Mesure de l'état de l'aluminure d'un miroir

[Nathanael 6 840]

Bonjour,

Question idiote peut-être, mais existe-t-il un moyen de mesurer l'état de l'aluminure d'un miroir? Comme il y a des aluminures à 85% ou 95% je me dis qu'on peut se poser la question dès 75% mais à quoi on le voit? J'ai toujours refait mes aluminures au jugé, des fois plus pour me faire plaisir que par réel gain surement. Un exemple, on voit qu’on gagne, mais quoi? 10% 30% 50%?

Du coup je me demandais, si de mettre une caméra au foyer sur un ciel bleu pouvait, à défaut de mesurer, au moins comparer d'un télescope à l'autre (au même moment bien sur)? Si l'un est réputé bon, disons 90%, pourra-t-on en déduire la réflexion de l'autre? Il y aurait bien sûr un petit calcul à faire pour tenir compte des échantillonnages.

Je précise, pour un usage photo, c'est un peu différent qu'en visuel. En visuel, ce qui est perdu est perdu, ce qui peut inciter à maintenir son aluminure parfaite. Mais en photo, 20% de réflexion en moins, c'est seulement 20% de poses en plus...

Des avis, des expériences?

Merci par avance,

Nathanaël

Modifié 6 novembre 2021 par Nathanael

[jean dijon 1 761]

Bonjour Nathanaël

 

pour les aluminures simples, (aluminium et aluminium protégé) l'aluminium s'oxyde mais la couche d'oxyde contrairement à d'autres matériaux comme le silicium, ne s’arrête jamais de croître. Au bout de plusieurs années ton aluminure devient partiellement transparente (piqures qui croissent et couche qui s'amincie) donc une bonne façon de voir l’état de la couche est de regarder (ou de mesurer) la transmission (derrière le miroir). Pour les aluminures renforcées ce n'est généralement pas de l'aluminium mais de l'argent avec des couches de protections donc le vieillissement est différent.

 

jean 

[bulot 73]

Bonsoir Nathanaël et Jean,

 

Sujet très intéressant voire pertinent.

Jean, quand vous dites "au bout de plusieurs années", j'imagine que les conditions de stockage et le climat influencent le temps de conservation des aluminures.

C'est un sujet qui me taraude fortement car si je dois faire reprendre cette couche sur mon M300 (j'imagine qu'il s'agit d'une couche renforcée, je vérifierai), l'opération n'est pas anecdotique : certainement un envoi au Japon ?

Donc : avez vous des éléments environnement / durée du revêtement  ou signes avant coureurs ?

merci et bonne soirée

Jean

 

[AlSvartr 3 056]

Une manière assez simple et peu coûteuse de mesurer la reflectance d’un miroir est basée sur l’utilisation d’une simili sphère d’intégration, d’une photodiode et d’un laser. 
 

La sphère d’intégration est un outil coûteux (plusieurs milliers d’euros) mais on peut en construire une version minimaliste à moindre frais (quelque euros) avec des boule de déco creuses en polystyrène: on en prend deux hémisphères que l’on colle et sur lesquelles on fait deux trous éloignés angulairement de 90 degrés, l’un servant pour faire entrer le faisceau laser, et l’autre pour la mesure avec la photodiode. L’utilisation de ce matériaux est loin d’être idéale: surface loin d’être lambertienne, reflectance fluctuant pas mal avec la longueur d’onde. Mais pour cette manip ça devrait fonctionner raisonnablement donc ça vaut le coup de le tenter. 
 

1) mesure de l’intensité I1 du faisceau laser envoyé directement dans la sphère 

2) mesure de l’intensité I2 après réflexion sur le miroir

 

La division I2/I1 donne la reflectivité de la surface pour la longueur d’onde du laser. Et là ça vaut le coup de tester avec un rouge et un vert .

 

Simon

 

 

[Nathanael 6 840]

il y a 47 minutes, AlSvartr a dit :

l’autre pour la mesure avec la photodiode.

Une caméra cmos on peut dire que ça fait photodiode? Parce que je peux assez facilement mesurer les photons arrivant sur une 224mc alors qu’entre une photodiode et un nombre représentant une intensité lumineuse il y a une chaîne d’éléments que je ne maîtrise pas du tout

Nathanaël

[AlSvartr 3 056]

il y a 59 minutes, Nathanael a dit :

Une caméra cmos on peut dire que ça fait photodiode

Oui ça doit fonctionner pareil. A mon avis un truc important c’est de restreindre le champ de vision de ton capteur car si tu n’as pas une vraie sphère d’intégration il reste une dépendance non négligeable de la radiance (lumi de la surface vue par ton capteur) et de l’étalement de la tache du laser dans la sphère:  tu auras un point réduit avec le laser seul, alors que tu auras potentiellement une tache plus étendue avec le miroir.  Mais ça c’est à vérifier. 

