alternative aux réducteurs de focale "classiques" pour de très forts taux de réduction ?

[lambda 170]

Bonjour à vous.

 

Dans le cadre de mes petites bricoles à base d'intensificateur de lumière, je me posais la question suivante:

 

J'aimerai utiliser comme objectif pour un de mes tubes un petit Maksutov russe 100/1000.

 

J'ai modifié ce tube en retirant une optique correctrice de champ en aval du système, ce qui m'a permis de ramener ce petit MAK à un F/D d'environ 7.

 

Je souhaiterais rendre encore plus rapide cet objectif catadioptrique en procédant de la sorte:

 

* installer à la sortie du Mak, non pas un réducteur classique, mais plutôt une optique relais faites de 2 lentilles achromatiques montées sur un même fût.

 

Pour faire plus clair:

 

Le Mak de focale F1=700 mm (environ) et en aval de celui-ci, la première lentille achro (F2) montée telle que le foyer objet de celle-ci corresponde au foyer image du Mak, et en vis à vis, à la suite, la seconde lentille achro (F3) qui projetera l'image finale relayée sur le capteur de mon choix (ici la photocathode de mon tube).

 

L'idée c'est d'obtenir une optique très rapide (paramètre très important pour l'usage des tubes amplificateurs de lumières). Sans avoir le problème de plan focal qui se décale trop vers/dans le tube (backfocus (c'est le bon terme?) insuffisant) et qui deviant inaccessible...

 

Numériquement, imaginons:

 

F1= 700 mm

F2= 30 mm

F3= 10 mm

 

Fres= F1XF3/F2= 700 X 10/30 = 233 mm d'ou un F/D final de 233/100= 2.33

 

Alors, sur le papier (si je me suis pas planté dans mes calculs), ca parait une alternative intéressante aux réducteurs commerciaux, plus flexible et permettant d'obtenir des taux de reduction de focale très importants:

 

Mais, j'imagine, volontier qu'au niveau planéité du champ obtenu et distortion géométrique en tout genre, cela doit - être pas fameux.

Mais ici, pour ce que je voudrais faire, ca reste secondaire pour le moment.

 

Par contre qu'en est il du cercle image résultant? sera t'il aussi réduit dans les mêmes proportions?

 

Y'aurait il quelque chose qui rendrait cette manip impossible à metre en oeuvre? (hors les problèmes de planéité de champ que j'accepte..)

 

Je vous présente ici cette envie de manip sur un Mak, mais on pourrait reporter l'expérience sur d'autres optiques sans souci, sur le papier, c'est juste que c'est ce que j'ai de dispo sous la main pour le moment...

 

L'idée est toute simple, et forcément fait partie de votre background, du coup, je lirais vos avis éclairé là dessus avec attention...

 

Merci pour vos retours...

 

Lambda

 

 

 

 

 

[ALAING 59 448]

Lyl va t'expliquer tout ça bien mieux que moi

[FroggySeven 182]

Si j'ai bien compris tu passes d'une image réelle à une autre image réelle plus petite. Pourquoi ne pas utiliser un objectif macro optimisé pour ça ?

[lambda 170]

Re bonjour,

Merci Alain, Froggyseven pour vos passages..., oui, si Lyl passe par la, ça serait bien c est vrai....

Pour l usage de l objectif macro optimisé, ce sans doute serait une excellente idée, mais quel modèle, a quel prix?? Serait ce une formule facilement modifiable? Je ne m y connais pas assez pour le dire...

par contre je trouvais l idée de l optique relais avec 2 achromat pas trop conmpliques a trouver (ça pourrait 2 oculaires orthoscopiques mis en vis à vis, lentille d œil de l un faisant face à la lentille d œil de l autre),assez sympa, flexible, et pas trop chère....

c est surtout de savoir ce que va devenir le cercle image? Et éventuellement si ce genre de montage induit du vignetage?

 

A bientot.

Lambda

[FroggySeven 182]

Avantage 2 achromates : c'est bien pour mettre un filtre dichroïque entre les deux (cf très faible incidences des rayons).

Inconvénient : longue focale, optimisé pour le rapport 1:1, je ne sais pas si la courbure de champs s'annule par symétrie ou pas du tout.

 objectif macro : un pas cher genre 50 ou 70mm d'occase ?

 

Bien noter que ça n'a de sens que pour adapter la taille de l'image à un plus petit capteur. Là seulement on gagne en luminosité.

On ne peut pas augmenter l'angle de vue max initial ou le diamètre de la lentille frontale.

 

 

 

 

Modifié 30 janvier 2018 par FroggySeven

[lambda 170]

Ok, je prends note de tout cela. Merci!

