Toutiet

Collimation : Grosse interrogation...

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La collimation d'un télescope est une procédure de réglage nécessaire pour optimiser ses performances optiques globales. Comme j'ai eu l'occasion de le préciser par le passé, elle se décompose, pour moi, en deux parties fondamentales.

• La première est une mise en adéquation mécaniquement cohérente des composants optiques du télescope. Je résumerais ceci en disant qu'il faut que "les yeux soient en face des trous". A défaut d'un bonne conception de fabrication, cette phase de réglage implique, en particulier, le bon positionnement et la bonne orientation du secondaire, tout ça vis-à-vis du PO et du miroir principal.

• la seconde (pour moi, la "véritable" collimation) concerne le réglage d'orientation du miroir primaire de façon à le faire travailler sur son axe optique (qui doit donc passer par l'axe du PO) de façon à s'affranchir des défauts inhérents à la coma.

 

Ceci étant rappelé, une question m'interpelle, et qui me semble être systématiquement passée sous silence, comme étant un état de fait implicite.

La procédure classique de réglage du primaire consiste à matérialiser son axe optique (invisible) par un rayon laser dont on fait coïncider les rayons aller et retour, depuis et en direction du PO, au retour. Pour ce faire, on matérialise le centre du primaire par un œillet d'écolier que l'on a positionné avec précision au centre mécanique du miroir, dont on va utiliser l'infime portion centrale comme miroir plan.

 

Et c'est à partir de là que je me pose une question (que je n'ai jamais vu soulever jusqu'à présent). En effet, la suite de la procédure de réglage suppose que l'axe optique du miroir émerge obligatoirement de son centre mécanique, sommet théorique du paraboloïde. Cette coïncidence ne semble jamais remise en cause ! Il est évident que si ce n'était pas le cas sur certains télescopes, le réglage optique du primaire pourrait en être affecté, et les images fournies en pâtiraient sérieusement : on ne travaillerait plus "sur l'axe" et la coma dégraderait alors fortement les images...

 

En résumé, quelle précision peut-on espérer sur la bonne coïncidence des deux centres - mécanique et optique - et quelle garantie peut-on avoir sur la validité et le niveau de la collimation ainsi effectuée...? Quelqu'un a-t-il déjà réfléchi à la question et effectué un tel contrôle...?

Merci :)

 

Edited by Toutiet
  • Confused 1

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Si ton centre n'est pas au bon endroit, ça revient à pivoter le miroir, l'effet est assez rapide sur une parabole, le miroir ne passerait pas le contrôle qualité.

Marge courante de collimation après réflexion à f4.5 : 2mm, f6 : 4.8mm, f4 : 1,4mm. Sur le miroir, ce devrait être la moitié de ça.

Sur n'importe quel miroir, je pense que tu peux avoir un angle optique légèrement décalé (qui ne soit pas parallèle à la tranche)  mais surement pas un centre qui fout le camp.

Edited by lyl

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Salut Toutiet,

 

Il y a 12 heures, Toutiet a dit :

Et c'est à partir de là que je me pose une question (que je n'ai jamais vu soulever jusqu'à présent). En effet, la suite de la procédure de réglage suppose que l'axe optique du miroir émerge obligatoirement de son centre mécanique, sommet théorique du paraboloïde. Cette coïncidence ne semble jamais remise en cause !

 

Si me suis posé la question, en tout cas j'ai validé ma méthode de collimation pour une collimation sur l'étoile.

Encore que ce n'est pas tout à fait exact ; mon souci c'était plus de savoir si l’œillet était bien centré. Puisque toute collimation avec des outils repose sur lui et son parfait centrage.

 

Je pense moi aussi que par fabrication, le centre de la parabole correspond au centre du cercle. Est-ce que malgré tout il peut y avoir une petite imprécision ? Possible... Dans ce cas faudrait trouver une méthode pour coller l’œillet au bon endroit.

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Merci de vos réponses, mais vous ne semblez pas avoir "senti" le problème...

Bzzzz, tu me donnes une réponse tout à fait "subjective"... avec des conditionnels et des suppositions (ne passerait pas, tu devrais, je pense que...) qui ne répondent pas vraiment à la question que j'ai soumise...