Modifié 6 novembre 2021 par AlSvartr

[Nathanael 6 840]

Ok. Dès que je trouve une boule creuse blanche j’essaye sur une réflexion vitreuse (4%), on sera vite fixés.

L'écueil suivant, c’est que ça va me donner la réflexion en un point du miroir seulement et que je ne peux pas balayer l’ensemble du miroir vu la taille du laser. Mais  on avisera après.

Merci!

Nathanaël

[AlSvartr 3 056]

il y a 5 minutes, Nathanael a dit :

j’essaye sur une réflexion vitreuse (4%), on sera vite fixés.

Excellent test en effet!

 

il y a 5 minutes, Nathanael a dit :

L'écueil suivant, c’est que ça va me donner la réflexion en un point du miroir seulement et que je ne peux pas balayer l’ensemble du miroir vu la taille du laser.

 
En faisant passer le laser à travers une lentille divergente placée sur rayon de courbure du miroir, et avec l’entrée de la sphère placée juste à côté de la lentille ou en tout cas au rayon de courbure, il doit y avoir moyen de faire la mesure du miroir entier. Par contre se pose le soucis de la transmission de la lentille. Mais ça doit pouvoir se mesurer en prenant un miroir sans aluminure comme référence. 

Modifié 6 novembre 2021 par AlSvartr

[Nathanael 6 840]

Ça devient un poil compliqué là. Je ne veux pas monter une boîte qui contrôle les aluminures  je veux savoir comment réfléchit telle ou telle aluminure pour savoir si ça vaut le coup de la refaire. Le miroir gris/jaune ci-dessus il est déjà refait, c’est lui qui peut me servir de référence (96%). L’autre c’est un sw quelconque du club que j’avais en prêt pendant l’aluminure du premier.

Et directement sur le ciel sinon, avec ma 224MC au foyer? Je mesure le nombre de photons (Adu) par arc second carrée, avec mon télescope de référence et l’autre pour qui j’ai un doute et je serais fixé non? Y’a un loup?

Nathanaël

[AlSvartr 3 056]

Il y a 8 heures, Nathanael a dit :

Et directement sur le ciel sinon, avec ma 224MC au foyer? Je mesure le nombre de photons (Adu) par arc second carrée, avec mon télescope de référence et l’autre pour qui j’ai un doute et je serais fixé non? Y’a un loup

Ce que tu vas mesurer c’est quelque chose qui dépend des aluminures du primaire ET du secondaire. Donc tu introduis une variable en plus. Faut aussi faire gaffe à la présence de voiles nuageux etc… et si les f/d sont différents il faut aussi en tenir compte. 

[Nathanael 6 840]

il y a 24 minutes, AlSvartr a dit :

tu vas mesurer c’est quelque chose qui dépend des aluminures du primaire ET du secondaire

Oui, pas simple. Avec une lunette? C'est combien typiquement la transmission d'une lunette "normale" en bon état? ( @lyl ).

il y a 30 minutes, AlSvartr a dit :

Faut aussi faire gaffe à la présence de voiles nuageux etc… et si les f/d sont différents il faut aussi en tenir compte. 

Fait au même moment par temps calme au zénith, ça limite un peu les risques et mesurer en adu/"² ça règle tout le reste normalement.

Pour préciser les choses, on a dans mon club astro, perso ou pas, des télescopes dont les aluminures ne sont plus parfaites. Elles sont piquées en partie, plus ternes par endroits etc... J'avais il y a quelques années fait refaire une aluminure un peu dans cet état, défraichie pour le moins, mais je n'ai jamais pu savoir si j'avais gagné 5%, 20% ou plus. Et si les miroirs deviennent conséquents, cela représente quand même des sommes non négligeables (mais même un 250 avec 2x le port ce n'est pas rien et je ne parle même pas d'un M300! @bulot ) ce serait donc bien de savoir à l'avance, ce qu'on va gagner. Ça peut permettre de relativiser et de surseoir le cas échéant.

Nathanaël

[jean dijon 1 761]

Il y a 13 heures, bulot a dit :

Jean, quand vous dites "au bout de plusieurs années", j'imagine que les conditions de stockage et le climat influencent le temps de conservation des aluminures.

