| Les intensificateurs d'images |
état
de l’art 1999
état
de l’art 1999
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Les intensificateur d’images constituent un composant optoélectronique de choix pour l’astronomie. En plus de quarante ans une grande diversité de tubes ont été réalisés. Aujourd’hui les développements industriels font apparaître la quatrième génération de ces matériels présentant des progrès en sensibilité et résolution.
Après le rappel du fonctionnement de ces dispositifs, j’expliciterai plus tard sur le site du club Eclipse ses caractéristiques et performances. Le coût des tubes en diminution, permet l’accession des amateurs aux tubes de première, seconde et même de troisième génération sur le marché nord américain pour ce dernier.
Ces tubes peuvent être couplés à l’œil, à du film photographique à des capteurs vidéo ou à des cameras numériques CCD ou CMOS. Les magnitudes limites accessibles seront calculées pour différents collecteurs.
Bientôt nous présenterons du matériel et partagerons les expériences des pratiques entre les nombreux astronomes français intensifiés.
Qu’est ce qu’un intensificateur d’image ?
Ce type de dispositif dénommé également tube intensificateur de lumière ou IL est un tube électronique.
Je rappellerai bientôt sur cette page Web les différents composants entrant dans sa constitution et son fonctionnement.
Le marché des intensificateur d’images est toujours dominé par les applications militaires et paramilitaires. Néanmoins les accessoires photo vidéo, la chasse et la navigation de plaisance constitue un marché civil en croissance. Quelques constructeurs outre atlantique proposent ainsi des modèles conçus spécialement pour ces utilisations. De même l’astronomie amateur fait l’objet de l’attention d’un fabricant que les lecteurs de Sky and Télescopes n’auront pas manqué de voir dans les numéros de cet hivers. Le marché militaire reste soutenu mais n‘est pas en croissance.
Les perspectives sont très tendues pour les fabricants avec l’apparition des cameras infrarouges non refroidies qui viennent prendre une part du marché de la vision nocturne. L’avenir des intensificateur de lumière est tiré par l’abaissement des coûts et ainsi l’accès à des marchés de grandes quantités.
Elle a été très perturbées pendant ces cinq dernières années avec le regroupement des fabricants aux Etats Unis autour de ITT et de Litton. En Europe, il ne reste plus guère que Photonis (ex Philips RTC) en France et DEP en Hollande. Enfin sur le Japon Hamamatsu est également très actif. Ces cinq industriels constituent l’essentiel des moyens de fabrications. A coté quelques laboratoires et petites entreprises occupent des niches particulières, ils faut ainsi mentionner Intevac qui travaille dans un domaine très avancé sur lequel je reviendrai.
Le principal fait nouveau est constitué par la quatrième génération de tube intensificateur d’images. Cette quatrième génération en fait couvre deux types de matériels suivant les fabricants :
1- des tubes AsGa dont la membrane protégeant la photocathode contre les bombardements d‘anions a été supprimée. Ils offrent des rendements quantiques étonnant de l’ordre de 40% éventuellement dans un domaine spectral étendu vers l’ultraviolet ou le proche infrarouge. De plus ils offrent une meilleure résolution.
2- des tubes à photocathode à transfert d’électron sensibles dans le domaine infrarouge de 1 à 1,8µm.
Ces nouveaux produits libéralisent les tubes de troisième génération que l’on trouve ainsi sur le marché. Ces derniers sont néanmoins essentiellement fabriqués aux USA.
Description des quatre générations de tube IL
Première gen : A plusieurs étages
Deuxieme gen : Super deuxieme gen
Troisième gen :
super troisième gen :
Quatrième gen : photocathodes à transfert d’électrons
Les performances
Voici un tableau rassemblant les performances et caractéristiques typiques des différents tubes.
| 2eme gen | sup 2 gen | 3eme gen | sup 3 gen | sup 3 gen | 4eme gen | ||
| Fabricant | Philips | DEP | omni IV | Litton | ITT | ITT | |
| Modèle | 1394 | ||||||
| Rend quant | 40% | 38% | |||||
| PR | µA/lm | 450 | 672 | 1800 | 2050 | 2300 | 2800 |
| Lambda min | nm | 500 | |||||
| Lamda max | nm | 875 | 880 | ||||
| Résolution | lp/mm | 30 | 42 | 64 | 72 | 64 | |
| Gain | 15000 | 21200 | 50000 | 50000 | |||
| SNR | 16,7 | 21 | 30 | 23,5 | 29 | ||
| EBI | phots | 2,50E-11 | 1,50E-11 | ||||
| Focale 1" | m | 6,7 | 4,8 | 3,1 | 2,8 | 3,1 |
Bilan photométrique sur le ciel
Nous allons réaliser l’analyse photométrique du gain en magnitude obtenu sur le ciel avec un instrument de 200mm de diamètre. Les performances du tube sont mesurées par le constructeur sur une source constituée d’un filament de tungstène à 2856K. il s’agit d’un corps noir dont la luminance spectrale est proche de celle d’une étoile de type spectral M. Donc une étoile très rouge.
L’analyse du bilan photométrique sera réalisée sur le tube utilisé dans différentes situations :
Devant un œil
Devant un appareil photographique
Devant une caméra vidéo
Devant une caméra CCD numérique
Le bilan sera réalisé face à l’observation des étoiles en ville, en plaine et à la montagne, avec éventuellement l’utilisation de filtres, les nébuleuses et galaxies compléteront l‘analyse. Enfin je traiterai le cas des étoiles filantes.
Un nouveau produit pour l'astronomie
Il n’y avait pas de produit spécifique dédié à l’astronomie amateur. La situation a changé en 1998 avec l’apparition d’un équipement proposé par Collins Electro Optics en 1998 aux USA. Il s’agit d’un oculaire intégrant un tube intensificateur d’image de troisième génération. Le produit a fait l’objet d’une analyse par Dennis di Cicco1.
1 Dennis di Cicco : Intensifying your Viewing Experience. Sky and Telescope february 1999, p 63 - 66