Quant à toi, PRTIT OURS, tu me renvoies à un lien que je connais mais qui n'évoque pas le problème...

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l'axe optique n'a aucune raison d'être parfaitement confondu avec l'axe mécanique et il doit arriver que les deux axes soient éloignés de plusieurs millimètres là où ils rencontrent la surface du primaire. la plupart des amateurs ignorent le problème quand ils le connaissent, et font avec je pense, c'est à dire qu'ils restent sur l'alignement obtenu avec l'outil qu'ils ont à leur disposition.

pour aller plus loin il  faut aligner à l’œil sur une étoile observée à fort grossissement, ce qui suppose une certaine habitude de la manœuvre, ou alors tester son télescope sur le ciel avec un procédé ou un autre mais cela se rapproche alors d'une des briques que constituerait une optique active.

 

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Bonjour à tous, la question de Toutiet est plutôt pertinente, dans l’absolu il faudrait que tous les axes soient parfaitement alignés, PO dans l’axe optique, secondaire parfaitement centré et aligné avec l’axe du PO. Dans la plupart des instruments du commerce, la règne n’est pas respectée, avec des tolérances plus ou moins grande, cela se retrouve forcément sur l’image finale avec une coma résiduelle plus ou moins forte , la plupart du temps, l’utilisateur final ne vois pas le problème en visuel car les décalages sont faibles. En imagerie le problème est complètement différent, car les défauts d’alignements ressortent de façon visible sur les images. L’alignement au laser ne permet pas de réaliser un réglage fin, il est nécessaire d’utiliser d’autre outil permettant d’affiner les réglages comme le kit Tecktron ou le kit Catseye  a minima (  https://www.catseyecollimation.com/ ) .

Thierry

www.stellarview.fr

www.skyvision.fr

  • Thanks 1

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Toutiet, j'ai parfaitement compris la subtilité de ta remarque, qui me tracasse aussi depuis des années. En fait, l'imprécision du centre optique/géométrique du miroir principal est la raison principale pour laquelle on fait la collimation ultime sur une étoile, et avec un oculaire (ou une caméra, d'ailleurs la collimation n'est pas forcément identique entre les oculaires, qui peuvent eux aussi être plus ou moins centrés de la meme manière dans le PO). Dans un monde idéal, le laser serait définitivement suffisant... mais nous ne sommes pas dans un monde idéal !

 

Eric

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Pour "synthétiser", je veux simplement dire que l'axe que l'on ramène vers le centre du PO, par le retour du laser et action sur le Primaire, peut ne pas être l'axe optique (axe du paraboloïde) et donc qu'on peut être loin du réglage théorique qui garantit l'absence de coma et la qualité optimale des images au foyer.

Dans une telle situation, seul l'affinage du réglage du Primaire sur une étoile (ajustement de la symétrie de la figure d'Airy) permet de positionner correctement l'axe de la parabole sur l'axe du PO.

PS : je suis en train de réfléchir sur un dispositif et une manip pour mettre en évidence l'écart éventuel entre centre mécanique et centre optique du miroir.

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Une excellente idée, et merci à Thierry pour le lien Cat's Eye etc.

Je fait comme tout le monde... et comme c'est pourri en ciel depuis Novembre, je fais ça à l'étoile artificielle quand j'ai assez de recul dans le couloir.

Donc ... un peu de vérification mécanique comme j'ai écris dans un autre post pour l'angle et la position du secondaire, Cheshire long et finalisation étoile.

J'ai été surprise tantôt par un dobson f/6, je ne me souvenais pas que l'image était aussi petite dans le cheshire...

 

Bref, je serai ravie de lire ce que tu pourrais imaginer pour coller la petite gommette ou oeillet si prisé et la taille optimale de la zone à viser.

La collimation fine il n'y a pas mieux pour une caméra de 10mm de diagonale ...

Et, rien ne vaut de bon repère statique.

Note : même le pinceau du Howie Glatter me semble avoir sa limite du coup.

Edited by lyl

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Je ne vois pas bien pourquoi l'axe mécanique du miroir ne serait pas confondu avec la parabole si le miroir est convenablement taillé et testé. Un miroir primaire dont l'axe mécanique et le paraboloïde seraient décalés serait très facilement détecté même par un test simple ; le miroir n'est pas testé que sur son axe optique lors de sa fabrication. Je pense qu'un tel défaut de non concordance se verrait tout de suite, quel que soit la méthode de test. 

