder lens both as collimator and slit hasn't, in my opinion still been applied in the field of the realization of amateur spectroscopes, probably for the supposed better quality of the spectras obtained by a classical slit system.

	C’e da dire, tuttavia, che l’uso di questo semplicissimo accessorio facilita moltissimo la costruzione di spettroscopi evoluti per il semplice motivo che elimina una delle ottiche, quella di collimazione, ed un elemento, la fenditura, che è in realtà il cuore del sistema insieme al reticolo e che, se fatta a regola d’arte, è di difficilissima realizzazione da parte di appassionati senza un background nel campo della meccanica ed una buona officina di meccanica di precisione a disposizione.

We can say, anyway, that the use of such a device is very useful for the realization of home built serious spectroscopes for the simple reason that it eliminates one of the instrument's optic, the collimator, and the slit, that usually is the very core of the system and that is very difficult to build without a background in the field of mechanics and a good precision workshop.

	La fenditura infatti è prima vista un elemento meccanico umile, ma tale apparenza è erronea, in quanto contribuisce in modo niente affatto secondario alla uniformità del campo spettrale, alla risoluzione del sistema, ed alla incisione delle righe.Una fenditura che si rispetti va lavorata a tolleranze ottiche ed i bordi rifiniti a dovere col rossetto.Ovviamente la stragrande maggioranza degli appassionati usa fenditure per così dire non convenzionali, come quelle ottenute con due lamette da barba o con due lame di temperamatite opportunamente distanziate tra loro.Posso dire tuttavia, per esperienza personale, che tali fenditure , pur lasciando ottenere risultati accettabili, non rendono giustizia ad un buon reticolo.



	The slit may seem a humble mechanical element, but it isn't, for it greatly contributes to the uniformity of the spectral field, to the system resolution and to the sharpness of the lines.The edges of a good slit must be worked "diffraction limited", but this is difficult for the amateur astronomer to obtain,for they generally use more conventional and easy to find devices as razor blades, pencil-sharpener blades, and so on. I can say, anyway, that such a kind of slit generally don't couple well with a good grating.



	La fenditura, oltre a problemi costruttivi, pone anche problemi di altra natura, quale , nel caso di registrazione di spettri stellari, quello di dover mantenere l’immagine stellare sui bordi della stessa, talvolta di pochi micron di apertura, con notevoli problemi per la maggior parte delle montature equatoriali di fascia media.Anche utilizzando l'autoguida, spesso il problema resta a meno di non usare montature equatoriali di svariate migliaia di euro.

Using a slit, furthermore, causes some problems, as that to maintain the stellar image within its edges , sometimes a few microns wide, thing that it's not easy to do with the most of amateur equatorial mounts.

La lente cilindrica, con la sua proprietà astigmatica di portare i punti al fuoco come linee appare di per sé una fenditura virtuale ideale, a mio avviso particolarmente utile per gli spettri stellari in quanto consente di individuare e registrare (nonché inseguire) lo spettro su tutto il campo inquadrato dal telescopio, e non solo sulla piccola parte individuata dalla fenditura.Certo, le lenti cilindriche di buona qualità ottica sono care, ma anche quelle di media qualità, il cui prezzo si aggira sui 50 € per un diametro di 25 mm, sono sufficienti per lo scopo. La focale della stessa va scelta in funzione delle dimensioni che si vogliono dare allo strumento (dato che funge anche da collimatore) ed all’accoppiata con l’obiettivo della camera.La focale di tali lenti è compresa tra i 25 (catalogo Edmund)ed i 150 mm, motivo per cui non possono essere usate da sole per strumenti a medio – alta risoluzione, ma bensì associate ad uno strumento ottico che fornisca, in ingresso, già un’immagine puntiforme dell’astro da osservare.Ovviamente tale sistema è tanto più efficace quanto migliore è il seeing, e puntiformi le immagini stellari.

