Diaphragmer devant l'objectif bonne ou mauvaise idée

[muller 418]

Modifier l'ouverture instrumentale revient a changer la figure d'Airy, cad la largeur du pic principal et y compris la position des minima/maxima des "ronds" secondaires. * Pour observer les etoiles doubles*, il y a certain cas ou placer un masque peut etre benefique, si le compagnon tombe alors dans un minima de la figure d'Airy.

Dans ce cas, il peut devenir detectable alors qu'il pouvait etre noye dans un anneau secondaire a pleine ouverture.

 

Pour des objets etendus (Soleil), cet exemple n'est plus tellement relevant.

[banjo 6 943]

dans mon cas j'ai devant l'objectif un D-erf de 255mm pour le coup diaphragmer à 230mm par son support pour une ouverture de 210mm et un diamètre réel de 204mm pour l'objectif , le tube en carbone est  sans diaphragme intérieur (conseils de Mr Brahic pour ne pas avoir de courant chaud qui passent devant ces diaphragmes  )  si ce n'est l'ouverture avant le Po , donc très peu de chaleur dans le tube et de turbu instrumentale 

[jean dijon 1 761]

Bon je ne suis pas étonné des tollés soulevée par l'idée contre intuitive que diaphragmer peut "améliorer" la résolution. D'abord un premier point je ne suis pas un adepte forcené du diaphragme loin de là. Les cas ou j'ai utilisé un diaphragme hors axe sur mon T500 c'était en 2017 sur Jupiter alors que la planète était au plus bas et la turbulence très importante. Là je pense que j'ai amélioré le rendement. Ou pour observer Sirius B.

Je n'ai pas rencontré les problèmes de JD.

Si l'optique est entachée d'aberrations (comme la lunette Lowell à Flagstaff dixit J. Dragesco qui l'a utilisée ) le fait de diaphragmer améliore les choses à cause de l'augmentation du Strehl

Maintenant si l'optique est bonne (Strehl >0.8) qualitativement il existe une limite au diamètre du télescope au delà duquel on ne gagne rien cela veut bien dire que c'est la turbulence et non le diamètre qui gouverne la résolution.

tout à été largement étudié et modélisé par les pros 

le graphique ci dessous explique les choses.

 

 

Le paramètre n°1 pour caractériser la turbulence est le rayon de Fried r0 qui mesure le diamètre de la surface d'onde sur laquelle on peut considérer que l'image est parfaite. La résolution vaut Bmax=1.273(L/ro)  ou L est la longueur d'onde.

 

La figure ci dessus représente la résolution du télescope (en unité B/Bmax) en fonction du diamètre D du télescope normalisé  par r0

Sur le graphique il y a 3 courbes A, B,C  la courbe A représente la résolution obtenue pour des poses longue. On voit que la résolution dans ce cas sature a Bmax (c'est à dire un télescope d'ouverture r0)quel que soit le diamètre du télescope. ro en plaine vaux 5cm et dans les meilleurs sites 20cm de façon exceptionnel

Ce qui nous intéresse le plus ce sont les courbes B et C pour des poses rapides. La distinction entre B et C provient de la taille de l'échelle maximum de la turbulence par rapport au diamètre du miroir. On vas considérer la courbe C car nos miroirs ne sont pas gigantesques.

On voit que cette courbe présente un maximum de résolution pour D/ro de l'ordre de 3 à 3.5 c'est donc le diamètre optimum au delà duquel on perd en résolution en augmentant le diamètre !

Ces données sont  issues de Fried D.L 1966 JOSA ,56 (10) 1372

ou RN Wilson Reflecting telescope optics II pp387

On peut encore considérer la probabilité  d'obtenir  une bonne image (lucky imaging ) en fonction de ro et de D  si D/r0 de l'ordre de 6 la probabilité d'obtenir une bonne image est de l'ordre du %  avec ro=5 et D=30cm une image est constamment mauvaises en visuel avec une persistance rétinienne de 1/18s.

 

Donc si la turbulence est forte on peut avoir intérêt à diaphragmer en se rapprochant de D/ro =3 ou 4 . C'est donc très variable et sujet à expérimentations!

En vidéos compte tenu des temps de poses on peut  aller bien plus loin en D/Ro

 

Il y a 3 heures, jldauvergne a dit :

En fait pour le dire plus simplement, dans le cas d'une lunette, plus on diaphragme, plus le Strehl est élevé. Si on part d'un Strehl très mauvais à pleine ouverture diaphragmer a du sens. Je pense que c'est ça que nos anciens avaient compris. Et c'est ce que l'on continue à faire sur des optiques avec défaut de bord prononcé. Il vaut mieux un T280 avec un Strehl de 0.85 qu'un T300 avec un Strehl de 0.6 (si l'obstruction reste raisonnable). Sur ces cas de figure il s'agit en plus de défauts avec une pente très forte, donc la lumière est très dispersée. 