 

Pour le filtrage, c'est clair que le système de lentilles relais est nickel pour cet usage, c'est assez facle d'imaginer un fût avec une fente de passage entre les 2 lentilles pour y glisser un filtre ou une réglette à filtres, voir une roue "low profile"...

 

Ce que je devrais faire, c'est mesurer soigneusement len diametre du cercle image de mon mak seul (D1) et faire le ratio de D1 avec le diametre de la photocathode de mon tube pour definir la reduction maximale réaliste qui me permette d'utiliser toute la surface de ladite photocathode (dans mon cas, ce serait 25 mm de diameter pour la photocatode). En espérant que le cercle image fournit par le Mak soit de façon significative, plus grand que la photocathode, pour que la manip est un sens...

 

https://www.edmundoptics.com/optics/optical-lenses/achromatic-lenses/mounted-near-ir-nir-achromatic-lens-pairs/

 

Voilà, pour illustrer l'idée...

 

à+,

Lambda

 

 

[lyl 4 553]

Bonsoir, un équipement relai devrait convenir (idem chez Edmund Optics, faut aller regarder les cellules pour les filetages disponibles)

Relay Lens

Le soucis est l'équipement d'adaptation à leurs filetages

Thorlabs Adapters

Si tu réduis la taille de l'image, tu augmentes aussi la courbure de champ, ça risque d'être assez moche...

Vaut mieux un champ aplati avant : peut-être avec un aplatisseur de champ de type pour lunette apo, ça devrait marcher si l'ouverture du primaire du Mak est entre f/D=2 et 3 (20cm à 30cm de courbure)

Tu colles le relai-lens derrière dans le sens de traversée qui réduit et tu ajustes comme tu peux la distance entre l'aplatisseur et le relai (back-focus de l'aplatisseur + working distance du relai dans le sens d'utilisation choisi)

Dans ce cas forte chance d'obtenir une belle image (après quelques réglages bien sûr).

Pertes estimées : 10-12% de lumière

Modifié 1 février 2018 par lyl

[lambda 170]

Bonjour à tous.

 

Merci Lyl pour ses suggestions!

 

Pour Thorlabs, c'est une bonne idée de fournisseurs, c'est vrai que je pense toujours par reflexe à EdmundOptics...

 

Bien que lorsque j'utilise le Mak, sans sa lentille de correction native, donc à F/D 7, je ne note pas d'abberation geometrique particulière, avec le tube, si ce n'est celle introduite par le tube lui-même, je veux bien croire que ca ne va as s'arranger si je ne fais pas gaffe à ce problem de champ plat...

 

Ce que j'ai constaté, et qui m'autorise de ne pas être trop ragardant sur les corrections en tout genre, c'est que niveau resolution et aberration géométrique, et dans une moindre mesure, chromatique, ces systèmes d'intensificateurs sont moins exigeants ou autrement dit, plus tolerants pour obtenir une image sympa exploitable (usage terrestre longue distance, ou astro, plutôt "grand champ" basse résolution).... C'est plutôt le seuil de detection qui importe pour moi, et quand même un minimum de champ d'image regardable...

 

j'ai fais quelques tests intéressants avec un réducteur fait à partir d'un simple lentille plano convexe, meme pas achromat, de 75 mm de focale et en la placant en sortie immediate de la bague de sortie tu mak, j'ai pu obtenir un rapport F/D de 4.2 (vérifié en projetant l'image du soleil sur un calque (Mak seul), avec et sans ce réducteur improvisé, et aussi, pour être sûr, en faisant une photo nocturne d'une mire improvise avec un carrelage de salle de bain, avec et sans ce réducteur (Mak installà sur l'intensificateur), pour mesurer proprement les tailles des carreaux du dit carrelage).

 

Ce que j'ai pu constater , c'est que le chromatisme est suffisament contenu pour ne pas dégrader l'image à l'écran de mon intensificateur, et que à part un fish eye effect plus present, la netteté de l'image reste bonne, jusqu'au bord de l'écran (à titre d'infos cmplémentaires: diamtre de la photocathode: 25 mm et taux de reduction du tube: X0.87).

 

Il faut quand meme que je regarde sur un bout de ciel étoié comment cela se passé niveau coma, entre autre...

 

Mais à F/D 4.2 avec un mak de 100 mm de diameter, je commence à trouver un bon compromise luminosité de l'image/resolution (ou je devrais dire ici plutot detection et reconnaissance à longue distance) pour mon tube.

 

Le truc qui biaise un peu la discussion, c'est que ce dispositif est volontairement cogité pour être utilisé tans en astro qu'en vision terrestre nocturne 50/50... du coup, les exigences ne sont pas forcément les memes que pour un usage 100/100 astro....

 

A bientôt !

