Lunette pour débutant

[lyl 4 482]

Pour un avis de ceux qui passeront par là, c'est sans prétention.

Il y a des vieux verres d'avant 1980 chez Surplus Sched dont un sympa SF12 qu'on ne fabrique plus.

Un "blank" de 79mm qui se marie bien avec le moins cher de tous : le BK7

Voilà ce que ça donnerait en l'incluant dans un objectif 75 / 800

On met ça en tube avec un porte-oculaire de 1"1/4, ça fait 2° de champ et 3mm de pupille avec un oculaire plössl de 32mm, et bien sur il monte à x160 voire x190 sans broncher. Rien à envier à une Telemator, le calage est un chouilla plus haut.

Strehl planétaire affiché sur la courbe de MTF.

Le résidu chromatique est à 3.51, pour comparaison, Zeiss E110 à 3.74 et Telemator C63/840 à 2.4. Bon je sais c'est pas la Telemator, il faudrait la monter à 966mm pour faire similaire, mais de nos jours, je préfère que tout tienne sur un montage simple. (ma Télémator avait un porte-oculaire 2", je mettais le 38mm pour du grand champ). Et aussi le rendu sur le bleu profond étant bon, pas la peine de tirer aussi long f/D que la TM.

 

... Oups j'oublie la cerise : ce serait un doublet collé.

Le SF12 est un cran au-dessus du SF2 utilisé pour la Telemator, le bleu est "plus court"

 

Modifié 17 mai 2019 par lyl

[astrocg 394]

çà te titille ce sujet

maintenant je suis pour

car le réfracteur trouve son plein intérêt jusqu'à 100mm de diamètre

par contre pourrais tu expliquer davantage certaines notions stp?

résidu chromatique, spot planétaire vs spot grand champ, 

[lyl 4 482]

Yep, d'abord une bonne référence confort, ce sont les caractéristiques d'une Zeiss E110. qu'on a remis en ordre.

Mémé est très vieille et il se trouve que ses caractéristiques ont servi à affiner les besoins de correction remonté dans les bouquins jusqu'à aboutir au Telescop Optics. de Rutten & Van Verooij mais pas seulement, j'ai extrait des informations d'après Ales Krivanek (Istar optical) et des mesures/calcul d'instruments.

Le taux de chromatisme : pour l'écart bleu-rouge, qui sert à l'utilisation en grand champ, exemple la nébuleuse d'Orion, on le caractérise pour que les raies F et C soient bien vue ainsi que la raie jaune de l'hélium.

A) Grand Champ / Champ profond

Le spot champ profond va du bleu au rouge (F à C)

Comme la pupille de sortie est en général de 3 à 5mm à faible grossissement : il faut que le spot en grand champ soit suffisamment compact, c'est tolérant.

1) A 3x Airy et 3mm de pupille, on voit les étoiles de façon ponctuelle.

2) Toujours à 3mm de pupille, à 2x Airy on commence à voir des nuances à la limite de la résolution perçue.

3) Plus difficile pour la zone de transition entre 1mm de pupille et 3mm.

 

Important : le focus grand champ consiste à ramener F, C et d simultanément (c'est un choix "physiologique" ou empirique humain). Le critère de ces 3 raies à 1,5x le disque d'Airy, est nécessaire pour la transition CP - planétaire. Cela donne une lunette multi-usage sans faiblesse. (on peut développer)

Pourquoi pas le e (F e C) : la couleur verte est rare en grand champ, on la laisse filer un petit peu, l'homme cherche rarement a ramener ce qui n'est pas vu pour en faire le spot le plus petit lui donnant l'impression d'une image nette.

 

Donc : d'après 1) et 2) les lunettes grand champ ont plus de tolérance, mais la qualité des détails va s'en ressentir. Pour les lunettes calée F-d (bleu + jaune orange), on maintient le bleu et le jaune à 1,5x mais le rouge file à x3 Airy.

 

Je montre l'image de droite surtout pour illustrer les raies (couleurs) principales. Les courbes de couleurs sont là pour la notion de calage des achromats. (à voir plus tard si questions)

Le résidu chromatique RC est un critère mathématique (pas toujours réel de l'instrument : différence mesuré calculé) assez proche pour estimer la taille du disque d'Airy.

