Contrôle des miroirs, méthode de Hartmann

[Nathanael 6 840]

Bonjour,

Je vous soumets encore ce post car ça fait longtemps que je pense à ça et les caméras modernes permettent bien des choses. Il n'y a rien de finalisé mais si certains d'entre vous ont une expérience dans le domaine, je suis preneur.

La méthode de Hartmann, pour mesurer la caustique sur un miroir, est décrite dans le livre de A Danjon et A Couder " lunettes et télescopes" à la page 504 et suivantes.

Il y a quelques années, j'avais fait des essais avec un apn, mais je n'avais pas d'étoile artificielle. La 174 mini que j'utilise en guidage sera bien plus pratique. L'écran est juste une ébauche, pour définir le meilleur diamètre pour les trous (cf livre).

L'avantage de cette méthode, c'est qu'on contrôle le miroir avec deux images seulement (intra et extra et on retrace le profil du miroir). Les logiciels d'imagerie astro peuvent pointer les taches lumineuses très précisément et l'écart entre les deux images est connu : ça suffit à remonter au profil de l'onde. De plus, quand l'écran est complet, on peut mesurer sur plusieurs diamètres pour vérifier l'astigmatisme. Bon, il faut un écran précis aussi...

Quand on lit les pages citées, on imagine les photos argentiques à développer, les tâches à mesurer au micromètre etc... c'était un autre boulot!

Nathanaël

 

 

 

[jldauvergne 15 098]

Est ce qu'il ne faut pas mettre l'étoile sur l'axe avec une lame semi ? 

[a s p 0 6 845]

on peut mettre un cube séparateur pour travailler sur l'axe.

ces idées ont beaucoup évolué depuis un siècle et aujourd'hui il faut regarder des dernières avancées en matière de déflectométrie. il y a une littérature assez accessible mais souvent en anglais.

Modifié 26 mai 2021 par asp06

[Nathanael 6 840]

Merci pour les retours.

Avec le Foucaultmètre on ne travaille pas non plus sur l’axe. Cela a-t-il vraiment une grande importance? (F/d5)

Nathanaël

[a s p 0 6 845]

et avec le bath non plus. ..

ça dépends surtout de la précision que tu penses atteindre avec tes mesures. il faut peut être d'abord développer son expérience sur un premier prototype, avoir une bonne idée de l'exactitude qu'on peut atteindre et ensuite s'occuper de ce genre d'aspects avant de faire évoluer le setup.

 

[jean dijon 1 761]

Bonsoir Nathanael

 

j'ai pratiqué le test de hartmann il y a quelques années

http://www.jeandijon.com/test_de_hartmann.htm

je n'ai pas trouvé que la mesure de l'astigmatisme soit si évidente que cela (problèmes de support rotation du miroir indispensable...) et les dépouillements sont laborieux à moins de développer un soft pour cela ce que je n'avais pas fait. Ce n'est utile que pour le contrôle finale, aussi je pense qu'un interféromètre est plus utile.

 

jean

[Nathanael 6 840]

il y a une heure, jean dijon a dit :

problèmes de support

Oui, j’espère faire d’une pierre deux coups avec les câbles  et en tout cas, on ne va pas mesurer l’astigmatisme pendant la mise en forme (pas toujours).

il y a une heure, jean dijon a dit :

les dépouillements sont laborieux

Je pensais utiliser un soft d’astrophoto (iris, au-delà etc...) qui renvoie x y pour chaque tâche. Sur deux images, une quarantaine de points à copier-coller dans un tableur, non? J’oublie quelque chose?

Nathanaël 

[jean dijon 1 761]

Il y a 11 heures, Nathanael a dit :

Je pensais utiliser un soft d’astrophoto (iris, au-delà etc...) qui renvoie x y pour chaque tâche. Sur deux images, une quarantaine de points à copier-coller dans un tableur, non? J’oublie quelque chose?

Oui bien sur un soft astro pour les mesures

j'ai utilisé un masque avec 60 trous (c’était pour un 600) donc assez long quand même pour exploiter malgré les feuilles excel ,

le Foucault est beaucoup plus rapide pour la mise en forme je te conseil virtual couder screen qui est génial et qui te permet de faire des mesures impersonnelles avec une camera video et de définir un masque virtuel

https://www.observatory-solutions.com/vcs.html

ce n'est pas gratuit mais le prix est très raisonnable 

 

jean

[Raphael_OD 1 427]

le soft à l'air sympa pour le prix, merci pour l'info
https://www.observatory-solutions.com/registration.html

[astrocg 394]

pour commencer et te faire la main teste d'abord un miroir plan, un secondaire de bonne qualité pour voir ce que cela donne

[Raphael_OD 1 427]

avec Hartmann ? @astrocg

[Nathanael 6 840]

On ne peut pas contrôler un plan avec cette méthode car il faut se placer au rayon de courbure. Qui est à l’infini dans le cas d’un plan. Trop loin pour moi.