A cilynder lens, with its astigmatic property to bring to focus all the points as lines seeems an ideal vitual slit, very useful for stellar spectra in order to observe and to register them in the whole telescopic field and not only in the little part of it limited by the slit.The cylinder lens of good quality are expensive, but those of medium quality too, whose price is quoted about 50 $, are good enough for an amateur spectroscope.As it acts as collimator, the focal lenght must be chosen in relation to the dimension of the instrument and to the camera's lens.Edmund Scientifics has in its catalogue some cylinder lens, with a focal lenght between 25 and 150 mm for a diameter of 25.These short FLs make them useful to build a spectroscope that must fit into the back of a telescope to obtain enough resolution.

Tale strumento deve coniugare una discreta apertura con una focale non elevatissima, allo scopo di ottenere immagini stellari quanto più possibile puntiformi e di piccole dimensioni, per cui appaiono utili allo scopo i diffusi Schmidt -Cassegrain e, ancor meglio, i Matsukov - Cassegrain tra i 20 ed i 30 cm di apertura.Entrambi, dato che lavorano in genere ad f 10, vanno opportunamente accoppiati ad un riduttore di focale, possibilmente ad f 3,3 che, come si è visto, è già integrato nello strumento.

The telescope must be of a sufficient diameter and not too long in focal lenght, in order to get point - like stellar images: that's the reason why the commercial Schmidt - Cassegrain and Matsukov - Cassegrain type are ,in my opinion, the best choice, if coupled to a f 3,3 focal reducer, that's ,anyway, already integrated in the spectroscope.

La lente cilindrica sarà posizionata in modo da essere focheggiata sull’immagine della stella o dell’oggetto in uscita dal telescopio in modo da avere una sottile linea dell’immagine stessa, che verrà inviata come fascio ottico collimato al reticolo.In fase di messa a punto, lo strumento sarà quindi disassemblato (in pratica diviso in due parti: la prima che termina con il barilotto con la lente cilindrica e la seconda, costituita dalla scatola col reticolo e l'obiettivo della camera) . La parte con al termine la lente cilindrica sarà applicata alla parte posteriore del telescopio focheggiando lo stesso sulla lente , usata come un oculare, sino a che l'immagine stellare ottenuta non sarà una linea sottile.Una volta definito ed annotato il punto di messa a fuoco del telescopio,lo strumento potrà essere riassemblato e sarà pronto per l'uso. La sottile linea generata dalla lente cilindrica, vera e propria fenditura virtuale, non soffrirà, com’è ovvio, di nessuna delle imperfezioni, meccaniche che affliggono quelle generate dalle fenditure, ma avrà solo imperfezioni ottiche dovute al grado di lavorazione della lente stessa, che è una lente semplice, oltre che al seeing ed ad imperfezioni delle ottiche del telescopio.L’ideale sarebbe disporre di doppietti acromatici cilindrici, ma non so se sono o siano stati mai prodotti e comunque non credo siano commercializzati o disponibili a prezzi accettabili per gli amatori.Per i fini di questi ultimi, le lenti oggi disponibili, in genere prodotte in Cina, vanno, a mio avviso, più che bene.E' opportuno precisare che il fuoco di una lente cilindrica cade ad una certa distanza da quello dello strumento, per cui , nel caso di rifrattori, l'ingombro complessivo del sistema è superiore a quello ottenuto con strumenti che raggiungono il fuoco con lo spostamento dello specchio primario, Schmidt Cassegrain e Matsukov Cassegrain. e configurazioni analoghe.Lo strumento, come si è detto, è stato comunque testato ed usato con ottiche Schmidt - Cassegrain tantè che nella parte che va verso il telescopio presenta un attacco femmina per tale tipo di telescopi.