La Zeiss E130 est à 4.42 environ, la E110 est à 3.74 : elles sont OK, la 110 étant celle que je connais.

On va fixer à 4.53 qui correspond à la TAL100RS suffisamment corrigée.

 

B) Solaire

Le spot solaire est là pour indiquer le piqué spécifique en H-alpha, raie C, 656nm car le contraste est difficile sur la couronne solaire. En dessous de .97 de strehl (objectif seul), l'instrument ne donne pas des images satisfaisantes. -> Spot bien concentré à 1/3, 1/4 de la taille du disque de diffraction.

Zeiss E110 en solaire, le spot rouge très en dessous de 1/4 Airy :

 

C) Planétaire

Pour le planétaire, il y a le sous-cas du lunaire : la Lune est très peu colorée mais lumineuse, on peut choisir un filtre à bande étroite plus facilement. Mais à contrario, l'instrument doit bien corriger un champ de 1/2° environ (taille Lune  +/- 16' d'arc autour de l'axe)

Les planètes présentent un intérêt d'une bonne plage de correction couleur.

 

Réglages.

1) L’œil humain a besoin d'une bonne plage de haut contraste entre le vert e 546 et le jaune-orange d 588. Strehl recommandé .95 minimum. Le pic de contraste pouvant se promener de e à d. Thomas Back a recommandé un équivalent de .95 strehl à 555nm. (explication poussée possible)

 

Dans la réalité les achromats anciens ont, lors de la mise au point planétaire, ce maximum sur la raie D/d et souvent très haut : .98/.99 strehl. Ça s'est vu idéalement simulé lors du réglage objectif par de l'interférométrie réalisée avec une lampe au sodium à 589nm pour diminuer l'aberration sphérique et donc optimiser le spot à cette longueur d'onde.

Un strehl de .95 réel arrivant à l’œil (chaîne instrument complète) permet les 200+ niveaux de contraste que l’œil peut percevoir au grossissement x2.5D

Au delà ça sert peu, mais arriver à ce niveau, c'est pas simple.

 

2) il a aussi besoin d'une plage correcte entre 510 et 610nm : le cyan et le rouge-orange doivent avoir leur spot bien inscrit dans le disque d'Airy

Mars, Jupiter, Saturne sont assez riches dans ses couleurs, si on veut éviter de voir de la soupe masquer du détail sur ces planètes il faut à minima du diffraction limited vers ces couleurs

 

Deux explications : le 510 correspond physiologiquement à une limite de contraste de l’œil côté bleu-cyan et le 610 est près du "trou de luminosité du méthane CH₄". Historiquement et dans la réalité c'est une excellente plage pour les observations planétaires. (plage de couleur ré-émise par les objets par leur albédo)

 

3) Il faut également que ni le bleu oxygène O₃ & raie F ni le H-alpha ne vienne recouvrir les détails fins. La sensibilité est certes basse à ces longueurs d'ondes 20% (bleu) et 10% (rouge) quand on est fortement illuminé, mais si ça bave trop un point brillant va s'étaler et noyer les détails autour.

Le bleu F et le rouge C doivent être resserré à 3x le disque d'Airy. C'est là que le critère RC est le plus important car la mise au point est dans la plage e-d le plus souvent et que le RC est basé la moyenne de l'écart |F-e| et |e-C|. Un RC sous 4.53 donne un instrument compatible planétaire, il y a une marge d'incertitude, ceci est la valeur haute.

 

La Zeiss E110 en planétaire :

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D) Le bleu profond (au-delà de 486nm H_beta/O₃) reste une gêne en grand champ et en planétaire. L’œil a une sensibilité d'environ 13%  à 460nm mais surtout un rebond de sensibilité quand la luminosité baisse, les bâtonnets s'activent et cette sensibilité monte vers 45% !

C'est un fait qui se passe quand on grossit beaucoup. Heureusement les bâtonnets sont beaucoup moins nombreux donc la nuisance sur le piqué est moins poussée mais on atteint vite 1/200 de la luminosité du spot voisin ce qui limite la discrimination/contraste.