Nathanaël 

[serge vieillard 6 768]

très intéressant.... Au regard de la procédure,jamais utilisé....

Il y a 14 heures, Nathanael a dit :

et en tout cas, on ne va pas mesurer l’astigmatisme pendant la mise en forme (pas toujours).

ben pour un miroir généreux, c’est pas déconnant de vérifier au plus vite si la forme ne génère pas de l’astigmatisme, ce qui est la plaie des grands blanks. Parce que récupérer ce défaut en fin de parabolisation s'il était présent dès les départ, c’est un peu pénible. C’est bien de commencer la parabolisation avec une forme bien de révolution.

[Nathanael 6 840]

Il y a 17 heures, jean dijon a dit :

 

j'ai pratiqué le test de hartmann il y a quelques années

http://www.jeandijon.com/test_de_hartmann.htm

Superbement détaillée, comme le reste de tes pages d’ailleurs! Merci  pour la mise à dispo de toutes ces infos et notamment des feuilles excel

Nathanaël

[eroyer 657]

C'est vrai qu'avec l'arrivée des PC, caméras ou APN certains tests méritent d'être remis au gout du jour. De mon côté, j'ai jeté mon dévolu sur le test de Foucault photographique et l'interféromètre de Bath. Je dois dire que l'interféromètre a été d'une efficacité redoutable pour dompter l'astigmatisme de mon premier 600. Je ne sais pas comment j'aurais fait sans ça. Ce n'est pas compliqué à fabriquer, mais je reconnais qu'il faut quand même un peu de temps pour apprendre à s'en servir correctement (un grand merci à Daniel Palazy pour ses précieux conseils).

 

 

[delmasp 6]

Bonjour

J’utilise la mesure de Hartmann sur mes miroirs depuis 5 ans avec succès car c’est la seule méthode qui m’a permis de mesurer des miroirs ouverts sans trop de problème (520 F/D 3,7, 360 F/D 3,2, 200 F/D 2,6 photos jointes). J’avais essayé  dans un premier temps le Foucault, c’était trop long à mettre en place et les mesures n’étaient pas très reproductibles.

Avec le Hartmann, la mesure est reproductible de ~5 à 10nm et elle est relativement rapide :

·       2 minutes pour aligner le banc et acquérir les deux images prises pour deux plans symétriques autour du foyer.

·       L’analyse des images est fait avec le logiciel ImageJ : 2 minutes de plus.

·       Recopie des mesures dans un tableur Excel : 1 minute

·       Et voila !

Il est à noter que l’observation des images des deux plans permet de se faire une idée des hautes fréquences. Toutes les 10 mesures, je vérifie l’état des surfaces avec une observation au Ronchi.

Pierre

 

[Nathanael 6 840]

Génial, ça me conforte dans mon idée!

il y a 48 minutes, delmasp a dit :

le logiciel ImageJ

Tip top imageJ j'ai réussi à trouver le centre des trous sur les images de Jean, mais je n'ai pas trouvé l'emplacement du fichier avec les mesures?

Merci!

Nathanaël

 

[Nathanael 6 840]

Bonsoir,

J'ai donc fait quelques essais avec une étoile artificielle de 9µm, miroir de 450mm 2231mm de focale, asi174 + sharpcap 10s de pose dans le noir et voilà ce que ça donne. Il y a 4 cm d'écart entre les positions intra et extra, la caustique est entièrement dedans.

Il y a clairement des interférences entre les trous 2 et 3 en partant du centre et les trous de 20mm semblent plus adaptés. Mais j'avais eu de meilleures images avec un apn il y a 5 ans et un simple trou d'épingle dans une feuille d'alu... 9µm est-ce adapté à cet usage?

Je pars relire "lunette et télescope" de ce pas

@delmasp quelle taille de source? Les trous ne semblent pas bien gros non plus...

Nathanaël

 

[Nathanael 6 840]

Le diamètre de la source n'a pas l'air d'avoir une grande importance (j'ai refait une source plus grosse avec pointe de compas dans une feuille d'alu, ça ne change pas trop le problème). La distance intra extra devra être plutôt de 100mm dans mon cas (D&C), mais encore faut-il que tout rentre dans ma ccd. 4 cm c'est trop court de toute façon, c'est pour ça qu'il y a des interférences entre deux trous proches. En jouant sur le gain de la caméra on fait un peu ce qu'on veut pour les trous, avec d'autres temps de pose et un autre gain, les trous de 14mm sont bien visibles.