Bonjour,

l'humidité est un des facteur de vieillissement donc une mesure utile est de légèrement chauffer l’atmosphère du tube fermé avec une résistance lorsque le télescope n'est pas utilisé pour éviter la condensation 

un exemple de résistance (ce n'est qu'un exemple)

https://www.aqua-store.fr/chauffage-et-thermostat-pour-aquarium/74851-chauffage-titane-aquarium-avec-thermostat-50-watts-0669014872494.html?gclid=EAIaIQobChMIvo7F5uSF9AIVCu7mCh3SCwDKEAQYBCABEgLCzfD_BwE

j'ai un amis qui faisait cela sont alu est resté impeccable pendant plus de 10 ans

 

Il y a 13 heures, bulot a dit :

C'est un sujet qui me taraude fortement car si je dois faire reprendre cette couche sur mon M300 (j'imagine qu'il s'agit d'une couche renforcée, je vérifierai), l'opération n'est pas anecdotique : certainement un envoi au Japon ?

pour refaire l'aluminium d'un miroir nul besoin d'envoyer au japon MCM

http://www.mcm-optique.fr

ou les établissement Legrand (il y en a d'autre je pense)

https://www.legrand-optique.fr/

font cela en France

 

Il y a 9 heures, Nathanael a dit :

je veux savoir comment réfléchit telle ou telle aluminure pour savoir si ça vaut le coup de la refaire. Le miroir gris/jaune ci-dessus il est déjà refait

Mesurer la réflectivité ce n'est pas facile donc je te redit ce que je t'ai indiqué au début du post, regarde la transmission, un moyen très facile est de prendre ton miroir de le tourner vers le soleil et de regarder derrière ce que tu vois. Tu verras toutes les piqûres et l’état global de l'alu. En fait ce n'est pas tant la perte de la réflectivité qui est gênante que l'augmentation de la lumière diffusée par toutes les piqûres. 

A partir de 40 nm d’épaisseur la réflectivité de l'aluminium est maximum, normalement les épaisseurs déposées lorsque l'aluminium est neuf sont de quelques 100 nm donc ce sont les piqûres qui au premier ordre font décroître la réflectivité. Pour perdre 1% de réflectivité il faut que tu ai 1% de la surface piqué ce qui est déjà considérable. 

Réflectivité aluminium .docx

 

jean

[Nathanael 6 840]

Il y a 17 heures, jean dijon a dit :

Au bout de plusieurs années ton aluminure devient partiellement transparente (piqures qui croissent et couche qui s'amincie)

Je visualise bien l'effet des piqures, mais impossible d'en estimer la surface relative. Ce que je qualifie "d'aluminure plus terne" ce serait donc la couche qui s’amincit? Là encore difficile d'estimer ce qui est réfléchi et ce qui passe à travers, d'où mon questionnement.

C'est bien pour des miroirs "limites" que la question se pose évidemment. Quand on se dit depuis quelques temps qu'il faudrait faire quelque chose mais qu'on a malgré tout des images correctes. D'autant plus que la finesse des images n'est pas impactée par ce phénomène.

Nathanaël

Modifié 7 novembre 2021 par Nathanael

[lyl 4 521]

Il y a 2 heures, Nathanael a dit :

C'est combien typiquement la transmission d'une lunette "normale" en bon état?

un doublet MgF₂ tu comptes 4 faces à 1.2-1.5% ~ 94 à 96%

Pour du doublet en BBAR 4 couches, 98 à 99%

Triplet : ça plafonne à 97-98%

Triplet huile 99%

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Peut-être que Jean l'a précisé mais l'état de surface avant aluminure est important, en particulier sur les pyrex. Des défauts d'homogénéité peuvent poser des soucis à long terme quand on refait l'aluminure. Ca serait bien qu'un des polisseurs français ou par exemple une personne de MCM donne son avis sur le sujet.

Précédemment les miroirs argentés n'occasionnait que peu de soucis quand on enlevait la couche déposé car l'interaction chimique était plus faible.

Modifié 7 novembre 2021 par lyl

[jean dijon 1 761]

 

il y a une heure, Nathanael a dit :

Quand on se dit depuis quelques temps qu'il faudrait faire quelque chose mais qu'on a malgré tout des images correctes. D'autant plus que la finesse des images n'est pas impactée par ce phénomène.

Nathanaël

Si tu perds 5% de réflectivité le diamètre équivalent de ton 400 mm passe à 390 mm si tu perds 10% le diamètre passe à 380 mm

Quelle valeur te semble inacceptable ?

Pour mesurer 10% de transmission par exemple, tu mets un objectif de 50mm (ou autre) devant ton capteur et tu mesures un fond blanc diffus comme un flat, l'objectif étant réglé à l'infini tu as ton 100% :T100

Aprés tu insères le miroir entre ton fond blanc et ton capteur et tu vois ce qu'il transmet T1. Tu peux faire un noir en mettant un cache opaque devant le miroir tu mesures T0, la transmission de ta couche T c'est (T1-T0)/T100 , tu moyennes le signal su rune zone au centre du capteur.

Apres si ton traitement est une couche d'alu R=0.89-T 

 

jean