The cylinder lens must be set to focus the image of the star formed by telescope, until it will be viewed as a thin line, to be sent as a collimated optical input to the grating.In the first setup, the spectroscope must be disassembled and divided in two parts: the first , at whose end is the barrel with cylinder lens, and the second, formed by the grating's box and the camera lens.The first will be applied to the rear end of the telescope, and the focusing knob of the scope itself will be rotated until the stellar image as observed through the cylinder lens, used as an eyepiece, will be as thin as possible.The spectroscope will be then riassembled, and possibly the point of focus so obtained on the scope will be blocked, if there is some blocking device, or simply signed for the future use, if not.The thin line generated by the cylinder lens, a true viltual slit, will not suffer of all mechanical defects of real slit, but only of optical defects depending on the grade of quality of the lens itself.The ideal solution should be a good cylinder doublet, but it is very expensive, and I don't know how easy to find for an amateur astronomer.Anyway, the cheap and easy to find low grade cylinder lens provided by many firms on the market (Edmund, Oriel, and so on) , probably produced in China, are enough good for amateur spectroscope making.Now, is useful to explain that the focus of the cylinder lens is reached at a small, but negligible distance from the focal plane of the telescope, that falls at a noticeable distance from the end of the tube, so the use of this kind of spectroscope with refractors could bring to very long setup.For this, I always used to work, for my observations and experiments, with Schmidt Cassegrain telescopes with internal focus movement in order to get the shortest distance of the spectroscope from the end of the tube.


	Fig. 3
	i

Questa è l’idea di base su cui è nato CLAUS, già sperimentata in una precedente versione dello spettroscopio.Stavolta, tuttavia, il progetto che mi ero prefisso di portare a termine era quello di uno strumento più ambizioso e completo, che permettesse di riprendere gli spettri dei vari oggetti astronomici osservando nello stesso tempo attraverso un oculare, l’oggetto di cui si riprende lo spettro, sia per una esatta centratura nel campo della camera, che per la messa a fuoco, sempre critica, in quanto, essendo gli elementi dello spettroscopio (sia collimatore che ottica della camera) a rifrazione, occorre necessariamente rifocheggiare per ciascuna banda spettrale osservata o ripresa.Pensavo, inoltre, di inseguire direttamente sull’oggetto ripreso mentre la camera ne acquisiva lo spettro, senza la necessità di strumenti accessori.Quest’ultima possibilità non è ancora realizzabile in quanto l’estrazione del fuoco primario non è tale da permettere un tiraggio sufficiente per focheggiare sul chip dell’autoguida, essenzialmente a causa della necessità di compattezza dello strumento, che non consiglia diversi e più lunghi percorsi ottici.Nulla toglie, tuttavia, che tale possibilità possa essere assicurata in futuro con una lieve modifica alla struttura dello stesso.

This is the basical idea from which CLAUS was born, already experimented in a previous version of the cylinder lens spectroscope.This time, anyway, I intended to aim to a more ambitious project: to register the stellar (and solar) spectras having in the same time the chance to look through an eyepiece at the star or the object whose spectra is being shot by means of a CCD camera.This both for centering the star exactly in order to get the most intense spectral image I can, and to couple the focusing point of the telescope to the one of the spectroscope, possibly by means of a parfocal eyepiece.

I was, furthermore, thinking about to guide with another CCD camera set in the place of the eyepiece, but the focal plane falls very close to the beamsplitter, so there should be used a relay or a barlow lens to let the focus reach a more external point.Anyway, I'm trying to get a proper solution to the problem, that can be find with little modification to the existing project.

