Source ponctuelle de lumière pour tests optiques

[Nathanael 6 840]

Bonjour à tous,

J'ai avancé un peu mais pas beaucoup avec le test de Hartman mais  j'ai des problèmes avec ma source. Pour qu'elle soit au plus proche de l'axe afin d'éviter l'astigmatisme de montage, j'ai essayé avec un prisme, c'est mieux, mais c'est un peu difficile à régler j'ai peur que ça ne fasse pas un éclairement très uniforme.

Dans un autre fil (sur la méthode de Hartman)

Le 28/05/2021 à 21:13, delmasp a dit :

Pour la source, on peut utiliser une fibre optique

 

Le 06/07/2021 à 21:10, asp06 a dit :

n'importe quel trou d'épingle un peu petit et rond fera l'affaire. tu mets une diode derrière

 

J'ai donc une question (de plus!) : si je mets une diode, une fibre et un trou, c'est dans quel ordre? Diode, fibre et trou à la sortie de la fibre? Ou diode, trou et fibre?

D'une façon générale, j'ai toujours un peu de mal à me représenter une source ponctuelle. Je ne sais pas si la source c'est le trou ou la diode qui est derrière. Et donc si l'hétérogénéité de l'éclairement de la led peut se retrouver dans l'image. J'ai un peu cette impression sur mes mesures.

Quand à la fibre, je ne sais pas comment considérer la lumière qui en sort : une source uniforme du diamètre de la fibre?

Merci par avance,

Nathanaël

 

PS : je fais référence à ce fil et celui-ci aussi.

[olivdeso 1 860]

Il faut mettre une diode pour alimenter la fibre. Ne pas mettre

 

La fibre c'est la source ponctuelle = non résolue...si elle est suffisamment loin vis à vis du pouvoir de résolution du télescope

 

Donc en gros pour une fibre de 9µ il faut 200 fois le diamètre et pour une 50µ environ 1000 fois le diamètre d'éloignement. ça donne un bon ordre de grandeur.

 

dans ces conditions tu peux dire que ta source est ponctuelle.

 

En alternative à la fibre, tu peux utiliser une feuille d'alu (couvercle de yaourt par ex) dans laquelle tu fais un trou le plus petit possible (100µ ça devrait être possible, moins c'est dur) et tu mets une lampe quelconque derrière. ta frontale par ex, dans une boite en carton dont tu aura découpé un coté pour coller la feuille d'alu et son trou en face de la lampe. Il faut peindre la face extérieur en noir pour avoir la source lumineuse sur un fond noir.

 

il faut encore plus d'éloignement, mais difficile. Mais 100m c'est déjà pas mal jusqu'au 300. Donc on n'a pas une source vraiment ponctuelle, mais "quasiment" ce qui permet de dégrossir la collimation et faire déjà des choses. si on est trop près la source est légèrement résolue (donc probablement pas ronde sauf coup de bol) et l'aberration de sphéricité augmente

 

EDIT : ci dessus c'était pour le miroir entier sans masque. avec un masque même principe, sauf que le pouvoir de résolution est bien plus faible : il faut refaire le calcul pour le diamètre d'un trou. (comme si le trou était un primaire). du coup la distance est bien moindre. Du coup pas besoin de s'embêter avec une fibre. Prendre la méthode 2 : un trou d'épingle

 

Modifié 30 novembre 2021 par olivdeso

[lyl 4 483]

Ca  dépend de la qualité de l'étoile artificielle. On peut faire tout et n'importe quoi suivant comment la source est connectée à la fibre : la fibre sert à disperser, on ne compte pas la distance de la fibre.

https://www.thorlabs.com/images/TabImages/Multimode_Fiber_Beam_Lab_Fact.pdf

https://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/optiqueGeo/dioptres/fibre_optique.php

Dans la pratique, le trou dans la feuille d'alu c'est 300-600um.

A 20m c'est propre sur une 80mm de diamètre : tu peux t'en servir comme base.

L'étoile 9um ça tient à 10.5m sur le même instrument mais j'ai un résidu détectable pour l'aberration sphérique.

https://www.cloudynights.com/topic/797851-confirmation-about-an-artificial-star-test/

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Si tu as besoin d'un trou calibré : lis le tutoriel pour faire un filtre spatial pour obtenir un profil gaussien utilisable.

https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=14350

Modifié 1 décembre 2021 par lyl

[Nathanael 6 840]

Merci @lyl et @olivdeso pour ces informations.