Si les deux axes sont confondus, alors une collimation parfaite est possible puisque tous les éléments mécaniques du tube optique sont réglables (primaire, secondaire et PO). Le laser permet donc facilement de matérialiser l'axe optique et de le faire coïncider avec l'axe mécanique du tube.

 

Par contre, la probabilité que l’œillet de collimation sur le miroir primaire ne soit pas placé au sommet du paraboloïde est sans doute bien plus grande que celle que l'axe mécanique du miroir ne soit pas celui de la parabole...

 

Vincent

Edited by Vincent Bouttard
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  Tu dis :

"Par contre, la probabilité que l’œillet de collimation sur le miroir primaire ne soit pas placé au sommet du paraboloïde est sans doute bien plus grande que celle que l'axe mécanique du miroir ne soit pas celui de la parabole..."

 

Ben c'est justement là le problème. On place l'œillet au centre mécanique du miroir en pensant qu'il est forcément au sommet du paraboloïde...!

Contrairement à ce que tu penses, le décalage éventuel est très loin d'être facilement détecté et mis en évidence. Les fabricants se gardent bien d'évoquer le sujet... 

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Je demanderai confirmation mais je pense que sur un Shack-Hartmann, ou à l'interféromètre, ça doit se voir, si on teste l'élément tout seul. La difficulté vient du fait qu'on teste des formules complètes et non des miroirs individuels. Je serai surpris que cette discordance ne se voit pas au test de Foucault. En toute logique, le rayon de courbure doit être testé plusieurs fois pendant la fabrication ; un défaut serait rapidement repéré.

 

"On place l'œillet au centre mécanique du miroir en pensant qu'il est forcément au sommet du paraboloïde"

 

Encore plus simple : l’œillet n'est parfois même pas placé au centre mécanique du miroir...

 

Vincent

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J'avais abordé ce problème sous un autre angle en me posant cette question simple (mais toujours sans réponse)  :  lors du polissage d'un miroir artisanal, le centre de la sphère ne se place-t-il pas "naturellement" au centre du disque brut ?  On pourrait se poser la question différemment : comment décaler, au polissage, le centre optique par rapport au centre géométrique du disque. Cette technique fut utilisée sur des Newton sans obstruction (il me semble cependant que ce décalage était obtenu par découpe après polissage) commercialisés notamment en Suisse.

Les opticiens ont-ils un avis ?

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Norma,

J'aurai tendance à penser comme toi concernant le placement naturel du centre de la sphère.

J'ai souvenir aussi de ce Newton de 90 mm "off-axis" chez Orion, dont le secondaire était placé sur un côté du tube optique ce qui supprimait toute obstruction.

 

Vincent

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si on éclaire un miroir avec un laser au centre géométrique d'un parabolique à la perpendiculaire exacte le faisceau revient sur lui-même

donc on sait où est ce centre

la difficulté est "la perpendiculaire exacte"

on peut commencer avec un plan pour faire les réglages et ensuite tester le parabolique

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Oui mais, justement, le problème c'set que ce n'est pas comme le "Porc-salut", ce n'est pas écrit dessus... et on ne sait pas, a priori, où se situe exactement le centre géométrique de la parabole et on peut trouver des milliers de points, considérés comme tels, sur lesquels le faisceau revient sur lui-même ;)

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On peut aussi ne pas se poser trop de question existentielle et collimater comme on a l'habitude de faire (du moment que c'est bien fait), finir sur une étoile et l'image finale donnera le verdict ;)

 

Edited by zirkel 2
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Il y a 9 heures, Toutiet a dit :

Pour "synthétiser", je veux simplement dire que l'axe que l'on ramène vers le centre du PO, par le retour du laser et action sur le Primaire, peut ne pas être l'axe optique (axe du paraboloïde) et donc qu'on peut être loin du réglage théorique qui garantit l'absence de coma et la qualité optimale des images au foyer.