About

Parlando di struttura, come risulta visivamente dalla Fig. 1, lo schema ottico dello spettroscopio è relativamente semplice, consistendo di un beam splitter (o divisore di fascio per chi non mastica inglese) cubico di 40 mm di lato formato da due prismi a 90° incollati tra loro per l’ipotenusa, che è lievemente alluminata, in funzione del grado di divisione che si vuole ottenere .Quello da me utilizzato da circa il 70% in riflessione nella parte di fascio ottico indirizzato verso la lente cilindrica ed il reticolo, che è bene sia la massima possibile, ed il 30% in trasmissione, verso l’oculare.Tale ripartizione non è tuttavia critica, essendo ugualmente soddisfacente una soluzione 60/40% molto più facile da reperire.Naturalmente si perde in termini di rapporto S/R, ma è loscotto da pagare per i grandi vantaggi del sistema.Quanto al costo, probabilmente questo è l’elemento più costoso del progetto, in quanto un beam splitter di analoghe dimensioni viene venduto a ca. 300 €. Quello in mio possesso è stato reperito sul mercatino di Porta Portese qualche anno fa a poche lire.Occorre tuttavia considerare due fattori: 1) che per una lente cilindrica di 25 mm un fascio in entrata di 40 può essere utile, ma non indispensabile, e che può essere utilizzato un b.s. da 25 mm, del costo di 170 € ca.; 2) che , al posto di un beam splitter cubico potrebbe a mio avviso essere utilizzata una piastrina semialluminata di costo notevolmente inferiore (ca. 42 € quella 50 x 50. Fin qui i prezzi orientativi del nuovo nei cataloghi della Edmund e degli altri rivenditori (Thorlabs,Yobin Ivon, Oriel, etc).Una concreta alternativa è invece, quella di ricorrere a rivenditori di materiale di surplus tra i quali l’americana Surplushed che vende prodotti simili , di buona qualità ,a pochi dollari.

Talking about the structure of the spectroscope, the optical layout, explained in fig 1, is quite simple, as it consist of a cubic beam splitter of 40mm formed by two 90° prisms joint togeteher .The one I used let pass some 30% light in trasmission and 70% in reflection (the part of optical beam toward the cylinder lens and the grating).Such a percentage isn't, anyway, critical, being equally satisfactory a 40 - 60 % beam splitter, much more easy to find.About the cost, probably this is the most expensive element of the project, if bought as new item ($ 300).But it could be easily find on the surplus market at a cost of 30-40 $.Furthermore, instead of the cubic beam splitter could be used a plane beamsplitter costing much less as new, and a few dollars if from surplus market.The producer of optical items are well known (Edmund industrial optics, Oriel, Yobin Ivon, etc) while in the surplus market I've found very good Surplushed.

Il secondo elemento, che , pur non facendo parte intrinseca dello spettroscopio, ma che comunque viè implementato e che ritengo indispensabile, è un riduttore di focale , preferibilmente ad f 3,3, per due motivi : innanzitutto per ottenere la massima possibile riduzione dell’immagine stellare in ingresso nella lente cilindrica per una migliore qualità dello spettro, e poi per consentire la drastica riduzione della durata delle pose, indispensabile ove non si utilizzi un sistema accessorio di autoguida.Tale elemento, del costo nuovo di ca. 250 € , è vantaggiosamente reperibile, per chi non lo possiede, sul mercato dell’usato a circa 120/150 €. Nella costruzione dello strumento in discorso è stato utilizzato un riduttore di focale Meade sufficiente, dal punto di vista della resa ottica, al nostro scopo.

	The second element, not structural but very much useful is a focal reducer at f 3,3 , for the following reasons:
	- To get the most possible reduction of the stellar image entering the cylinder lens for the best quality of the spectra being observed;
	- To get the smallest possible integration time in the case of is not used a complementary autoguiding system.


	Il terzo componente, quello centrale e cuore del nuovo sistema è la lente cilindrica da 25 mm di diametro, acquistata nuova da Emund Scientifics a 50 €.Di tale elemento ho già discusso, per cui non mi prolungo ulteriormente, sottolineando comunque che le lenti cilindriche sono difficilmente reperibili sul mercato dell’usato e che conviene pertanto acquistarle nuove.

The third component, which is the core of the new spectroscope is a cylinder lens of 25 mm in diameter, 50 mm FL, bought new at Edmund Industrial Optics, costing about 40/50 $.This element is to be bought new, for it is very difficult for an amateur to find items like this on the surplus market.


