Histoire de la conception optique

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Un vieil article

On the choice of glass for cemented achromatic doublet aplanatic doutlet

W. H. STEEL 1953, November 30rd

 

On y trouvera des explications "générales" sur le choix du BK7 SF2 de l'objectif C63-840 de la Telemator universitaire.

Et des références à la célèbre verrerie Parra-Mantois

 

http://atom.lylver.org/AstroSurf/Design Optique/OUTILS/GLASSES/nph-iarticle_query.pdf

Je décortique un peu les principes qui guident la correction/fabrication nécessaire à un objectif ci-dessous.

 

Définitions :

 

Aberration chromatique longitudinale

lentille simple : les couleurs ne convergent pas au même point

lexique des indices et symbôles : d pour raie du sodium 588, e raie mercure 546, F C raies 486 et 656 (bleu/rouge), n signifie index de réfraction, F pour longueur focale

D (dispersion) = ω . F_d  = n_F -n_C / n_d -1

 

Modifié 18 janvier 2019 par lyl

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Aberration sphérique.

déplacement du point focal en fonction de la position du rayon incident : centre et bord.

Plus facile à expliquer avec un miroir et en regardant la forme de la lame correctrice ensuite

 

Modifié 18 janvier 2019 par lyl

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Anneaux de newton

approximer la courbure d'une lentille en interférence avec un plat (flat) et sa bonne sphéricité.

première zone sombre si contact : x = √ λ r

ex. : lambda du sodium 589nm et rayon de 500mm : 0,54mm

l'écart à partir du premier anneau et du second : dX = √ λ r   *  √ 2 - 1 => .41 x

2eme et 3eme : .32 x

Note : le cercle central est gros car la lentille et la plaque ne sont pas en contact.

Explication pour un miroir plan :

t : la différence d'épaisseur au bord doit être fine/faible, en comptant 10um avec du papier à cigarette

t = n λ / 2   => 2 * 10 / 0.589 ~ n  => environ 12 raies sombres

 

Pour un plan : ce n'est pas l'écart des raies qui est important mais la forme de celles-ci

http://serge.bertorello.free.fr/plan/plan.html#controle

d’où l'importance d'étaler les raies pour mieux apprécier.

Modifié 18 janvier 2019 par lyl

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Test optique un peu plus poussé : Bath

Prendre un échantillon de l'optique en fabrication

http://www.astrosurf.com/astroptics/linterferometre_de_bath.html

http://www.astrosurf.com/astroptics/files/calcul_astig_bath_1.htm

 

L'interféromètre de Michelson que je suis en train de monter.

http://airylab.fr/les-interferometres-de-michelson-et-de-bath/

Comme j'ai trouvé une sphère de 3" et 500mm de focale, ça ira pour du test des objectifs de 1m de focale.

La source laser aura peut-être besoin d'envoyer un pinceau divergeant et donc d'un second collimateur. Le Bath est plus simple mais il est surtout utilisé pour les miroirs.

Je préfère, je me passe par construction du problème d'aberration sphérique important en planétaire pour faire le réglage de l'espacement de l'entreverre et l'ajustement des courbures associées.

Pour détecter l'aberration sphérique, probablement dans le jaune sodium 589nm ou le vert 546nm mais peut-être aussi vers 555nm (préféré) :

 

Avec un michelson

 

Modifié 22 janvier 2019 par lyl

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j''espère que tu as déjà réglé un michelson, ça peut être frustrant au début. le modèle de travaux pratiques de la vidéo est facile à utiliser car bien conçu, mais ce que tu vas monter n'aura pas tout à fait la même stabilité.

 

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Oui, malheureusement, c'est extrêmement frustrant, j'avais eu l'occasion d'une démo hors table optique.

Je n'ai pas encore toutes les pièces pour l'ajustement micrométrique.

 

J'ai quand même pas mal de chance sur l'achat des pièces, le laser HeNe est un joli cadeau qui ne m'a couté qu'un oculaire de 50€, je n'oublierai pas. Même si ça branle un peu, j'ai pu apprécié l'optique de collimation qui est fournie avec : spot de 40cm de diamètre visible à 250m : 5' d'arc.

 

Citation

Michelson éclairé par une source ponctuelle
Si le Michelson est éclairé par une source (quasi-)ponctuelle, comme par un laser hélium-néon, les interférences sont visibles dans toute la zone de recouvrement des faisceaux : on dit que les interférences ne sont pas localisées. On peut les observer sans aucun système optique sous réserve de vérifier la condition de cohérence temporelle également (par exemple en utilisant un laser).

 

Modifié 23 janvier 2019 par lyl

[a s p 0 6 845]

avec un hélium-néon tu ne joues plus dans la même cour qu'avec une diode laser, la difficulté ne sera pas d'avoir des franges mais d'avoir celles dont tu as besoin : la chasse aux franges indésirables ça peut être sportif aussi.

 

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Le He-Ne de C-Kris semble assez pur, je n'ai pas repéré de raie près du jaune-sodium, je mettrai un filtre sinon.

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Le plus ancien document que j'ai trouvé sur l'histoire de l'optique.

 

OPTIQUE-INSTRUMENTALE-50563824.pdf