Image slicer - kráječ obrazu


Poté, co byl v coudé spektrografu instalován první elektronický detektor Reticon (1992), ukázalo se, že po optické stránce není příliš efektivní.

Ke zvýšení efektivity byl proto vzápětí na místo štěrbiny instaován tzv. kráječ obrazu, angl. image slicer. To je optický prvek, který rozdělí světelný svazek a "přeuspořádá" jej. Zpravidla tak, že "rozsekaný" optický svazek "poskládá" jeden nad druhý.

Příkladem použití takového zařízení je případ, kdy máme štěrbinu výrazně užší než dopadající svazek. Pak se ke snížení světelných ztrát používá právě image slicer.

Princip fungování image sliceru. Levý obrázek ukazuje světelný svazek přicházející na štěrbinu. Ztráty světla jsou zřejmé. Obrázek uprostřed ukazuje, jak image slicer rozdělí světelný svazek na dvě části - vyšší efektivita je zřejmá. Pravý obrázek ukazuje konfiguraci bez štěrbiny. To je obvyklé řešení, image slicer se klade do ohniska právě místo štěrbiny.

Z obrázku je patrné, že image slicer vlastně promítá a "vyrábí" dvě spektra nad sebou - jakoby dvouřádový ešelet. Ovšem s tím, že v případě image sliceru se zobrazují přesně tytéž vlnové délky, takže je možné spektra "sčítat".

V Ondřejově jsme v minulosti používali image slicer v době, kdy jsme pracovali s jednořádkovým detektorem Reticonem. Tam jsme nemuseli nic "sčítat", protože vše se promítalo na jedinou řádku pixelů, a tedy se spektra "sčítala" už tím, že "rozsekané" světlo dopadalo vždy na jeden pixel. Připomínáme, že pixely na Reticonu byly úzké a extrémně vysoké: 15x750 mikrometrů.

Ondřejovský image slicer byl speciální a specifický. Už tím, že dělil obraz hvězdy na čtyři části (obvykle dělí na dvě). Byl to vynález ruských optiků Ilfana F. Bikmaeva a E. B. Gažura a vyroben byl v laboratořích firmy LOMO v Leningradě (dnes opět Sankt Petěrburg).

Dnes již používáme dvourozměrné CCD čipy, takže můžeme ukázat, jaký byl skutečný příčný profil signálu z image sliceru - na jednořádkovém detektoru to vidět nebylo a tudíž to ani nebylo důležité.

Z důvodů optických testů jsme vložili image slicer na místo štěrbiny a pořídili několik spekter. Výsledek je zachycen na následujících obrázcích.

Princip činnosti ondřejovského image sliceru. Nárys a bokorys. Světlo přichází shora, image slicer je rozdělí do čtyř užších svazků a světlo pak vstupuje do spektrografu dolů.
Obrázek ondřejovského image sliceru z původního sovětského patentového dokumentu.
Příčný profil čtyř světelných svazků, jak je vytvořil image slicer.

V Ondřejově jsme měli čtyři image slicery - pro různé oblasti vlnových délek: dva modré, červený a neutrální (jeho vnitřní odrazné plochy - viz. předchozí obrázek - byly hliníkové).

Úplně první spektrum hvězdy pořízené image slicerem bylo testovací spektrum gamma Pegasi z 30. 11. 1992 a v oblasti kolem vodíkové čáry Halfa, a byl použit hliníkový image slicer. Následovala série testů, která pokrývala část roku 1993. Poté se pozorování omezilo na dva image slicery: modry, používaný (ne výhradně) od 11. 2. 1993 - 11. 4. 1994, a červený, používaný 25.5.1993 - 6. 7. 2000 zejména pro oblast Halfa

První a poslední spektrum pořízené image slicerem. Vlevo testovací spektrum gamma Pegasi, vpravo spektrum 4 Herculis ze 6. 7. 2000

Ruský (Sovětský Svaz se rozpadl na konci roku 1991) image slicer se dostal do Ondřejova rozkošným způsobem: když se ukázalo, že celní a administrativní překážky jsou nepřekonatelné, přišlo ke slovu docela obyčejné pašeráctví. Tvůrce image sliceru E. B. Gažur přijel do Československa soukromě, na dovolenou. V kapse nesl krabičku se všemi image slicery a prošel celní a pasovou kontrolou. V Ondřejově prodal svoje image slicery šéftechnikovi 2m dalekohledu (který opět vystupoval jako soukromá osoba) za hotovost, bez jakékoliv fakturace, a s obálkou plnou peněz odjel zpátky do Ruska. Šéftechnik 2m pak dostal stejnou částku na odměnách "za mimořádné pracovní výkony". Z oficiálního administrativního hlediska tak image slicery v Ondřejově vlastně nikdy nebyly.