Je précise que je suis au rayon de courbure d'un miroir de 450mm (4462mm) et que les trous de l'écran font 22mm.

L'intérêt que je vois à la fibre, c'est surtout que je peux amener la source au plus près de l'axe optique sans autre optique justement (prisme, cube diviseur, à cause des réglages, des biais dans la mesure). Mais je pensais utiliser de la fibre grossière (j'ai 0.5mm sous la main) et si j'ai bien compris vos explications/liens, la sortie de la fibre elle-même est une source gaussienne (à 0°)? Que je peux réduire par un trou plus petit que la fibre le cas échéant?

Nathanaël

PS :   @olivdeso si je suis bien ton raisonnement, c'est une question de pouvoir de résolution donc avec un trou de 22 mm j'ai une résolution théorique de 120/22=5.5" soit 0.1mm à 4462mm? Pour autant, avec la méthode de hartmann qui m'intéresse, on ne mesure pas l'image de "l'étoile" mais les faisceaux qui convergent vers elle, peut-être que la ponctualité de la source est moins importante?

 

[Toutiet 1 969]

Et le reflet du Soleil dans une bille d'acier appropriée... ça ne t'irait pas...?

[lyl 4 483]

Il y a 5 heures, Toutiet a dit :

Et le reflet du Soleil dans une bille d'acier appropriée... ça ne t'irait pas...?

Je dirais que ça dépend des conditions de contraste disponible.

J'ai quelques beaux isolateurs à distance de chez moi mais le fond derrière c'est la forêt. En automne c'est pas top du tout pour avoir du contraste dans les teintes jaune-vert.

De la bande étroite sur fond non illuminé c'est vraiment mieux.

 

De plus, il faut limiter la distance au minima ou mieux en tenir compte.

Un Foucault ça se passe en général pas trop mal parce que la turbulence dans une pièce est en-dessous de ce qui gêne : on regarde des illuminations contrastées.

Un masque de Hartmann ça existe depuis longtemps mais c'est plus délicat à utiliser : tu divises l'intensité assez fort.

Modifié 1 décembre 2021 par lyl

[Nathanael 6 840]

@Toutiet Pas bien pratique pour être en même temps dans le noir et faire les mesures. Et puis quand je vois comme c’est compliqué de tout aligner, avec un soleil qui tourne ça doit pas aider. Merci néanmoins pour la proposition 

Nathanaël 

Modifié 1 décembre 2021 par Nathanael

[Moot 93]

Une diode que l'on peut monter au bout d'une fibre, ça se trouve assez facilement de nos jours, mais c'est souvent une diode laser.

Exemple : https://www.ebay.fr/itm/192165456696

Ça émet du rouge (650 nm), et c'est fait pour attaquer une fibre monomode (cœur de 9 µm), avec connecteur de type FC. Le câble à monter dessus coûte trois francs six sous, le plus dur étant d'en trouver un qui ne soit pas inutilement long.

[Nathanael 6 840]

Bonsoir,

J'ai fait un essai avec une fibre de sapin de Noël que j'ai amputé pour l'occasion (chut!). Ça parait nickel, sauf qu’on ne peut pas avoir simultanément la sortie de la fibre devant le capteur (pour minimiser la distance à l'axe optique) et au niveau du centre de courbure. C'est logique si on réfléchit 5mn (ce que je n'ai pas fait avant amputation ).

Donc retour au prisme ou miroir plan, qui permet de mettre la source "sur" l'axe et au RC quelque soit la position de la caméra.

Nathanaël

PS : sinon c'est une expérience intéressante

 

 

 

[Strock Pierre 228]

Vous dites : "l'hétérogénéité de l'éclairement de la led peut se retrouver dans l'image"

J'ai eu cet effet !

 

Une diode bien puissante donc d'assez grande surface lumineuse, placée très proche et juste derrière une fente de 10-20µm.

Avec un Foucault à miroir pour essayer de bien rapprocher la source et l'image.

Sur un mur blanc, cela donne une belle tache lumineuse qui semble uniforme et assez grande pour monter à F/D=3.

Mais en photo, on constate deux bandes sombres verticales.

Donc si ces bandes tombent sur des zones de mesure au masque, cela peut décaler les résultats.

 

Après analyse... il y a deux fils microscopiques à la surface des diodes.