 

J'espère bien comprendre ce que tu veux dire si c'est le cas tu devrais lire le document suivant où Don Pensack explique les 2 seuls cas de collimation parfaite qui n'induisent pas de coma supplémentaire et en particulier le second cas plus méconnu où l'axe optique et mécanique ne sont pas confondus, d'ailleurs c'est le cas que l'on obtient le plus souvent sans même sans rendre vraiment compte :) 

 

https://www.cloudynights.com/articles/cat/articles/collimation-and-the-newtonian-telescope-v4-r2599

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Ouais bah comme Zirkel, rien ne remplace la bonne vieille collimation finale faite sur une étoile avec un oculaire de très petite focale. La précollimation se faisant de jour pour un instrument notablement décollimaté et pis c'est tout. Faut arrêter de te torturer l'esprit comme ça Toutiet, tu me rappelles les moments particulièrement difficiles que tu as passé avec les mouettes tout ça. xD;)

Et pis bon, si c'est pour faire des photos avec un smartphone, tu n'as pas vraiment besoin de fignoler tu sais...

:|...:D:P;)

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Bonsoir,

Pour ma part j'ai beaucoup de mal à obtenir de bonnes images avec mon Gregory.  Un collègue m'a prêté le speretec pour que grossièrement les éléments soient positionnés concentriquement, ensuite étoile artificielle  puis sur une étoile. Les anneaux sont concentriques. J'ai respecté la distance entre les 2 miroirs en faisant une pige à la bonne longueur, rien n'y fait. Comment font les possesseurs de Cassegrain pour bien appairer  leur optiques ?

D'autant plus qu'à 7 mètres de focale la tolérance n'est pas négligeable.

Merci

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Toutiet> Regarde un peu les vieilles parutions de VALLELI dans Sky&Telescope ou celle de MENARD et D'AURIA pour les kits Tectron (à moins que ce ne soit CARLIN), me rappelle plus mais l'un d'entre eux abordait le sujet. De ce que je m'en souviens, l'auteur concerné ne parvenait pas à trouver de cause logique à un écart entre les deux axes (géométrique et optique).

 

Tiens, il y a ça également si la langue de Shakespeare ne te rebute pas :

https://www.cloudynights.com/topic/399619-center-mark-and-collimation-questions/

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bricodob300> Voici une traduction personnelle d'un article de VALLELI dans un ancien Sky&Telescope sur la collimation des Cassegrains

 

AUTRES TYPES DE CASSEGRAINS     Les Cassegrains conventionnels et leurs affiliés (Ritchey-Chrétiens, Grégoriens, etc....) peuvent être collimatés par une méthode plus simple que les Newtons.

 

1) Alignement grossier du primaire (facultatif).     Enlevez le secondaire et son support de l’araignée en vous assurant que vous pourrez le remontez exactement dans la même position. Faites la vérification rapide de jour (avec l’oeil au centre de courbure du miroir) comme décrite précédemment. La ligne de visée entre votre oeil et la perforation centrale du primaire doit passer par le centre de l’araignée et le centre de son image dans le primaire. Tournez les vis de réglage du primaire pour que cela soit le cas.     En règle générale, cette étape amène l’axe optique du primaire à moins de 0.08mm du centre de l’araignée. Pour un Cassegrain de 400mm à F/15, cette étape à elle seule collimatera le primaire jusqu’à l’optimal (il sera limité par la diffraction seulement).     Quand votre oeil est au centre de courbure, le primaire devra également apparaître centré au fond du tube. Si ce n’est pas le cas, un bord du tube pourrait occulter une partie du champ de l’instrument.     Réinstallez le secondaire à la distance requise par rapport au primaire. Si vous ne la connaissez pas, réinstallez le secondaire dans la position initiale où vous l’avez trouvé.

 

2) Axez le secondaire.     Pointez votre télescope vers le ciel bleu ou un mur brillant. Otez le renvoi-coudé s’il y en a un et introduisez une tube collimateur (à l’image de celui décrit précédemment) dans le porte-oculaire le plus profondément possible et regardez dedans.     L’ombre du secondaire contient l’image brillante du primaire. Vous devriez également voir le bord sombre du secondaire entouré par le ciel ou l’arrière-fond brillant. Si ce n’est pas le cas, ôtez le tube de baflage interne.     L’image brillante du primaire doit apparaître exactement centrée à l’intérieur des bords du secondaire: l’anneau sombre séparant les deux cercles doit être d’une épaisseur constante. Tournez les vis de réglage du secondaire jusqu’à ce qu’il en soit ainsi.     Vous pouvez effectuer précisément ce réglage avec un Cheshire (décrit précédemment): ajustez le secondaire jusqu’à ce que les réflections de lumière du Cheshire soient concentriques.