	Un discorso a parte merita il reticolo: con un collimatore di 25 mm di diametro ed un cannocchiale (un obiettivo fotografico russo da 58 mm f 2) di uguale apertura un reticolo a riflessione da 25 mm di lato è più che correttamente dimensionato: semmai avrebbero dovuto essere più grandi le ottiche per coprire la diagonale del reticolo stesso.
	E’, inoltre, importante il n° di linee per millimetro del reticolo, da cui dipende direttamente la dispersione spettrale ed il potere risolutivo del sistema.La scelta di un reticolo da 1200 l/mm è obbligata se si vuole ottenere la massima qualità dello spettro .Con l’uso di lunghe focali, la dispersione ed il potere risolutivo aumentano ancora, ma abbiamo visto che motivi di praticità e di ingombro impongono l’uso di focali corte, di circa 50/100 mm.Importante è anche l’angolo di “Blaze” del reticolo, ovverosia l’angolo formato dalle microscalanature sullo stesso, da cui dipende in quale zona dello spettro si concentrerà la massima energia luminosa.Ho scelto un reticolo blazed per 500 nanometri, in quanto l’idea era di disporre di uno strumento “tuttofare”, non dedicato alla esplorazione di particolari lunghezze d’onda, come IR od UV. Tale lunghezza d’onda è, peraltro,vicina a quella in cui si concentra il massimo ca il 70/80% della efficienza quantica di alcuni dei più diffusi CCD dedicati all’astronomia amatoriale e delle webcam, nonché alla sensibilità luminosa dell’occhio umano che, come si sa, raggiunge il massimo intorno ai 550 nm. Un tale reticolo, nel tipo “ruled” ha un prezzo che si aggira sui 130 € ma vale tutti i soldi che costa.

Another important part of the instrument is the grating: with a collimator of 25 mm in diameter and a camera lens of same diameter the choice a 25 mm reflection grating is more than correct, being a little bigger in diagonal then the optic's clear diameter, but giving a satisfactory resolution for an amateur spectroscope.A thing to consider is the number of lines per mm of the grating, the spectral dispersion and resolving power of the system being strictly connected to it.The choice of a 1200 grooves/mm grating is then the best , considering the price,to obtain a good quality of the spectra.Using longer FL optics causes a further improvement of resolving power, but the aim to build a practical and not heavy and big instrument makes useful 50/100 mm optics.The "blaze" angle, the angle formed by the small incisions on the grating (grooves) defines in which zone of the spectra will be concentrated the maximum light energy.In the case of our spectroscope, we need of an "all purposes" instrument, not dedicated to observation of particular spectral zones, like UV or IR, so a 500 nm blazed grating will be the best choice.Such a spectral zone is also the one in which usually falls the maximum of quantum efficiency of most CCD cameras and webcams chips, and the top of human eye sensibility.

L’ottica della camera è forse il componente di più facile reperimento, essendo un normale obiettivo fotografico passo a vite 42 x 1, possibilmente senza l’automatismo del diaframma, rinvenibile nei mercatini o sul mercato dell’usato intorno ai 20/30 €.Quello da me adottato è appunto un obiettivo Helios 58mm f 2 a suo tempo pagato solo 5 €.

The camera's optic is the most easy to find element, being a normal 50 or 58 mm f 2 lens treaded 42 x 1,which can be bought on the surplus market


	Come camera di ripresa, è stata utilizzata con CLAUS una Starlight Xpress MX716 (ora venduta), che si accoppiava in modo ottimale con lo spettroscopio per le sue dimensioni ridotte ed un innesto femmina 42x1 sul quale va ad inserirsi il maschio dell’obiettivo russo.

The camera I used with CLAUS was a Starlight X Press MX 716 (now sold), a must for its sensibility in every spectral range from blue to red,dimensions, and the 42 x1 threaded female in which is inserted the male of camera lens



	Osservazioni di spettri stellari con CLAUS

	Lo strumento è stato dapprima collaudato con una camera Starlight MX 716, ponendolo al fuoco di uno Schmidt Cassegrain Celestron 8 ed acquisendo in binning 2 x 2, dimezzando quindi la risoluzione per ottenere tempi di posa brevi (mediamente 10/15 s) .