 

oui tout à fait par contre dans le cas de Jarry Desloge que j'ai cité il avait des optiques très bonnes donc l'argument dans son cas avec des tests sur de nombreuses optiques n'est pas tout à fait recevable. La lecture de ses comptes rendus est très intéressante

 

jean

 

 

 

 

[jldauvergne 15 142]

il y a 12 minutes, jean dijon a dit :

Si l'optique est entachée d'aberrations (comme la lunette Lowell à Flagstaff dixit J. Dragesco qui l'a utilisée ) le fait de diaphragmer améliore les choses à cause de l'augmentation du Strehl

Maintenant si l'optique est bonne (Strehl >0.8) qualitativement il existe une limite au diamètre du télescope au delà duquel on ne gagne rien cela veut bien dire que c'est la turbulence et non le diamètre qui gouverne la résolution.

Ben du coup on dit la même chose. 
Si l'optique est mauvaise ça a un intérêt. Mais du coup c'est une question par rapport à l'optique, pas par rapport au ciel. 


 

 

il y a 12 minutes, jean dijon a dit :

On peut encore considérer la probabilité  d'obtenir  une bonne image (lucky imaging ) en fonction de ro et de D  si D/r0 de l'ordre de 6 la probabilité d'obtenir une bonne image est de l'ordre du %  avec ro=5 et D=30cm une image est constamment mauvaises en visuel avec une persistance rétinienne de 1/18s.

 

Ca c'est une notion relative. Tu as une probabilité d'avoir x% de bonnes images selon le critère de Fried. Ca ne veut pas dire que l'image finale sera moins bonne si tu prends le même pourcentage  issu d'un instrument plus grand. 

 

 

il y a 12 minutes, jean dijon a dit :

oui tout à fait par contre dans le cas de Jarry Desloge que j'ai cité il avait des optiques très bonnes donc l'argument dans son cas avec des tests sur de nombreuses optiques n'est pas tout à fait recevable. La lecture de ses comptes rendus est très intéressante

Très bonne il y a un siècle est ce que c'est très bon par rapport aux standards actuels et aux moyens de métrologie actuel. La lunette de 380 à Paris est plutôt réputée, c'est fait par les frères Henry donc en gros le mieux possible de cette époque. Et bien crois mois que si tu mets un Shack Hartmann dessus tu pleures, ... 

 

 

Modifié 14 février 2023 par jldauvergne

[banjo 6 943]

il y a 40 minutes, jean dijon a dit :

la lunette Lowell à Flagstaff

c'est celle qui dans mon avatar !!!   

le meilleur et le pire vous en pensez quoi ?

le numéro sur mon optique (désolé à travers l'erf)

 

 

Modifié 14 février 2023 par banjo

[jean dijon 1 761]

il y a 35 minutes, jldauvergne a dit :

Si l'optique est mauvaise ça a un intérêt. Mais du coup c'est une question par rapport à l'optique, pas par rapport au ciel. 

non ce n'est pas que ce que j'ai montré plus haut courbe C de la figure cela dépends bien du diamètre pour un ro donné ce n'est pas un problème de qualité  optique.

 

[JD 8 985]

Oui ce que tu dis, c'est qu'au delà de 3 à 6x le R0 on ne gagne rien en visuel. Voire, qu'on perd car on ajoute du bruit. Mais est-ce valable sur tous les objets ?

J'ai effectivement souvent eu l'impression que 1m n'apportait pas grand chose sur Jupiter par rapport au 500. Sauf peut-être au pic du midi si le R0 fait effectivement 20cm...

 

Après y a encore d'autres facteurs qui interviennent et notamment la pupille de sortie. Car en-dessous de 1mm on commence à voir arriver toutes les images volantes et autres défauts inhérents à l’œil...

[jldauvergne 15 142]

il y a 50 minutes, jean dijon a dit :

non ce n'est pas que ce que j'ai montré plus haut courbe C de la figure cela dépends bien du diamètre pour un ro donné ce n'est pas un problème de qualité  optique.

