Le test de Lyot
par contraste de phase
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1. Principe
2. Pratique
 


Fig. 1 : Sur ce schéma de principe, nous n'avons pas représenté la source lumineuse de l'appareil de Foucault.

1. Principe

Considérons un point P du miroir (figure 1). L'onde lumineuse issu de celui-ci peut être décomposée en deux : une composante due à la réflexion du miroir (trait gras), une autre due à la diffusion par diffraction sur les défauts du type micromamelonnage (en pointillés). La diffusion s'effectue dans un angle solide relativement important (cône en pointillé) alors que la réflexion s'effectue selon la loi de Descartes. La composante de réflexion a une intensité bien plus importante que celle de diffusion et est déphasée par rapport à cette dernière de /4.
 
 
La lame de phase a deux effets sur la composante de réflexion : elle atténue considérablement son intensité de manière à la ramener dans l'ordre de grandeur de l'intensité de la diffusion, et elle la déphase de /4 (en retard).
Un objectif (dispositif imageur) fait converger les deux ondes au point image P'. L'intensité du point image est le résultat de l'interférence des deux ondes. Si les deux ondes sont en phase (déphasage de /4 - /4 = 0) le point est brillant. Si les deux ondes sont en opposition de phase (déphasage de /4 + /4 = /2) le point est sombre. Les défauts responsables de la diffusion par diffraction apparaissent ainsi par contraste.
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  • Voir aussi en bibliographie , référence [7]

 
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2. Pratique

Le contraste de phase se pratique à l'aide d'un appareil de Foucault dont le biseau est remplacé par une lame de phase. Une lame de phase est une lame de verre optique dont une étroite bande centrale (0,4 à 0,5 mm, bande noire sur le schéma) a été semi - aluminée. On peut aussi photographier une bande claire sur fond sombre. Le négatif (TP 2415) sert alors de lame de phase.
Pour un exemple de test par contraste phase, avec tous les paramètres, voir le test d'un miroir de 460.
 
Fig.2 : Une lame de phase parfaitement utilisable : un bout de négatif dont la planéité est assurée par deux lames de microscope maintenues avec de l'adhésif.
Le négatif a été obtenu en photographiant une feuille noire sur laquelle on a collé une bande blanche.
Après avoir remplacé le couteau de Foucault par la lame de phase, actionner le mouvement longitudinal et le mouvement tranversal de l'appareil afin de superposer la lame de phase avec l'image de retour de la source lumineuse.
 

[Cliquer sur l'image pour l'agrandir]
Fig. 3 : Cet appareil a été conçu pour la pratique de plusieurs tests optiques (Foucault, Hartmann, Caustic test). Ces mouvements sont très doux. Sa source lumineuse, très intense (ce qui est préférable pour le contraste de phase), est apportée par fibre optique. (Conception et réalisation : Jean-Paul Béria)

Placer l'oeil derriere la lame de phase. Actionner à nouveau les mouvements de l'appareil de manière à observer une image ressemblant à celle présentée ci-dessous. L'état de surface du miroir à très petite échelle est alors observable sous forme de "micromamelonnage", plus ou moins accentué.
 
 
A
B

Fig. 4 : Images  observées au contraste de phase. Ces deux images montrent un fort micromamelonnage qui nuit au contraste des images. 
La densité de la lame et l'intensité de la source doivent être optimisées au préalable si l'on ne veut pas faire d'erreur d'interprétation (une lame trop dense et/ou une intensité lumineuse trop faible peuvent tromper sur la qualité de l'état de surface d'un miroir).

(A) Photographie argentique (TP 2415) sur un miroir de 600 : pour les paramètres de prise de vue, voir le test d'un miroir de 460

(B) Photographie numérique avec un Nikon Coolpix 990 sur un miroir de 250.

 
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