Observations of stellar spectra

	The spectroscope was put first at the prime focus of a Schmidt Cassegrain telescope Celestron 8 with a Starlight Xpress Mx 716 CCD camera, integrating images in binning 2 x 2,with half resolution, in order to get shorter integration times ( 10/15 sec).

	Sono stati acquisiti gli spettri di Sirio (classe spettrale A0), Castore (A2) e Procione (F5).Lo spettro di Sirio è stato usato per una calibrazione di massima del sistema.
	Sono state, inoltre, confrontate le righe della serie di Balmer dell’Idrogeno nei tre spettri, che recano traccia evidente dell’evoluzione stellare.( Fig. 4).

The instrument shot the spectra of Sirius (spectral class A0), Castor (A2) and Procyon (F5).The Sirius spectrum was used to get a calibration of the system.Were, furthermore, examined the Hydrogen Balmer lines in the three spectra, and the related signs of stellar evolution (Fig 4).

Fig. 4

	Successivamente, sono stati acquisiti gli spettri di Capella (classe G0) nel verde (Fig. 5 e 5b) e nel rosso (Fig. 6c), di Betelgeuse (cl. M2lb) nell'arancio (Fig 6 e 6b), di Rigel (cl. B8) (Fig. 7) e B Tauri (cl. B7) questa volta in modalità “fast” del software della Mx716, e quindi alla massima risoluzione di 752 x 580.Tutti mostrano righe incise ed una sufficiente risoluzione spettrale,(ca. 1,1 A/Pixel) e quel che più conta, non necessitano di alcuna sintetizzazione via software per ottenere linee nette e visibili.In particolare, l’immagine dello spettro di Capella mostra nettamente le linee del magnesio a 5167, 5172 e 5183 A. e le righe Ha a 6563 e dell' H20 atmosferico. L' incisione delle righe, così come mostrate dalla camera rendono inoltre estremamente agevole e precisa l'importazione degli spettri raw in programmi dedicati come Visual Spec di Valerie Desnoux, l'ottenimento del profilo spettrale e la sua calibrazione (vd fig 5b, 5c e 6b).Un ulteriore notevole numero di spettri osservati, di stelle, luminose e non, hanno confermato le ottime qualità dello strumento e la netta superiorità, dal punto di vista della qualità degli spettri stellari, del sistema a lente cilindrica sui sistemi tradizionali a fenditura, o senza fenditura, i cui spettri appaiono come una sottilissima fettina di luce e necessitano in modo assoluto di operazioni di “stiramento” via software, “binning” o sintetizzazione che sia, per l'interpretazione delle righe ai fini della calibrazione del profilo spettrale.
	Tale esigenza non sussiste col sistema da me descritto, dove le righe fondamentali sono perfettamente individuabili nelle singole immagini raw e l'operazione di calibrazione del profilo spettrale con le righe stesse dello spettro stellare molto più facile, immediato e preciso.

Then were imaged the spectra of Capella (G0) in the green zone (Fig 5 & 5 b) and in the red (Fig 6c); of Betelgeuse (M2b) in the orange (Fig 6 & 6b) ; of Rigel (B8) (Fig 7) and B Tauri ( B7), this time at the maximum camera resolution 752 x 580 pixels.All show sharp lines and a sufficient spectral resolution (1,1 A x pixel), and need no software enhacement for clear lines observation.Particularly, Capella's spectrum shows clearly the Mg lines at 5167, 5172 and 5183 A, the Ha line at 6563 A and the H2O lines.The sharpness of the lines makes very easy to import the raw spectra in some dedicated software as Visual Spec by Valerie Desnoux, to obtain the spectral profile and its calibration (Fig 5b, 5c 6b).A noticeable number of observed spectra have confirmed the quality of the project, and of the instrument,whose spectra need no software binning to show clear lines for spectral calibration using the identified lines of the spectrum itself.