Cette courbe C remonte peu, tu as un pic à 1,2 pour redescendre à 1,05 sur le R/Rmax. L'échelle log est assez trompeuse. 
Cette courbe montre juste quand quand R0 augmente tu vas arriver à un seuil où ton R/Rmax redescend, ce n'est pas surprenant. Ca ne montre pas que l'on a intérêt à diaphragmer. 

Je ne suis pas certain de bien comprendre l'échelle en ordonnée. Comment R/RMax peut valoir plus que 1 (est ce qu'il y a un log qui traine ?). Si tu as la source complète ça peut être intéressant à lire. Je m'attendrais aussi à ce que ça s'effondre quand D/R0 augmente. 

 

[JD 8 985]

Ce que je comprends, c'est qu'en visuel (imagerie rapide) si tu dépasses de 3,5 à 4x le R0, tu perds. Et que donc tu as intérêt à diaphragmer au-delà.

 

Donc si ton R0 est de 150 mm, tu gagneras jusqu'à 500 mm de diamètre.

Mais si ton R0 est de 50 mm, tu ne gagnes que jusqu'à 175 mm et tu as donc intérêt à diaphragmer à 175 si ton tube est plus gros.

En tout cas c'est ce que j'ai compris.

[jean dijon 1 761]

Il y a 2 heures, JD a dit :

Donc si ton R0 est de 150 mm, tu gagneras jusqu'à 500 mm de diamètre.

Mais si ton R0 est de 50 mm, tu ne gagnes que jusqu'à 175 mm et tu as donc intérêt à diaphragmer à 175 si ton tube est plus gros.

En tout cas c'est ce que j'ai compris.

Bonsoir JD

oui c'est cela , le fait que la courbe  redescende contrairement à la courbe de poses longue fait qu'il y a un optimum en diamètre 

 

 

Il y a 2 heures, jldauvergne a dit :

Cette courbe C remonte peu, tu as un pic à 1,2 pour redescendre à 1,05 sur le R/Rmax. L'échelle log est assez trompeuse. 

Bonsoir Jean Luc,

non, l'échelle est en log donc tu montes à 3 (pas à 1.2)ce qui te fait gagner un facteur 3 sur la résolution par rapport à un diamètre infini (très grand devant r0)

Il y a 2 heures, jldauvergne a dit :

Cette courbe montre juste quand quand R0 augmente tu vas arriver à un seuil où ton R/Rmax redescend, ce n'est pas surprenant. Ca ne montre pas que l'on a intérêt à diaphragmer. 

Le fait que la courbe descende cela veut dire que bien que D augmente  la résolution R diminue, c'est bien le point contre intuitif. Si la résolution diminue il vaut mieux diminuer D donc diaphragmer .

Il y a 3 heures, jldauvergne a dit :

Je ne suis pas certain de bien comprendre l'échelle en ordonnée. Comment R/RMax peut valoir plus que 1 (est ce qu'il y a un log qui traine ?). Si tu as la source complète ça peut être intéressant à lire. 

Rmax c'est la définition de la résolution pour D=r0 donc avec ton optique qui a un diamètre D>ro tu peux bien avoir R>Rmax  

je n'ai pas la réf  juste le bouquin que j'ai cité  sinon la publie JOSA est achetable.

Il y a 3 heures, jldauvergne a dit :

Je m'attendrais aussi à ce que ça s'effondre quand D/R0 augmente.

non la théorie te dit que cela sature à R=Rrmax que tu ai un 20cm ou un 5m c'est pour cela qu'il faut absolument de l'optique adaptative sur les gros télescopes

 

jean

[jldauvergne 15 142]

il y a 1 minute, jean dijon a dit :

Le fait que la courbe descende cela veut dire que bien que D augmente  la résolution R diminue, c'est bien le point contre intuitif. Si la résolution diminue il vaut mieux diminuer D donc diaphragmer .

Non parce que Rmax augmente aussi, je pense que c'est ça qui n'est pas intuitif dans la lecture que vous faites de cette courbe. 

Ce qui se passe sur ta courbe c'est que la résolution n'augmente plus arrivé à un certain point alors que le Rmax augmente puisque tu augmentes le D par rapport au R0 si R0 est fixe. 

Tu peux faire une autre lecture symétrique de cette courbe en partant du principe que D est fixe, R0 diminue, diminue et diminue, et bien à un moment la résolution diminue. Mais ça ne te dit pas de diminuer le diamètre de ton télescope. 