 

Il faut contenir le bleu profond. Un bon critère d'après le retour public et des rapprochements actuels sur la physiologie de l’œil c'est de tabler sur 460nm et de contenir le spot à 8x en planétaire (lié à la densité des bâtonnets) et 6x en champ profond (spot de 507nm, réglage champ profond)

La Zeiss E110 contient le bleu profond (ici <55.2um) en réglage champ profond :

 

Attention également aux reflets internes entre lentilles.

Modifié 16 mai 2019 par lyl

[oliver55 236]

Je te donne mon avis qui vaut ce qu'il vaut :

 

Le verre est appelé "blank" (ou palet en français) mais c'est plutôt une lentille déjà ébauchée et non polie.

Ce n'est pas une simple "galette de verre" à faces parallèles.

On ne connaît donc pas les rayons de courbure de chaque face.On sait juste que la lentille est biconcave.

 

Je ne dis pas que c'est impossible de faire un doublet collé achromatique avec cette lentille, mais s'il faut recreuser chaque face au bon rayon de courbure, cela ne sera peut-être pas possible par manque de matière. 

[lyl 4 482]

... Sifflotte ...

J'ai eu Fred de Surplus Sched, il a regardé ses tablettes et on a trouvé un verre d'appariement meilleur qu'il a.

Ce sont deux blanks de 79mm environ, le premier est affiché en début de sujet, voilà le deuxième préformé plan-convexe.

SF12 + BAC1 qui fait un objectif collé en 75/916 (j'ai pas affiné) de RC2.85 estimé avec l'aberration sphérique nulle sur la raie d. (jaune-orange)

Qualité chromatique proche d'un Scopetech 80-1200 BK7-F2 dont on parle en ce moment. Bien fait ça peut monter à x190, reste à arranger la focale à une bonne longueur.

 

Hop, les verres exacts ont été retrouvés, c'est du Schott SF12 et du Bausch & Lomb 573574 d'avant 1979.

le RC baisse un peu 2.97, mais c'est très bon, de quoi l'utiliser, aller on se lance, avec un oculaire ortho de 5mm. Le design 75/1000 en face arrière plate pour moins d'effort et correction suffisante pour un barillet 1"1/4 :

Je vais en ramener quelques paires en France.

Modifié 18 mai 2019 par lyl

[lyl 4 482]

Une version plus compacte, de ballade, f10.7 fraunhöfer : 75/800. Multifonction du coup, le champ profond est accessible : les 3mm de pupille de sortie avec un plössl 32mm sur un porte-oculaire de 1"1/4, je pense qu'elle atteint x160. Mais elle nécessitera un vrai traitement AR multi-couche.

Résidu chromatique de 3.72 comme une Zeiss E110.

Je ne communique pas les formules pour le moment, j'ai un échange en cours avec Fred Lamothe.

Il y a du travail manuel bien sur mais le matériel de base a un coup plancher.

Modifié 19 mai 2019 par lyl

[oliver55 236]

Il n'y a plus qu'à passer à la réalisation d'un prototype si tu es sûre de toi. Bon courage.

[lyl 4 482]

C'est parti, j'en ai commandé 5 paires à Fred Lamothe (122,61€ port compris, manque la douane), c'est un projet plus facile pour commencer et se familiariser avec l'auto-contrôle. Ça tombe à pic car l'aberration sphérique doit être calé minimale vers la raie d et je dispose d'un jeu de lampes ad hoc.

Je décale les 3 objectifs de 90mm pour plus tard car en plus je n'ai toujours pas de cellule.

La formule optique est pour Fred de Surplus Sched : à voir avec lui ou me MP pour un jeu de verres.

Attention de ne pas oublier de se prendre un 3eme verre pour le disque outil.

 

Modifié 20 mai 2019 par lyl
précision prix

[astrocg 394]

excellente initiative que je vais suivre avec le plus grand intérêt

je comprends mieux le RC avec tes explications

si le calcul n'est pas forcément représentatif totalement comment l'évalue t on par la mesure?

[lyl 4 482]

Il faut avoir une lunette pour monter l'objectif ou un banc de mesure de préférence car la mise au point est de l'ordre de 1/2mm

 

J'ai quelques références qui me serviront à vérifier :

une étoile artificielle verte 532nm vert

mais plutôt aussi un néon vert raie mercure du coup à faire passer par un petit trou un vrai 546nm

une lampe vapeur sodium à 589nm

le laser He-Ne 632.8nm

Ensuite j'ai mon montage de led collimatées avec bon jeu de longueurs d'onde

 

Les doublets collés sont plus simples à tester, la face avant et arrière doivent être un peu polie, l'entreverre peut être plus facile avec une goutte d'huile.
 