Fig. 5

Fig. 6c



	Fig. 5b



	Fig. 5c


	Fig. 6

Fig.6b

Fig. 7

Fig. 8

Un altra recente acquisizione di CLAUS al fuoco di un Celestron 8 è stato lo spettro di Vega (A0) ripreso con un una unica esposizione da 30 sec :oltre alle linee canoniche per la classe stellare (alcune delle righe di Balmer dell'idrogeno) sono evidenti, nonostante deboli in intensità, anche righe di metalli pesanti , quali ferro e titanio.

Another recent shot by CLAUS was Vega (A0) spectrum, with a 30 secs exposure at the prime focus of a Celestron 8: some Hydrogen Balmer series lines are visible and some very faint metal lines such iron and titanium too.

E' bene precisare che gli spettri raw mostrati a titolo di esempio sono immagini singole da 20 o 30 sec, sulle quali è stato operato, per rendere visibili le righe, stretching lineari o non lineari.Tali operazioni software alterano tuttavia il profilo di intensità dello spettro, per cui è bene siano evitate ove si voglia effettuare una calibrazione completa ai fini del successivo confronto con altri spettri, ottenuti con diversi sistemi di acquisizione.

Sarebbe opportuno, in tal caso, l'ottenimento di un certo numero di frames dello stesso spettro (da 5 a 10) e la media dei medesimi via software.C'e da dire , a tale riguardo, che la versione di Registax , n.5, sembra riuscire, seppur con qualche difficoltà, nell'operazione, nonostante le immagini non presentino punti di contrasto canonici come quelle planetarie o deep sky.

Now , I must say that some shown raw spectra are single images of 20 or 30 secs each, on which has been applied, in order to get well visible lines, a linear or non linear stretching.Such software enhancement may , anyway, alter the spectra's intensity profile and are to be avoided in the case of a complete calibration and of a comparison with different spectra. It's useful to acquire, in this case, a few images of the same spectrum (from 5 to 10) to be combined via software.I often tried to do this with Registax 3 that seems to do the job.

Un ulteriore miglioramento del sistema può essere ottenuto con l’aggiunta, immediatamente dopo l’attacco al telescopio, di un elemento formato da un alloggiamento , dotato su entrambi i lati di un attacco femmina 42 x1 entro il quale introdurre, ove necessario,una slitta con una fenditura molto larga (ca .3/4 mm) (Fig. 8b )

Tale espediente, pur non influendo direttamente sull’immagine formata dallo spettroscopio in quanto tale fenditura non è posta sul piano focale del collimatore (nel nostro caso della lente cilindrica), ha tuttavia l’effetto di migliorare l’immagine spettrale in quanto :

- a) agisce come un diaframma rettangolare

- b) taglia buona parte del contributo luminoso del fondo cielo.

A further improvement of the system can be obtained inserting, after the telescope attachment, an element formed by a rectangular box with a female 42 x 1 threaded hole in which slides a very large slit (3/4 mm).

Such a device doesn't directly modify the quality of the spectrum because the slit doesn't take place on the collimator's focal plane (the cylinder lens) but produces, anyway, the effect of a certain improvement of the image for the following reasons:

-acts as a rectangular diaphragm

-cuts off a great part of the sky glow.

	Modalità di osservazione

	Le stelle osservate sono state portate nel campo dell’oculare dello strumento, dotato di reticolo, e poste al centro del reticolo stesso per evitare qualsiasi eventuale inquinamento di immagini spettrali di altre stelle. La messa a fuoco grossolana del sistema è stata effettuata col medesimo oculare opportunamente parfocalizzato in precedenza con la camera nella banda spettrale intorno ai 550 nm ( verde), in cui la camera stessa, il reticolo e l’occhio umano presentano grande sensibilità, ruotando il pomello di messa a fuoco del Celestron 8 sino a che l’immagine non era a fuoco nell’oculare.La messa a fuoco definitiva è stata poi ottenuta ruotando la ghiera di messa a fuoco dell'obiettivo della camera.