 

Lambda

 

[Thierry Legault 5 990]

je m'inquiéterais surtout du vignetage...je ne connais pas le diamètre optique de sortie du Mak mais je serais surpris que ça dépasse 30mm...à partir de là, diminuer le rapport F/D d'un facteur 3 (ou même 4 si on part du rapport initial) va diminuer la zone illuminée au foyer du même facteur...on risque donc d'arriver à un "trou de serrure" de moins de 10mm de diamètre (6-7 mm peut-être en comptant le vignetage d'origine de la formule Mak ?) autour duquel c'est tout noir...  Alors pour un tout tout petit capteur éventuellement, mais si ça marchait pour des capteurs plus grands ça fait longtemps que les fabricants de matos proposeraient ces accessoires optiques sur lesquels sauteraient les utilisateurs de caméras CCD ou d'APN !

Modifié 6 février 2018 par Thierry Legault

[FroggySeven 182]

Il y a 7 heures, Thierry Legault a dit :

1) je m'inquiéterais surtout du vignetage...

2) je ne connais pas le diamètre optique de sortie du Mak mais je serais surpris que ça dépasse 30mm...à partir de là,

3) diminuer le rapport F/D d'un facteur 3 (ou même 4 si on part du rapport initial) va diminuer la zone illuminée au foyer du même facteur...

2) on risque donc d'arriver à un "trou de serrure" de moins de 10mm de diamètre

1) (6-7 mm peut-être en comptant le vignetage d'origine de la formule Mak ?) autour duquel c'est tout noir...  

4) Alors pour un tout tout petit capteur éventuellement,

5) mais si ça marchait pour des capteurs plus grands ça fait longtemps que les fabricants de matos proposeraient ces accessoires optiques sur lesquels sauteraient les utilisateurs de caméras CCD ou d'APN !

1) C'est certes un chipotage de vocabulaire(on a compris ce que tu voulais dire), mais c'est toujours bon de rappeler que le vignetage (l'assombrissement des bords du cercle image dû à la formule optique), ce n'est pas la même chose que la taille du cercle image (lié à la notion de pupille  optique).

2) Oui, forcément , plus le cercle image initial est petit, plus l'image obtenue derrière l'optique relai sera petite, c'est le but du jeu ici.

     Mais plus il est petit, moins on risque de voir apparaitre du vignetage ou de tronquer le cercle image initial ( ça limite au contraire les contraintes sur l'optique relai).

3) La contrainte ici, c'est seulement d'avoir une optique relai plus ouverte, ce qui n'est pas trop compliqué  (c'est facile de trouver un objectif macro ouvert à 2.8)

4) Effectivement, sinon ça n'a aucun sens.

5) ça existe !!!!! Simplement, d'habitude on part d'une image virtuelle  (plus compact et moins cher) : "ça s'appelle une barlow si c'est divergent ou un réducteur si c'est convergent"

    Le soucis, c'est que si on veut beaucoup réduire la taille de l'image, on se retrouve avec des angles incidents importants avec un réducteur,

     et on est obligé d'utiliser une formule rétrofocus (pour la qualité et le vignetage)... moins compacte et plus chère.

   Accessoirement, les petits capteurs, c'est pour du planétaire ou du guidage... Pourquoi on fabriquerait des réducteurs pour ça !?

 

En fait ici, tout tourne autour de deux aspects

1) le choix de réduire la taille de l'image à partir d'une image réelle

2) l'utilisation d'un très petit capteur tout en voulant récupérer tout le champ du Mak.

   

Modifié 6 février 2018 par FroggySeven

[lyl 4 553]

Il y a 6 heures, Thierry Legault a dit :

je m'inquiéterais surtout du vignetage

Bah oui ... à vue de nez faut voir avec le f/D équivalent à l'entrée du relai. A f/D=7 pour le scope c'est pas trop inquiétant.

il y a des relais à 3.33 avec 30mm de diamètre, Clear Aperture 25.4 soit mieux que f/D~=4 pour 97.2mm de distance (en entrant par la droite)

Ca te donne (grosso modo sans faire le ray-tracing) la limite de champ pour un vignettage de 50% "acceptable". (50% ... normalement on se limite à 75% sinon ça se voit)

Si tu as besoin de plus, demande moi, je peux te faire une liste de pièces en 50.8mm (lentilles & tubes) pour 45,7mm d'ouverture claire.

ou moins avec des doublets en surplus (si ils en restent) de taille 42mm pour 38mm d'ouverture utilisable : c'est la valeur courante d'ouverture de la plupart des correcteurs en taille APS-C : 29mm de diagonale

Un petit ray-tracing de contrôle ça me semble nécessaire avant si tu veux un grand champ en entrée...