Comme ils sont au dessus de la source de lumière, ils projettent une ombre.

Et la fente en projette l'image sur le mur.

Lorsque la fente et les fils sont parallèles, c'est très bien visible sur photo.

 

Pierre STROCK

 

[lyl 4 483]

Comme je le mettais en ressource plus haut : le passage dans une fibre est à prendre avec précaution.

L'insertion du flux de la diode doit être vérifié, en général ça fonctionne très bien mais si elle est trop tordue c'est raté, on obtient une couronne, ensuite c'est l'angle d'insertion qui rejette le faisceau après quelques changements cycliques.

Cela a pu être observé lors d'un déréglage du support d'un injecteur de la fontaine du LPL

Il vaut mieux doubler la distance ou réduire le diamètre. 10m sur ma 9um pour 90mm ça fonctionne pas trop mal. 20m pour 90mm c'est top pour les disques d'Airy (avec des trous d'aiguille)

Modifié 5 décembre 2021 par lyl

[Nathanael 6 840]

Il y a 4 heures, Strock Pierre a dit :

Donc si ces bandes tombent sur des zones de mesure au masque, cela peut décaler les résultats.

C'est ce que je craignais un peu. Je vais donc partir sur une étoile artificielle du commerce dont on peut supposer qu'elle n'aura pas ce défaut. J'ai d'ailleurs une 9µm sous la main, mais ça me fait pas mal d'interférences, et c'est faible. Si qq a une 50µm d'occasion (ou encore mieux à me prêter pour tester) je suis preneur. C'est peut-être encore trop petit. L'idéal serait de mettre un trou de *µm devant ma fibre "de Noël" mais à 5/10mm de diamètre ça devient sportif!

Pas sûr que le test de hartmann soit aussi sensible que le test de foucault au changement de luminosité puisqu'on pointe le centre des taches et l'on a que faire de leur intensité mais bon, autant mettre toutes les chances de mon côté, c'est déjà assez compliqué comme ça! (surtout que c'est pour mesurer l'astigmatisme de mon barillet à câbles dans un premier temps)

Nathanaël

 

Modifié 5 décembre 2021 par Nathanael

[chantepierre 50]

Pour uniformiser l'image de la LED sur mes testeurs, je l'ai tronçonnée pour que son bout soit plan, doucie contre du verre au grain 180 (du papier de verre ferait l'affaire), puis j'ai collé dessus un morceau de HDPE translucide (les bidons d'eau déminéralisée en sont, par exemple).

On a *presque* une source sans détails visibles avec cela.

[Nathanael 6 840]

Bonjour,

Pour le test de hartmann au rayon de courbure, une étoile artificielle de 9µm semble faire l'affaire finalement, avec un petit miroir de renvoi à 90°. Je reprends les mesures bientôt.

J'ai une autre question concernant la possibilité d'utiliser une étoile artificielle pour le test de foucault photographique (vu la météo...).

J'ai bien compris que l'angle apparent de la source doit être inférieur (idéalement très inférieur) au pouvoir de séparation de l'objectif si on veut considérer celle-ci comme ponctuelle.

L'autre question que je me pose, c'est à quelle distance de l'objectif peut-on considérer que la source est à l'infini, du point de vue des aberrations géométriques? 10x la focale? 100x la focale?

Nathanaël

PS : je sais, je pourrais aussi attendre qu'il fasse beau

[Nathanael 6 840]

Le 01/12/2021 à 00:56, lyl a dit :

A 20m c'est propre sur une 80mm de diamètre : tu peux t'en servir comme base.

L'étoile 9um ça tient à 10.5m sur le même instrument mais j'ai un résidu détectable pour l'aberration sphérique.

Et ce résidu provient du diamètre apparent de la source ou du rapport distance objet /focale insuffisant?

Nathanaël

[lyl 4 483]

Il y a 10 heures, Nathanael a dit :

Et ce résidu provient du diamètre apparent de la source ou du rapport distance objet /focale insuffisant?

=> détectable pour l'aberration sphérique = trop près pour mon objectif.

"L'étoile 9um ça tient à 10.5m sur le même instrument

mais j'ai un résidu détectable pour l'aberration sphérique."

Modifié 16 décembre 2021 par lyl

[chonum 976]

Une ferrule silice de fibre optique, 9um ou moins, fournit un front d'onde meilleur que l/100 PTV, un rare cas de perfection expérimentale !

Autant en profiter