La base :

idéalement déterminer la focale en vert, c'est cette couleur qui converge au plus court.

 

Un foucault en lumière blanche ça me semble plus simple pour vérifier comment ça bave comme chromatisme. (ça m'embête de bricoler ça, suis pas douée et j'en ai jamais fait)

Mais on peut prendre 3 mesures RVB : chercher la meilleure mise au point pour chaque, ça doit donner une idée du calage chromatique.

 

bave bleu et trop long : raccourcir la focale, face avant plus forte

bave bleu et trop court : courber moins l'entreverre,  allonger la focale, face avant moins forte

bave rouge et trop court : allonger la focale

bave rouge et trop long : courber plus l'entreverre, raccourcir la focale

 

Un autre point à contrôler ensuite pour affiner le piqué est l'aberration sphérique au Ronchi là ou c'est censé être faible. Normalement c'est entre 540 et 590. Ca influe sur le réglage de la plage planétaire, lié à un réglage fin du chromatisme.

Le plus souvent c'est la lampe à sodium qui est le mieux avec les achromats mais les calages modernes c'est plutôt

546nm, 555nm, 568nm ou 589nm.°

Ce doublet se contrôle à 589nm.

Pour ce doublet, celui plat à l'arrière : il est différent, sera sous-corrigé SA dans le jaune 589, corrigé à ~620 et sur-corrigé léger en H-alpha. C'est très subtil, il faudrait un double passe pour contrôler et on ne verra à priori rien sauf les problèmes de forme.

( juste pour l'afficher, le 568 est jaune, le 589 est violet et le 614 orange sur les courbes de droite. )

Comme c'est un collé et avec l'arrière plat on a supprimé pleins de degrés de liberté.

L'aberration sphérique est liée fortement au calage chromatique, à la nature des verres, la focale dans le vert.

Le réglage SA ferait office de réglage fin à un f/D très court. Ici c'est quasi inamovible, on fait tout avec l'itération du réglage chromatique + focale précédent.

Une petite vérification à la raie sodium (sous-corrigé) et au laser He-Ne (sur-corrigé léger) ça suffit à bien valider tout ça.

 

 

Tu vas ensuite dehors avec : paysage et étoiles. -> la coma en regardant le disque d'Airy. En l'occurence pour le doublet avec l'arrière plat tu ne contrôle pas.

 

Les 3 réglages : chroma, coma, aberration sphérique. Ca doit converger doucement. Je ne crois pas une seconde que je tomberai du premier coup à ce qu'il faut avec le façonnage au sphéromètre.

 

Et pour se rassurer sur d'éventuelles patates signe astigmatisme ou autre : tu fais une interférence avec le He-Ne.

De mon côté j'ai une aide au magasin d'optique pour que ce soit bien centré : le fronto-focomètre.

 

Quand c'est bon sur le premier, il y a des courbes qui peuvent servir de test plate ensuite. (outil et lentilles)

 

Donc en gros, sur ce très simple avec l'arrière plat : on règle l'arrière plat, la focale et le chromatisme et le tour est joué. C'est une conception quasi-verrouillée.

 

 

° : cf Danjon & Couder, Lunettes et Télescopes (Paris, 1935), pp. 107-114

c'est différent mais c'est pour le point focal.

recommandations pour les achromats :

555nm pour faire des étoiles les plus petites. (Calage C-F -> 550 ou calage "vert" la plus proche étant la raie e)

575nm pour le résidu chromatique le plus faible (on est près du cône M 568,6nm)

585nm pour le planétaire. (Calage B-F ou "calage D")

Modifié 22 mai 2019 par lyl

[oliver55 236]

Et comment sais-tu que ton doublet est aplanétique stp?

C'est d'office par le design optique du doublet?

 

Je sais que certains doublets achromatiques ne sont pas aplanétiques cependant.

[lyl 4 482]

Le doublet n'est pas aplanétique mais la combinaison avec l'arrière plat produit une coma très faible, pratiquement invisible à 0.6° ou 10,5mm de l'axe au point focal.

