Les défauts
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1. Les défauts d'abrasion
2. Les défauts de forme
3. Le zonage
4. Les défauts de rugosité
5. Autres défauts
6
. Résumé

 

Fig. 1 : Strioscopie d’un miroir de 600 mm. La strioscopie s’effectue à l’aide d’un appareil de Foucault muni d’une source intense et dont le couteau occulte complètement l’image de la source. Les défauts (piqûres et rayures) qui diffusent très loin de l’axe (voir le résumé) apparaissent alors brillants sur fond noir. (Image effectuée sur Ektachrome 100 à l’aide d’un téléobjectif de 300 mm). Les photographies qui illustrent cette page (excepté fig. 8) ont été reproduites avec l’aimable autorisation de David Vernet.

 

1. Les défauts d'abrasion

Nous ne les aborderons que très rapidement. Ce genre de défaut a des conséquences négligeables s'ils sont en petit nombre. L'opticien peut les éviter en travaillant proprement (rayures) et en poussant suffisamment longtemps le travail de polissage (piqûres de gris). D'ailleurs les lames de l'araignée support du secondaire sont l'équivalent de deux grosses rayures sur le miroir et les poussières jouent le même rôle que le gris.
 
Pour plus de détails, consulter les références [7] et [9]

 
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2. Les défauts de forme

Ce sont des défauts de grande amplitude, de plusieurs  à /15 environ. Aberration de sphéricité et astigmatisme en font partie. Ils influent essentiellement sur la résolution jusqu'à /4 environ. Au delà, ils ne jouent plus que sur le contraste.
 

Cliquer sur les images pour les agrandir.

 

200 mm
F/D = 9
460 mm
F/D = 4
600 mm
F/D = 3,4
600 mm
F/D = 3,3
600 mm
F/D = 3,3
600 mm
F/D = 3,3

 

Fig. 2 : Ces Foucault-photogrammes (figures 2a à 2f) représentent différentes classes de défauts de forme observées sur des miroirs disponibles sur le marché (test de Foucault photographique)

 

 


600 mm
F/D = 4,5

Fig. 3 : Foucault-photogramme d'un miroir de 600 mm à F/D = 4,5. Cette optique d'excellente qualité présente une "teinte plate".

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3. Le zonage

 

Ce type de défaut a une amplitude variant de /4 à /20. Ils se présentent sous forme de couronnes concentriques plus ou moins nombreuses et aux pentes plus ou moins prononcées. Ils se forment lors de l'utilisation d'outils couronnes ou lors de retouches locales avec de petits outils. Le zonage peut passer inaperçu sur le bulletin de contrôle si les zones sont étroites (mais elles peuvent avoir des pentes importantes responsables de diffusion en dehors de la tache de diffraction). Pire, un opticien qui contrôle son travail en utilisant le test sur la caustique (caustic test) avec un écran à quatre zones ne sait même pas s'ils produit du zonage. En revanche, le test de Foucault photographique réalisé sur une étoile fera apparaître ce dernier. On peut aussi le voir en examinant la caustique au Foucault d'atelier.
Un zonage a tendance à faire fortement baisser le rapport de Strehl, donc la magnitude limite.
 
Le bord rabattu d'un miroir est un cas particulier de zonage. Il diffuse énormément de lumière en dehors de la tache de diffraction et est donc responsable d'une importante dégradation de l'image. Un diaphragme masquant ce défaut ne peut qu'améliorer la qualité intrinsèque de l'instrument, même s'il est responsable d'une perte de lumière.

355 mm
F/D = 11

Fig. 4 : Foucault-photogramme d'un miroir de 355 mm à F/D = 11. Le miroir présente des zones concentriques de forte pente.

 


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4. Les défauts de rugosité

Ils sont de deux types : le mamelonnage et le micromamelonnage

 

Fig. 5 : Mamelonnage d’un miroir de 500 mm.

 

Le mamelonnage est dû aux carrés de poix collés sur l'outil et la taille des défauts est du même ordre de grandeur. Une attaque chimique sur le verre associée à un travail trop brutal semble être responsable de ce défaut dont l'amplitude peut atteindre/10 (et parfois beaucoup plus).
 
 
 
 
Fig 6a : Mamelonnage d’un miroir de 600 mm au Foucault d’atelier. La surface est cratérisée.
 
Fig 6b : Le miroir de la figure 6a après retouche.

Le micromamelonnage présente quant à lui des défauts de fréquence spatiale beaucoup plus petite (de l'ordre du mm) et une amplitude variant de 0,1 nm à 3 nm. Il diffuse la lumière sur plusieurs dizaines de minutes d'arc (donc bien en dehors de la tache d'Airy) ce qui a pour effet de diminuer le contraste des images.

 

Le micromamelonnage est détectable directement par la méthode du contraste de phase.
 
 
 
 
Fig 7a : Micromamelonnage de plusieurs nm sur un miroir de 600 mm.
 
Fig 7b : Résidus de micromamelonnage d’environ 0,3 nm sur un miroir de 600 mm dont le poli est de très haute qualité

 
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5. Autres défauts

 

Fig. 8 : La surface de ce miroir de 600 mm présente des sillons ayant vraisemblablement pour origine une attaque chimique à la soude caustique, substance à fuir absolument lors du détraitement de la couche métallique réfléchissante. Photographie : Patrick Lequèvre (Coolpix 4500).

 

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6. Résumé

 
Type de défaut
Effet sur l'image : angle de diffusion
Défauts de forme, zonage, mamelonnage
Quelques secondes d'arc
Micromamelonnage
Quelques minutes d'arc (2' en moyenne); halo autour de Jupiter de 3 fois son diamètre.
Rayures, gris, filandres
Une dizaine de degrés environ

Fig 9 : Lien entre la dimension des défauts et leurs diffusions. Document reproduit avec l'aimable autorisation de Sébastien Debruyne et David Vernet [9] .

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