-------------

Ensuite si ça a vocation à devenir pro : @chonum peut faire ça officiellement avec ses gros outils +> AiryLab

 

Modifié 6 février 2018 par lyl

[chonum 976]

Le gros problème, outre la courbure c'est le chromatisme !

J'ai dessiné un relai optique pour un observatoire pour déporter le poste d'observation d'un mètre.

Il y a deux télescope, un HaT et un RC.

Pour le HaT, deux doublets achro fonctionnent. Néanmoins c'est à F/D 27,5, et avec un champ plan en entrée de relai et surtout on est monochromatique.

En revanche pour le RC à F/9 (champ plan et corrigé), pas d'autre choix que de faire des lentilles sur mesure, et en S-FPL53 et les maintenant célèbres verres au lanthane.

Sinon ca donne comme une vieille achro 150/750

 

Modifié 6 février 2018 par chonum

[Thierry Legault 5 990]

Il y a 5 heures, FroggySeven a dit :

Oui, forcément , plus le cercle image initial est petit, plus l'image obtenue derrière l'optique relai sera petite, c'est le but du jeu ici.

 

ben non, le but est de réduire le rapport F/D, pas de réduire le cercle image (il paraît qu'il faut être précis non ? ), seulement l'un ne va pas sans l'autre

 

Il y a 5 heures, FroggySeven a dit :

ça existe !!!!! Simplement, d'habitude on part d'une image virtuelle  (plus compact et moins cher) : "ça s'appelle une barlow si c'est divergent ou un réducteur si c'est convergent"

 

évidemment que les compléments optiques réducteurs ou grandissants existent ! Ce que je dis, c'est que réduire un rapport F/D d'un facteur 3 en sortie d'un Mak pour alimenter un intensificateur dont l'entrée fait 25mm, si c'était simple (ou même compliqué), partant d'une image réelle ou virtuelle peu importe, les innombrables concepteurs optiques qui réfléchissent là-dessus depuis de décennies l'auraient déjà inventé (et on mettrait ça derrière nos Schmidt-Cassegrain au lieu de s'embêter avec des Hyperstar ou autre RASA)...il n'y a que des gens qui débarquent et qui croient qu'ils sont les premiers à réfléchir à ce genre de truc pour penser le contraire...en même temps, on commence à avoir l'habitude  

Modifié 6 février 2018 par Thierry Legault

[lyl 4 553]

On parle de visuel ou de photo ? Quelle résolution (et taille pixel) offre ou compte offrir le photo-multiplicateur ?

Modifié 6 février 2018 par lyl

[FroggySeven 182]

il y a une heure, Thierry Legault a dit :

pour alimenter un intensificateur dont l'entrée fait 25mm

 

Autant pour moi, avais zappé l'info des 25mm    Je pensais que le "capteur" était plus petit.

 

Le 30/01/2018 à 10:45, lambda a dit :

(dans mon cas, ce serait 25 mm de diameter pour la photocatode). En espérant que le cercle image fournit par le Mak soit de façon significative, plus grand que la photocathode, pour que la manip est un sens...

Du coup effectivement, la manip' risque de ne pas trop avoir de sens...

 

il y a une heure, Thierry Legault a dit :

il n'y a que des gens qui débarquent et qui croient qu'ils sont les premiers à réfléchir à ce genre de truc pour le penser

Lambda appréciera le compliment. Je trouve pourtant que ça serait dommage de ne pas fouiner pour l'exercice intellectuel, pour le plaisir, pour mieux compendre...

... et puis une fois sur 1000  le "citoyen lambda"  peut aussi faire avancer les choses,

parce que l'évolution des techniques facilement accessibles ouvre sans cesse des pistes,

et que les génies ne sont pas assez nombreux et motivés par le petit monde de l'astram pour toutes les explorer.

 

Exactement de la même manière que tu as marqué l'histoire de l'astram !

 

PS : c'est d'ailleurs ça qui est génial dans l'astrophoto amateur par rapport à la photo classique, car il n'y a pas les mêmes enjeux financiers.

 

Modifié 6 février 2018 par FroggySeven

[lyl 4 553]

L'objectif n'est pas le même, je n'aurais pas répondu si ce n'était pas pertinent. j'ai déjà calculé un réducteur de précision pour un tiers et je sais à quel point c'est difficile de descendre sous les 0,67 du réducteur Célestron et de conserver un piqué diffraction limited sur tout le champ utile qu'on m'avait imposé.

Photo n'est pas visuel. Les relais lens ont des specs biens affichées au centre de leur champ (spot size indicative): pas de rêves inutiles.

Je pensais à du genre 1280 pixels : rien à voir avec les plus de 4000 d'un full frame.