[jean dijon 1 761]

il y a 1 minute, jldauvergne a dit :

Non parce que Rmax augmente aussi, je pense que c'est ça qui n'est pas intuitif dans la lecture que vous faites de cette courbe. 

non désolé Rmax ne change pas Rmax =1.273 L/ro et ro est constant , c'est la résolution obtenue pour un diamètre de l'optique =r0

[banjo 6 943]

Bonjour à tous et merci pour vos messages , j'ai pas tout compris mais j'essaye en lisant et relisant les commentaires .

Juste besoin de réponses sur quelques points , j'ai mis l'état supposé de mon objectif au pire je table sur 0.92 de strehl  bon/pas bon ?

si j'ai compris et je ne parle qu'en imagerie solaire R0 =50mm >> au mieux Dx3 soit 150mm (constat fait avec la 150mm et souvent meilleure l'hiver que la 200 ) au mieux 175mm ?

comment calculer (évaluer) le R0 local diurne de façon simple ?

le ssm me donne des valeurs fantaisistes suivant le fond de ciel , ca le rend inutilisable chez moi .

Désolé , avec ma seule neurone encore valide j'ai du mal à suivre les démarches trop techniques 

Paul

 

 

 

 

 

 

[JD 8 985]

il y a 22 minutes, banjo a dit :

comment calculer (évaluer) le R0 local diurne de façon simple ?

 

ça c'est la question à 1000 € !!

En tout cas cette discussion nous apprend ce que personnellement je ressentais empiriquement mais qui était contredit par beaucoup de gens : l'augmentation du diamètre apporte de la résolution ; mais seulement jusqu'à un certain point. Et au-delà de ce point, elle apporte du "bruit" et dégrade le signal et la résolution.

[muller 418]

Il y a 18 heures, jean dijon a dit :

Sur le graphique il y a 3 courbes A, B,C 

il faudrait avant tout savoir ce que signifie near-field et far-field ...

 

[jldauvergne 15 142]

il y a 22 minutes, muller a dit :

il faudrait avant tout savoir ce que signifie near-field et far-field ...

C'est défini ici : 

 

Je ne suis pas sûr de tout comprendre, mais si je comprends bien ce sont deux cas extrêmes. 
Dans un cas r est nettement plus grand que la racine de Lxlambda. Si on prend 10 km de couche turbulente et un lambda à 500 nm, on est dans un cas avec r nettement plus grand que 22 m, et dans l'autre cas avec r nettement plus petit que 22 m. 

Qu'on me corrige si je fais une mauvaise lecture du truc. 

[jldauvergne 15 142]

Et sinon la pulie c'est Optical "Resolution Through a Randomly Inhomogeneous Medium for Very Long and Very Short Exposuress"

On la trouve facilement si on a des amis Kazakhs. 

[christian viladrich 7 695]

Il y a 21 heures, jean dijon a dit :

On voit que cette courbe présente un maximum de résolution pour D/ro de l'ordre de 3 à 3.5 c'est donc le diamètre optimum au delà duquel on perd en résolution en augmentant le diamètre !

Ces données sont  issues de Fried D.L 1966 JOSA ,56 (10) 1372

 

Merci pour l'info Jean. Effectivement, l'article est très intéressant

 

Les valeurs numériques sont les suivantes :

 

Dans ce tableau (et dans la figure qu'a montré Jean), Rmax est la résolution qu'atteindrait un instrument de diamètre infini étant donnée la valeur du ro. Attention cette "résolution" n'est pas juste des secondes d'arc ou un Strelh. C'est l'intégrale de la MTF. Mais cela ne change rien à la discussion:

 

Dans le tableau précédent, nf Ro, est la valeur de la résolution (near field)  quand on gèle la turbu, autrement dit quand on gèle le tilt/tilt. On voit effectivement que l'on peut alors atteindre en courte pose une résolution de 3.5 Ro (autrement dit, une résolution 3 fois plus grande qu'en longue pose). Ce max est atteint lorsque le diamètre de l'instrument est de 3.8 ro. Au-delà de cet optimum, on voit effectivement que la résolution courte pose diminue.

 

En lisant l’article,  j'ai l'impression que "near field", c'est quand la zone responsable de la turbu est peu épaisse, que que "far field", c'est quand cette zone est très épaisse.

 

D = diamètre du télescope

L = longueur de propagation dans le milieu turbulent,

Lambda = longueur d'onde.

 

Si c'est bien cela, alors je me demande si cela ne limite un peu la portée de la conclusion, car le profil des couches responsables de la  turbu en fonction de la hauteur est très variable.

Modifié 15 février 2023 par christian viladrich

[christian viladrich 7 695]

Pour en revenir au Soleil, il y a un article intéressant de Roddier (1980) sur le contraste de la granulation en fonction du ro (donc de la turbu) et du diamètre de l'instrument.

