Hallo Herr Fremerey,
es wundert mich eigentlich nicht, daß Sie ein optimales Öffnungsverhältnis gefunden haben. Und natürlich hängt dieses in erster Linie von der Pixelgröße, aber auch vom mittleren Seeing ab.
Im Grunde müssten Sie ein Optimum finden, wo sie das (Whittaker-Shannon) Sampling-Theorem definiert finden. Es hängt dieses im Wesentlichen somit von der Pixelgröße ab. Mit 9 µm fand ich seinerzeit um f/30. Mit 5 µm liegt es somit etwa bei der Hälfte um f/15. Wenn man es nachrechnet findet es sich für Ihren Anwendungsfall zufällig dort, wo die Beugungsfigur mit 2 Pixeln abgebildet ist. Das ergibt sich theoretisch aus Überlegungen zum Signal-zu-Rauschverhältnis. Dieses ist optimal, wenn es eben das Sampling-Theorem erfüllt. Bei Undersampling verbessert sich zwar die Photonenstatistik pro Pixel in Hinblick auf die Menge Photonen/Pixel, aber die Ortsunschärfe nimmt wieder zu. Bei Oversampling meint man höhere Ortsauflösung zu haben, das Rauschen macht einem jedoch quadratisch mit dem zunehmenden Durchmesser (=Fläche) auch wieder einen Strich durch die Rechnung. Das läßt sich übrigens theoretisch einfach nachrechnen, indem man das Sampling Theorem zusammen mit der Wellenlänge, Brennweite und Durchmesser des Teleskops mit dem beugunsgtheoretischen Durchmesser der Airy Disk ansetzt. So fällt das von Ihnen beobachtete, optimale Öffnungsverhältnis in erster Näherung als linearer Zusammenhang heraus, indem man die Abhängigkeit des Öffnungsverhältnisses von der Pixelgröße findet. So findet sich der experimentelle Befund auch theoretisch bestätigt, ohne tiefer in statistische Theorie einsteigen zu müssen, die man eigentlich nur mit Simulationen der Abbildung und Photonenstatistik aufzeigen kann (unterstützend), da sich hier nichts mehr wirklich analytisch beweisen läßt. Immerhin zeigten Simulationen zur Genauigkeit astrometrischer Messungen übereinstimmend mit Messungen in der Praxis, daß sich dieses Optimum auch auf anderem Wege bestätigen läßt.
Für mich nichts Neues, denn SPICA, die von mir entwickelte Speckle Interferometrie Camera am Hohen List (die später am dänischen 1.54m Teleskop der ESO eingesetzt war) war anno 1994 bereits darauf optimiert, das Beste aus den Bildern herauszuholen. Zusammen mit dem 9 µm Kodak CCD vom Typ KAF-400, der als Kamera diente, war f/30 mit welchem Teleskop auch immer vorgeschrieben. In besonderen Fällen wurde dieses reduziert, wenn man nicht beugungstheoretisch beobachten musste.
Für Langzeitbelichtungen ergibt sich übrigens ein anderes Optimum.
Viele Grüße
Thilo Bauer
4-mal bearbeitet. Zuletzt am 02.10.09 00:10.