Cela est connu quand les opticiens fabriquaient des doublets Littrow avec le crown équiconvexe : on utilisait BK7 et F15.

La combinaison rare de verres permet cela : je pense que c'est Wollensak qui a fait la recherche pour, une telle association est un sacré coup de chance.

 

Pour ce cas, l'arrangement est le même que pour la Telemator C63/840, le flint est devant.

Je ne suis même pas surprise que le moule du flint soit un poil plus petit, de moins d'un mm car c'est le plat du crown qui va aligner le doublet et ainsi tu peux ajuster les deux lentilles au collage sans retailler le bord. A voir à réception la tête des blanks qui sont moulés.

 

 

La conception est perfectible mais je doute qu'en débutant on soit à même de contrôler ça mieux. La déformation du spot est probablement visible par renforcement d'un côté du premier anneau du disque d'Airy mais pas de queue de comète apparente ne sort.

 

De même, c'est exceptionnel, l'aberration sphérique est très faible. On peut améliorer en rendant légèrement concave l'arrière mais l'effort supplémentaire n'est pas très utile et compliqué à vérifier dans la plage visible : autant laisser plat.

 

On verrouille ainsi la fabrication : faire une face plate c'est du connu également.

 

C'est du retour à la vieille école de nos prédécesseurs séculaires : la recherche de la combinaison magique qui te facilite le boulot de fabrication en simplifiant le contrôle.

 

Modifié 20 mai 2019 par lyl

[astrocg 394]

SA = aberration de sphéricité?

[lyl 4 482]

Oui

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J'ai pensé à une méthode pour affiner le doublet collé. J'ai repris la conception du doublet optimisé coma et enlevé la courbure arrière pour mettre un plat. Voilà ce que ça donne :

- le construire face plate arrière en 966,5 mm de longueur focale,

- le calage peut se contrôler au ronchi ou au foucault avec une diode led tricolore Thorlabs (525nm + 467.5nm et 627nm), la raie à 525nm donnant la focale et les deux autres devant être équilibré pour le chromatisme (les focus se croisent).

 

Ensuite on creuse l'arrière pour amener à 1m de focale comme prévoit le design.

 

A priori, il y a très peu à ajuster voire rien sur les deux autres rayons de courbures ensuite.

Modifié 21 mai 2019 par lyl

[oliver55 236]

Ton analyse de fabrication tient la route.C'est bien pensé.

 

Tu veux coller ton doublet de lentilles avec quoi stp? baume du canada ou colle NOA61 Norland Optics?

 

 

[lyl 4 482]

De la NOA, elle est dispo chez Thorlabs et l'index 1.56 n'est pas trop loin, je vais regarder si ils font plus élevé à prix raisonnable.

J'ai un tube UV Philips qui va bien.

https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=196

La 160 est à priori mieux mais pas trouvée

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oups, dispo chez Edmund...

https://www.edmundoptics.fr/p/dispensing-barrel-for-noa-160-3cc-amber-barrel/41446/

 

Modifié 21 mai 2019 par lyl

[oliver55 236]

Par contre, est-ce que cette colle NOA est réversible aprés collage des lentilles?

[lyl 4 482]

Pas trop non, faut dissoudre avec un produit agressif et toxique

https://www.norlandprod.com/techrpts/separating.html

[oliver55 236]

C'est ce qu'il me semblait qu'il faut pas se rater lors du collage!

[lyl 4 482]

J'ai reçu les verres, casse d'un flint non détectée à la douane (30€ ...) donc c'est la Poste. Le reste, des écailles sur les flints épais : ça se gère.

Ils font ~79,5mm (diamètre identiques) et les courbures fortes sont très proches (9cm), sinon une face plane.

13mm au centre pour le crown et 22mm au bord pour le flint. Parfait ça, j'ai  au moins 1mm de marge pour rogner.

C'est plus facile d'aplatir que de courber.

On verra ça pendant les vacances, je ne fait plus rien en ce moment (je forme mon remplaçant au boulot, ç'est épuisant avec le travail normal en plus)

J'ai besoin de 4-5 cellules pour les mettre dedans. Actuellement ça fait 28mm les deux verres combinés, ça devrait faire autour de 22mm au bord.

Modifié 1 juin 2019 par lyl