Test de Roddier sur une lunette Tal de 100 mm

[David Vernet 131]

Bonjour à tous,

Pour ceux que ca intéresse, je vous livre le résultat d'un test de Roddier sur une lunette Tal de 100 mm de diamètre à F/10.
Les images ont été faites sur l'axe, je n'ai pas encore eu l'occasion d'observer avec et j'ignore donc ce que ca vaut hors axe.
Pour résumer on a un front d'onde à lambda/8 P.V. donc plutôt pas mal !
A noter une limite de ce type de test : Le chromatisme est intégré et vu comme étant de l'aberration de sphericité…
Ceci dit, c'est déjà plus proche de la réalité qu'un test interférométrique en labo fait avec une source monochromatique.

Images intra extra focale prises en CCD:

Tache de diffraction synthétique. A gauche, tache théorique, a droite, tache réelle:

Interférogramme:

Zernikes pour ceux que ca intéresse :

http://vernet.david.free.fr/Zernike.txt

Pour en savoir plus sur le test de Roddier :
http://www.astrosurf.com/tests/roddier/roddier.htm#haut
http://www.astrosurf.com/nexstar8/

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 19-09-2002).]

[fabrice2 1]

Salut David,
Le résultat que le roddier te donne est hyper curieux. En effet, s'il s'agit bien d'un achromat, le strelh polychromatique devrait être bien plus mauvais, de l'ordre de 0.4. Alors que se passe-t-il? Tu dis que le chromatisme est compris comme de l'aberration sphérique et j'suis pas tellement d'accord. L'effet du chromatisme est un défocus; l'onde peut être parfaitement corrigée. Je pense que le roddier ne peut pas intégrer correctement l'effet du chromatisme: Je pense qu'il existe une position intra et extra focale moyenne qui donne un éclairement correcte et uniforme et les défocus fonction de la longueur d'onde "disparaissent"(j'ai du mal à expliquer ce que j'ai dans la tête!!). Je veux dire par là, que si tu effectuait le roddier sur cet objectif en filtrant sur 3 radiations bleu, vert et rouge, chacun des résultats te donnerait quelque chose de très correcte mais que la somme de ces 3 résultats ne te donnerait pas la performance polychromatique car il faudrait tenir compte du défocus: le strelh en prend alors un sacré coup. Pour ma part, j'ai l'impression que le roddier n'est pas fiable en polychromatique, du moins lorsque que l'on est en présence de chromatisme.
Qu'en pense tu?
Salut

[vincent 2]

C'est aussi une question que je me pose pour le star test sur les réfracteurs, notamment les achromatiques. Ne devrait-on pas réaliser le star test avec trois filtres passe bande et noter le "defocus" comme l'appelle Fabrice, par rapport à la longueur d'onde pour laquelle l'achromat est sensé être corrigé de l'aberration de sphéricité?

Question subsidiaire David: est-ce qu'un oeil myope ou hypermetrope n'entraine pas une erreur dans l'évaluation du star test?

[CHR 0]

Bonjour,
Je ne sais pas si je suis le seul à ne pas comprendre, pouvez-vous m'expliquer brièvement les notions que l'on rencontre parfois sur les lunettes: PTV, RMS, strehl, ou strehl ratio, et quelles valeurs doivent afficher ces paramètres pour pouvoir dire "
c'est une bonne lunette"...
Merci

[David Vernet 131]

Pour Fabrice et Vincent :

Ce qui me fait dire que le chromatisme est vu comme de l'aberration de sphéricité, ca n'est pas un calcul poussé ou une mure réflexion mais plutôt un constat en atelier : Quand on foucaulte un objectif de lunette, on observe des zones colorées qui ont la même tronche que de l'aberration de sphéricité sur un miroir, mais en couleur. Au star test sur le ciel, on retrouve ce phénomène qui ressemble à de l'aberration de sphéricité mais coloré.

Sur EF, vous avez peut être remarqués que le défocus est retranché, mais c'est le défocus de l'ensemble de l'image et non le défocus par longueur d'onde qui ne peut pas engendrer une répartition photométrique homogène dans les plages. Quand on simule sur un logiciel de calcul optique du chromatisme, on a des faisceaux qui se croisent à différents endroits, comme pour l'aberration de sphéricité en monochromatique pour un objectif de lunette ou en polychromatique pour un télescope.