 

 

Le diamètre de l'instrument est en abscisse. Chaque courbe correspond à une valeur de ro.

On retrouve une valeur de diamètre optimum (pour ce qui est du contraste) en fonction du ro. Je ne suis pas complètement sûr que la résolution suive les mêmes courbes. En effet, maximiser le contraste ne signifie pas toujours maximiser la résolution ...

 

Pour autant, je me demande si ce type de résultat reste toujours valable quand on fait de la sélection d'images par partition d'images (comme avec AutoStakkert).

 

Bref, rien ne vaut Paul l'expérimentation. Pour moi, j'ai vu depuis longtemps que mon C8 avait plus de résolution que ma TOA 150  en Ha, et que ma TOA 150 avait plus de résolution que ma FSQ 106.

 

Cela étant, il serait intéressant de savoir d'où vient ton ERF, et si sa qualité optique a été mesurée.

 

Modifié 15 février 2023 par christian viladrich

[JD 8 985]

C'est vrai que le contraste de la granulation est très corrélé à la turbu.

 

Par ailleurs, et indépendamment, on augmente ce contraste en visuel de manière importante :

- en observant avec une bino,

- en observant avec un hélioscope et non de l'astrosolar,

- si on observe avec de l'astrosolar, en ajoutant un filtre neutre 0,25x à 0,5x (ou bien un continuum vert) devant la bino ou derrière chaque oculaire.

 

L'observation solaire avec astrosolar travaillant sur des niveaux de gris, j'ai constaté empiriquement qu'il y avait un niveau de luminosité optimal pour voir très bien la granulation. Et cette luminosité optimale est bien inférieure à ce que fournit l'astrosolar pour toute ouverture. (pour une observation à grossissement inférieur à 1D).

En d'autre termes, l'astrosolar fournit une image trop lumineuse pour la granulation. Sauf si on grossit beaucoup ce qui reste assez rare en visuel.

 

Modifié 15 février 2023 par JD

[christian viladrich 7 695]

Il y a 3 heures, banjo a dit :

comment calculer (évaluer) le R0 local diurne de façon simple ?

 

Il n'y a malheureusement pas de façon simple :

- le SSM donne une bonne estimation du seeing, mais en ne prenant que les couches < 1500 m à 2000 m. Et comme tu as pu le constater, ça ne marche pas (ou mal) si tu as des passages nuageux ou des cirrus,

- le shabbar : c'est un réseau de SSM, donne une bonne estimation du seeing et des différentes couches de turbu. C'est un instrument d'observatoire. Utilisé pour la sélection de site.

- mesure de l'agitation du bord solaire : ça marche chez les pro, mais faut développer de l'instrumentation et du logiciel. Donc rien de clé en main.

 

Reste la mesure du contraste de la granulation, qui est un assez bon estimateur du seeing. Mais il faut sortir le matos, ce qui ne fait pas beaucoup avancer la chose ...

[Adamckiewicz 5 684]

il y a 10 minutes, JD a dit :

en observant avec une bino

Sur la granulation c’est très net!!

[christian viladrich 7 695]

il y a 9 minutes, JD a dit :

L'observation solaire avec astrosolar travaillant sur des niveaux de gris, j'ai constaté empiriquement qu'il y avait un niveau de luminosité optimal pour voir très bien la granulation. Et cette luminosité optimale est bien inférieure à ce que fournit l'astrosolar pour toute ouverture. (pour une observation à grossissement inférieur à 1D).

 

C'est un point très important que tu soulignes là. Je me suis aperçu très souvent dans les rassemblements solaire que les gens observaient avec des niveaux de luminosité trop importants à l'oculaire. Il n'y avait pas de risque pour l’œil, mais les détails étaient complètement effacés par la forte luminosité.

[JD 8 985]

Oui. Avec Bino + filtre 0,25, je réduis donc d'un facteur 8 sur chaque œil. Et là ça claque !

Avec l'hélioscope, pas besoin d'ajouter des filtres autres que ceux qui sont déjà insérés dedans...

Modifié 15 février 2023 par JD

[banjo 6 943]

Il y a 4 heures, christian viladrich a dit :

Cela étant, il serait intéressant de savoir d'où vient ton ERF, et si sa qualité optique a été mesurée.

la lame vient de tuscano épaisseur 19mm donc déformation mineure ,   le rapport optique () est a lambda /20 reste à savoir si le traitement dégrade beaucoup la qualité.

 

 

Modifié 15 février 2023 par banjo