Voilà pour ce soir... à suivre!

Nathanaël

[jean dijon 1 761]

Bonjour Nathanaël

tu aurais sans doute intérêt à augmenter la taille de ton trou source pour diminuer les interférences et avoir plus de lumière, les trous du masque trop petit n'ont pas trop d’intérêt non plus car tu augmentes leur diamètre au foyer 

 

jean

[CPI-Z 1 222]

Êt pourquoi pas un Bath et DFTFringe ?

[Nathanael 6 840]

Bonjour,

Pour étalonner le masque et sa position sur le verre (c'est aussi crucial pour la précision des mesures), je pensais faire des images du masque sur fond de ciel bleu avec mon T250 et l'asi 183 dont je connais parfaitement l'échantillonnage par astrométrie. La position des taches du masque et de deux trous de centrage pourraient être mesurés avec la même méthode que pour le contrôle mais les mesures donneraient (presque) directement "h". Je dois aussi pouvoir mesurer le diamètre du verre très précisément de la même façon.

Je risque de louper quelque chose en faisant ça?

Nathanaël

[Nathanael 6 840]

il y a 14 minutes, CPI-Z a dit :

Êt pourquoi pas un Bath et DFTFringe ?

J'ai plusieurs réponses possibles : d'abord parce que j'ignore ce que c'est! Ensuite parce que le chemin le plus rapide n'est pas forcément le plus court : ça dépend de la façon dont on marche et des moyens qu'on a de se frayer un passage

Ceci dit, si c'est aussi simple à mettre en œuvre qu'une étoile artificielle, une asi174 mini (que je possédais par ailleurs) et du contreplaqué, pourquoi pas?

Nathanaël

 

[CPI-Z 1 222]

@NathanaelLa méthode de Hartmann fonctionne mais présente inconvénient majeur de donner des résultats sur zones restreintes de la surface du miroir.

Par contre l'interférométrie sur l'ensemble de la surface du verre, montre le front-d'onde complet réfléchi.

L'analyseur en 3D du front-d'onde c'est DFTFringe, logiciel gratuit que l'on trouve ici : https://github.com/githubdoe/DFTFringe/releases

Pour son utilisation il y a par exemple sur Youtube plusieurs vidéos d'aide. (il suffit de taper DFTFringe ou OpenFringe)

 

Concernant la mise en œuvre de l'acquisition de interférométrie il faut :

- un APN

- un Bath

- et un banc de contrôle constitué d'un support de miroir et d'un support micrométrique pour placer le bath au centre de courbure du miroir, ce que tu as déjà.

 

Le Bath (bain) en version simple est constitué d'une source laser (un pointeur laser à qqs € suffit), un cube diviseur (d’arête d'environ 10mm), un petit miroir plan et d'une lentille de focalisation pour que le faisceau laser couvre l'ensemble de la surface du verre. La voie droite du diviseur tape sur une petite zone du miroir (faisceau de référence), le faisceau dévié du diviseur via le miroir plan et la lentille (de chemin parallèle au faisceau de référence) diffuse la lumière sur toute le surface optique du verre. Le retour des 2 faisceaux retraversent le Bath  et forment des franges d'interférences qui sont photographiées par l'APN.

Coté coût d'un Bath, cela va de moins de 100€ à quelques centaines d'euros selon la qualité des composants optiques si l'on bricole la mécanique autour.

 

Après je ne connais pas de système parfait et facile et ce n'est pas pour rien que les bancs et analyseurs professionnels coûtent une fortune.

C'est forcément délicat les contrôles optiques, surtout si l'on cherche des mesures fiables, et encore, faut-il savoir les lire.

 

Tu trouveras aussi des informations précieuses ici 

http://gap47.astrosurf.com/index.php/technique/optique-instruments/construction-du-dobson-t-400/realisation-miroir-400/#o6

 

 

 

 

 

 

 

 

Modifié 28 mai 2021 par CPI-Z

[CPI-Z 1 222]

Sinon dans le même ordre d'idée et encore plus simple, il y a WinRoddier.

Placer la source ponctuelle au centre de courbure via encore un simple diviseur optique et capturer l'image intra et extra-focale pour analyser le front-d'onde complet réfléchi par la surface du miroir.

Mais ici pas d'interférométrie.

Cependant WinRoddier plus simple en moyens de mise ne œuvre qu'un Bath, est également délicat à utiliser.

PS : on peut rentrer le front calculé par WinRoddier dans DFTFringe pour utiliser tout le confort que ce dernier déploie.

Modifié 28 mai 2021 par CPI-Z