Par contre, ce qui m'embête un peu, c'est qu'une CCD est plus sensible dans le rouge que dans le bleu, encore que là ca a été fait avec une ST10 aminci, donc avec un surcroît de sensibilité au bleu.
D'un autre coté, par rapport à l'œil, surtout en vision nocturne, une CCD a une sensibilité spectrale plus large, donc en défaveur pour la lunette par rapport a ce que voit l'œil.
Il est donc possible que le résultat soit un peu optimiste, encore que, je n'en suis pas très sûr, et il est effectivement pas très aisé de quantifier facilement l'incidence du chromatisme sur le Strehl, mais malgré tout j'ai bien l'impression que le Roddier s'en débrouille pas si mal et est assez proche de la réalité, en tout cas, plus proche qu'un test interférentiel en labo que l'on livre souvent avec des objectifs de lunette haut de gamme.
En fait ca serait intéressant de faire l'essai avec une lunette présentant pas mal de chromatisme, au hasard, la Kepler de Bob , et faire un Roddier avec un filtre interférentiel et en lumière blanche pour voir la différence sur le résultat.

A noter qu'en visuel, le pote qui a essayé cette lunette et l'a comparé à une Zeiss de 63 mm de diamètre, n'a pas noté de chromatisme significatif sur l'axe sur une étoile brillante, même à fort grossissement. D'après lui c'est le jour et la nuit par rapport aux lunettes chinoises genre Kepler, et pour un prix de seulement 600 € tout équipé avec la monture équatoriale, de bons oculaires ploss, un renvoi coudé de bonne qualité et un chouette trépied bois…
Il me passe la lunette ce WE pour que je puisse l'essayer et voir si ca colle avec le résultat que donne le Roddier.

Sinon, pour le star test avec un oeil myope ou hypermétrope, c'est une bonne question. A mon avis ca ne joue pas, à la différence d'un œil astigmate, car ces défauts de l'œil ne jouent que sur le défocus. Sinon, au star test l'intérêt de beaucoup grossir est aussi là pour diaphragmer l'œil et ses défauts en obtenant une pupille de sortie la plus petite possible. On peut aussi se convaincre de la non incidence de l'œil au star test en faisant la manip avec lunettes et sans lunettes pour voir si l'on constate une différence.

CHR : pour les définitions que tu demande tu trouveras tout ca sur ces 2 sites :
http://www.astrosurf.com/tests/
http://www.astrosurf.com/altaz/qualitoptique.htm

[fabrice2 1]

Hummm!
Je viens de faire quelque simul qui me permette de dire que le roddier est incapable de mettre en évidence le chromatisme. Enfin en partant sur l'idée que les images intra et extra focale sont de dimensions correcte, c'est à dire au moins le mm de diamètre. Est ce le cas?
Qu'au foucault tu observes une structure ressemblant à de l'aberration sphérique est plus que surprenant, à moins que l'objectif est un fort sphérochromatisme. Sinon tu dois observer des coupes franches. Quoique, je viens de vérifier c'est certainement les résidus de sphérochromatisme que tu observes. De toute façon un achromat de 100 à f/d de 10 ne peut, en polychromatique, avoir un strehl aussi élevé. Il est apo ou quoi?
J'avais évité de parler de la pondération qu'il faudrait effectuer compte tenu de la sensibilité spectrale du capteur de mesure et aussi avec quel récepteur la lunette est utilisée (c'est à dire est ce l'oeil qui regarde ou autre chose); tu l'as fait.
Salut

[David Vernet 131]

Oui c'est de l'ordre du mm.
Sinon il est parfaitement normal d'observer " comme de l'aberration de sphéricité " sur un objectif présentant du chromatisme et c'est parfaitement logique puisque au Foucault tous les faisceaux ne se croisent pas au même endroit!
Essaie tu verras que c'est vrai
Donc je persiste pour dire que le Roddier intègre bien le chromatisme dans le strehl.
Sinon quand tu simule des choses, ne te contente pas de le dire, montre le stp…

Tiens un petit exemple sur la sensibilité d'un test de Foucault, même à des chromatismes assez faibles, comme celui d'une lame de fermeture :

http://www.astrotreff.de/boards/topic.asp?TOPIC_ID=867

[Bob Saint-Clar 0]

Plait-il ?

[David Vernet 131]

T'occupe Bob, ramène juste ton kaleidoscope, on va faire de la physique amusante avec

[fabrice2 1]

Ecoute David, on va pas recommencer!
Ton exemple est parfait! OU vois tu de l'aberration sphérique sur les images colorés de l'allemend? Moi, je vois bien des coupes franches colorées (genre la demi coupe rouge à gauche je crois) qui met en évidence la défocalisation du foyer rouge pour la position donnée du couteau.
Maintenant, que tu sois persuadé que le roddier ne se plante pas en polychromatique, d'accord, c'est ton droit, mais c'est dommage que tu veuilles pas te pencher un peu plus sur le problème. Comment tu m'expliques un strehl de 0.96 sur une image qui présente sur la moitié du spectre une tache de taille bien supérieure à la tache de diffraction théorique? J'ai simuler un achromat de 100 à f/d de 10 et, pour te faire plaisir j'ai fais calculer le strehl polychromatique théorique sur un spectre de 480 à 660 en prenant 36 longueurs d'onde (!!!!!) de 5 en 5 nm. Au meilleur foyer le strehl atteind pas les 0.6. Qu'est ce qu'on fait? Si ça te fait plaisir, on dit que j'me suis planté seulement il va falloir expliquer au gars du forum qui ont des apo la raison pour laquelle il aurait du se payer une simple achro, bien moins cher. J'te laisse leur expliquer. Je te laisse aussi le soin, lorsque le soft du roddier sera fini et distribué d'expliquer pourquoi des tas de mecs vont vendrent dans les petites annonces leur achro avec un bulletin de controle certifié que leur zinzin assure la résolution théorique donnée par la diffraction (alors que, les pauvres, ils en sont bien loin!).
Salut