	Sono state effettuate circa 4 riprese singole , (o più, nel caso di sfocatura), partendo dalla banda spettrale di 450 nm,(blu) passando ai 550 circa,(verde) e poi ai 600 (rosso arancio) ed ai 650 (rosso), ruotando il pomello che regola l’inclinazione del reticolo.Ogni volta si è dovuto rifocheggiare lievemente il solo obiettivo dello spettroscopio, tenuto conto delle diversità dei punti di fuoco nelle diverse bande spettrali degli obiettivi a lenti. Le riprese sono state effettuate con 15/20 sec. circa di integrazione in binning 2x2 e con 30 sec. alla massima risoluzione 1 x 1 del sistema, a 752 x 580 pixel.: è stata sottratta la dark ed applicato uno stretching.

Observation notes

	The observed stars were put at the very center of the eyepiece 's reticle , to avoid the possible registration of spectral images of other stars. Focusing operation was done, first, with the same ocular, prior parfocalized with the camera for the spectral range of about 500 nm, rotating the focusing knob of the telescope until was reached a pinpoint star image in the eyepiece.The precise focusing was done rotating the camera lens' focuser and observing the result on the computer's screen About 4 single spectral frames were imaged, from 450nm, to 550,600, 650, rotating the grating movement knob.Every time the camera lens was slightly refocused for the focal plane shift due to the cromatic aberration of the objective.The integration time was about 15/20 secs in binning 2 x 2 and 30 secs at the maximum camera's resolution at 752 x 580.A dark frame and a stretching were applied.

Una casistica di spettri di stelle luminose a media /alta risoluzione, suddiviso per classe spettrale può essere esaminata qui di seguito

A Survey of star spectra images taken by CLAUS at medium/high resolution ,organized for spectral class ,can be observed hereunder

Raccolta di immagini di spettri stellari ripresi con C.L.A.U.S. nelle varie classi spettrali in bassa ed alta risoluzione

(La parte rossa dello spettro è a sinistra.Le immagini sono state riprese con una camera Starlight MX 716 in binning 2x2 o in risoluzione piena 752 x 580 con tempi di integrazione tra 20 e 30 sec al fuoco di un telescopio Celestron 8 o di un Celestron 11.Elaborazione :sottrazione di dark frame e stretching, ridimensionamento)

A survey of stellar spectra images taken by CLAUS spectroscope and a CCD camera in the various spectral classes in low and high resolution

(Red part of spectrum always on the left.All images shot by a Starlight MX 716 CCD Camera in binning 2x2 or in full resolution 752 x 580 with integration times going from 20 secs.to 30 secs at the prime focus of a Celestron 8 or a Celestron 11 telescope.Processing: dark frame substraction stretching and cropping)

09 Spectral Class

Alnitak (Orion)

(Blue)

Bellatrix (Orion)

(Blue)

(Blue-Green)

Elnath (Ursa Maior)

(Blue)

(Blue-Green)

Rigel (Orion)

Alioth (Ursa Maior)

(Blue)

Syrius (Canis Minor)

(Blue)

Vega (Lyra)

(Blue)

Castor (Gemini)

(blue)

Deneb (Cygnus)

Questo spettro completo di una stella di classe A2 mostra abbastanza bene, nonostante NON sia calibrato per l'intensità e sia stato sottoposto a stretching, la diminuzione dell'intensità del flusso luminoso dal blu al rosso e l'affievolimento delle righe da tale banda in poi.Notare infatti la marcata intensità delle righe dell'idrogeno della serie di Balmer nel blu e quella dell'Ha nel rosso.

This complete spectra of a A2 class Star shows quite well, notobstanding not having been calibrated for intensity and having been stretched, the loss of the light flux from blue to red and the minor intensity of the Hydrogen Balmer lines in the blue respect to Ha in the red.

Procyon

(blue)