 

3) Axez le primaire.     Réalisez cette étape si vous avez sauté l’étape 1. Regardez l’image brillante du primaire dans le secondaire dans laquelle s’inscrit l’ombre petite et sombre du secondaire avec les branches de l’araignée. Tournez les vis d’ajustement du primaire jusqu’à ce que cette ombre soit centrée.

 

4) Perpendicularisez le secondaire.     Insérez un tube-collimateur de bonne finition, si vous en possédez un, dans le porte-oculaire. Le réticule devrait être centré sur le secondaire. Si ce n’est pas le cas, décalez le porte-oculaire ou la plaque arrière du télescope jusqu’à ce que ce parallélisme soit respecté. Tout décentrage est facile à voir pour peu que vous orientiez le réticule dans le même repère que les branches de l’araignée pour que les deux systèmes coïncident. Ou bien essayez de diriger le réticule sur sa petite et faible image dans le secondaire. La perpendicularisation est encore plus précise avec un auto-collimateur (décrit précédemment).     Si vous aviez ôté le baffle interne, remettez-le: son extrémité circulaire devrait apparaître concentrique avec tout le reste.     En de nombreuses occasions, j’ai utilisé ces étape pour collimater rapidement des Cassegrains d’observatoire de tailles moyennes (40 à 75cm de ø) à moins de 0.5 lambda en précision. Mais un test sur étoile ou une autre méthode d’alignement fine peut encore améliorer sa performance.

 

5) Test sur étoile.     Muni d’un fort grossissement, pointez votre instrument sur une étoile brillante au milieu du champ et défocalisez-la légèrement. Si l’instrument est décollimaté, les anneaux de diffraction de l’étoile défocalisée ne seront pas concentriques mais bourrelés d’un côté.     Pour corriger cela, vous devrez incliner les deux miroirs dans des directions complémentaires. En regardant l’étoile, tournez les vis du primaire pour déplacer l’étoile du côté vers la direction où se trouvent le bourrelet. Compensez ensuite rapidement en tournant les vis de secondaire pour compenser ce décalage de l’étoile dans le champ et la ramener au centre. Effectuer ce réglage avant que l’étoile n’ait eu le temps de bouger: sans suivi motorisé, utilisez l’étoile polaire pour collimater.     examinez les anneaux de l’étoile défocalisée à nouveau. S’ils se sont symétrisés, répétez la procédure jusqu’à ce qu’ils soient parfaitement concentriques. S’ils ont dégradés leur symétrie, changez de tactique: réglez le primaire pour que l’étoile se déplacent vers l’opposé des bourrelets et compensez le retour de l’étoile au centre du champ avec le secondaire. Répétez cette procédure jusqu’à ce que les anneaux soient concentriques. Pour les derniers ajustements proches de la perfection, amenez l’étoile le plus près possible de la mise au point.

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Salut Bricodob,

 

un grégory c'est une focale d'homme et peut-être que tes conditions sont souvent pas faciles ? La collimation est un peu plus tolérante pour les gros F/D ( tu tournes autour de F/D 30 je présume ? ). Dans ton cas, ce sont les conditions qui doivent avoir un impact conséquent sur la qualité de tes images.

Un Cassegrain se collimate comme les autres instruments à ceci près qu'il faut faire gaffe à ne pas trop jouer sur le primaire, auquel cas tu modifies le F/D résultant. C'est pas grave en soi mais la modification peut être importante à l'arrivée. Je ne sais plus trop si ça concerne le Grégory par contre.

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Merci pour toutes ses infos. Ce qui m'inquiète est que justement sur une étoile les cercles me paraissent concentriques, mais il est vrai que la turbulence atmosphériques est quasiment toujours importante voire très importante et ce n'est que de façon fugace que je peux estimer cette concentricité. Difficile de donner le FD, j'attends en vain depuis des mois que l'artisan fournisse le bulletin de ces miroirs. Il doit être d'environ 24.

 

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