Je porte à votre connaissance un sujet initié par Peter Ceravolo, vendeur et d'excellent niveau dans le domaine optique et de son collègue Mark mécanicien.
La réfection pour son compte de cet instrument complexe.
https://www.cloudynights.com/topic/646933-zeiss-coudé-telescope-rebfurbish/?p=9121979
La partie maintenance astro de Carl Zeiss a été reprise en 2004 par cette entreprise qui date de 1991 : https://www.4h-jena.de/industrielle-dienstleistungen/astronomische-geraetetechnik/
De belles réalisations historiques déjà : https://www.4h-jena.de/wp-content/uploads/2016/11/Astro-Projekte.pdf
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La partie mécanique est très bien détaillée dans le sujet américain, je vous laisse découvrir ce bijou d'horlogerie grand format.
Est apparu en cours du sujet la découverte d'un objectif mythique, dont les particularités techniques sont aujourd'hui perdues ou cachées.
Le Zeiss AS ou Astro-Spezial.
A l'époque ou la fluorite était naturelle, difficile à trouver en grande taille, se posait la question des objectifs de taille conséquente pour prolonger la série E (doublet type Fraunhöfer en BK7-F2 à f/15 qui s'en vouloir critiquer outre mesure, s'essouffle à partir de la 130mm à cause du chromatisme. Zeiss produisait des instruments également terrestre, c'était assez compliqué de promouvoir au-delà de ce diamètre pour de nombreuses raisons.
August Sonnenfeld reprend alors la formule de Steinheil et calcule alors un objectif à base de verre Kurtz Flint et du borosilicate révolutionnaire de Schott le BK7. C'était le KzF2 à l'époque. Il n'existe plus sous cette forme aujourd'hui.
Cette combinaison est exotique, dans le sens où les conceptions optiques se font à cette époque en mode Fraunhöfer (crown devant) et avec des indices de dispersion assez large (~25/30 de différence) pour limiter l'aberration sphérique.
Peter a mesuré l'objectif qu'il a extrait de son barillet et trouve ceci. Bratislav son confrère sur le forum cherche à comprendre le fonctionnement et propose une version avec la face avant asphérisée légèrement mais ne comprend pas la dégradation si grande dans le bleu qui, mesurée en fait un objectif bien meilleur.
Plusieurs fois mesurés avec des résultats différents sans trop comprendre : http://r2.astro-foren.com/index.php/de/berichte/02-ed-optiken-halb-apos-und-frauenhofer-systeme
Encore maintenant, avec le relevé fait par Peter, tout le monde se creuse les méninges pour comprendre.
Il ne faut pas oublier que le KzF2, devenu ensuite KzFN2 est un verre difficile à stabiliser, il y a eu de nombreux "melts", celui de Ceravolo a été fait avec le n°K44. C'est du sur-mesure.
Alors quel est le secret bien qu'on ait pratiquement tout entre les mains.
... à suivre.
À propos de l'objectif : les fontes de KzF2 sont irrégulières, il y a des variations dans l'indice et le nombre d'Abbe
Ce type de verre est proche de plusieurs dénominations tellement il a évolué : U_KZF2, KZFN2, KZFSN2, N-KZFS2, N-KF9
Comme l'indice et le nombre d'abbé sont proches de "BK7", chaque légère variation a un grand impact sur les courbures.
Une forme particulière est faite dans la courbure intérieure : je pense que r2 = r3 , mis en forme d'une ellipse avec des caractéristiques basées sur l'index et le nombre d'Abbe d'échantillons prélevé sur la masse fondue entière.
Il est probable qu'on détermine alors une "test plate", on règle la décentration des machines de polissage (étape de mise en forme) pour obtenir le résultat. Dans la plus poussée des méthodes de fabrication, il y a itération en passant en interférométrie sur la plaque de test.
Une fois le polissage des faces intérieures réalisé, on ajuste la courbure avant pour obtenir la focale désirée. Le réglage final est effectué manuellement, en ajustant la distance de l'entreverre qui doit dépasser un minima.
De la coma est présente, on sacrifie au moment de la conception, un peu sur l'aberration de coma, qui restera faible à l'angle maximum d'utilisation. Ceci est choisi pour allonger un peu la courbure des lentilles internes : il s'agit là aussi de réduire l'aberration sphérique.
Sources : publication Uwe Laux pour achromatisation F'C 'et Jacob Denk (www.jena-fernrohr.de) pour les informations sur les lentilles internes.
Sur l'exemple, j'ai repris les caractéristiques mesurées par Peter Ceravolo : elles sont fausses car r2 et r3 ne sont pas des sphères. J'ai déjà eu le cas en mesurant des formes de ce type : c'est sur ou sous-estimé, laissant croire à un Steinheil ou un Fraunhöfer classique, ce qui demande d'avoir une source interne à Zeiss pour comprendre le bon profil des surfaces.
Un bon moyen de ne jamais découvrir le savoir faire.
J'ai peut-être sous-corrigé un peu le bleu, mais le graphique de Uwe Laux n'est pas facile, pas fait pour l'AS150 et les fontes peuvent être très différentes. Le S-BSL7 d'Ohara est le plus proche du BK7 historique.
Avec cette modification en ellipse de l'entreverre, la conception ressemble à une optique classique, avec une dispersion à environ la moitié en dessous de la combinaison BK7-F2.
Les variations des fontes de KzF2 explique le pourquoi des grandes variations de résidu chromatique sur ces objectifs et la classification en niveau de qualité chez Zeiss. Un objectif de qualité Q1 chez Zeiss est le meilleur du lot : dépend de la fabrication et lot de fusion du KzF2.
On remarquera que même si les couleurs ne sont pas aussi groupées qu'un apochromat : les aberrations sphériques longitudinales sont nettement moins dispersées (surtout sur la plage importante en visuel) cela donne des PtV et des strehls impressionnants sur ces couleurs, d'autant plus que le f/D élevé joue énormément.
L'évolution du verre vers N-KZFS2 pose maintenant problème pour le réglage des courbes de l'entreverre et la forme d'ellipse qui doit être de plus en plus poussée. La période reine de cet objectif s'est terminée vers 1990. Il est possible de refaire cette combinaison en KF9 (SSL2 et SSL5 chez Ohara) mais plus personne ne cherche des f/D aussi long quand on dépasse 1m20, ce qui réduit les possiblités autour du 80/1200, du 80/840, et encore un intérêt peut-être en 100/1000 ou 100/1200.
AS-Zeiss-Kzf2-BK7-150-2250s.len
La méthode de la forme en ellipse n'a quasiment pas été utilisée ailleurs, les machines CNC peuvent le faire mais il semble que depuis l'utilisation de verres ED et les grands écarts de nombre d'Abbe entre crown et flint ait laissé la méthode de côté.
Sa redécouverte ouvre des portes à des améliorations conséquentes. (je pense aux combinaisons ED+LA). Le problème est l'itération pour faire les retouches : pas du tout compatible avec la fabrication chinoise actuelle.