[looney 0]

En tout cas, elle commence à devenir célèbre la lunette à BOB !!!
Si on en faisait une mascotte ?
Pi Bob on va le surnommer Benetton, il nous en fait voir de toutes les couleurs !
Ca va faire monter la côte de la 150 ça ! mouarf !!!

Bons cieux

[tawanka 0]

Bonjour
Vos tests sont serieux mais nous simples dingues du ciel on ne comprends pas grand chose.
Questions simples
Cette lunette est elle,
Excellente,moyenne....
chromatisme
planeité du champ
coma
piqué
Merci pour vos remarques sur cette optique
JP 33

[vincent 2]

J'ai aussi des doutes sur la valeur du Strehl. Sur un achromat classique de 100mm à f/d=15 on reste toujours au dessus du diamètre de la tache de diffraction en polychromatique (d'après une simulation faite sur Olso, voir les données de cet objectif aplanatique sur le forum OSLO). A f/d=10, à diamètre égal, c'est encore plus marqué. Comment alors peut-on obtenir un Strehl en polychromatique de 0.96 avec un achromat de 100mm à f/d=10?

[David Vernet 131]

Je ne vois pas comment, Fabrice, tu peux simuler un objectif, que ni toi ni moi ne connaissons!
Le Tal est à priori un doublet, mais qui comporte peut être une astuce genre lame d'air ou je ne sais quoi d'autre...
De toute façon, si ca a un chromatisme qui baisse le Strehl à 0.6, je le verrais bien vite sur le ciel et je vous tiendrais au courant.

Pour la différence avec les APO, elle est évidente, la Tal à l'air bien corrigé sur l'axe, mais ca se dégrade vers le bord contrairement à une apo parfaitement homogène sur tout le champ.

Pour l'exemple du C8 au Foucault, c'était pour juste illustrer le fait qu'un test de Foucault est sensible au chromatisme, mais l'interprétation de cette image est plus compliqué que ca car elle mélange des défauts zonaux d'aberration de sphéricité et un peu de chromatisme (on voit aussi un peu de rouge à droite, donc pas si simple à interpréter...) Par contre je m'aperçois que je me suis mal exprimé, quand je dis que ca ressemble à de l'aberration de sphéricité, ca n'en est pas bien sur, puisque c'est du chromatisme, mais la figure que l'on obtient au foucault avec l'ensemble des couleurs y ressemble, mais bien entendu avec une seule couleur, on a plus cette impression.
Ceci dit, dès que tu commenceras tes cours sur OSLO tu vas pouvoir nous montrer des simulations de ce que tu explique non ?

Donc si je reste pour l'instant sur mes positions, ca n'est pas parce que je suis borné, mais parce que tu me donne aucun élément tangible permettant de faire avancer le chmilblic...

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 19-09-2002).]

[David Vernet 131]

Bon finalement, vous commencez à me foutre un vieux doute... Il faudrait regarder de plus prêt quand même si l'absence ou la présence de chromatisme modifie la répartition photométrique sur les plages et dans quelle mesure. Vincent, aurais tu une idée pour simuler ca précisément?
Je suis parti du principe que même si le chromatisme est vu comme du défocus par couleur, ca n'est pas un défocus d'ensemble pour tout le spectre, et EF retranche seulement le défocus d'ensemble et non celui lié a chaque couleur, ce qui se traduit il me semble, forcement par autre chose, donc à une erreur s'apparentant à de l'aberration de sphéricité.

En fait ce qui me fait douter, c'est si on remplaçait au Foucault la gamme de couleur que l'on voit sur un objectif présentant du chromatisme, par des niveaux de gris, ne verrions tout simplement pas qu'une belle teinte plate? J'ai passé l'image du Foucault de Rohr du C8 sous photoshop pour la passer en noir et blanc, et là j'en vois autant... Donc je ne sais pas trop…
De toute façon, la comparaison de la lunette Tal sur une étoile, avec un Newton diaphragmé à 100 mm hors axe va d'une manière expérimentale vite tirer l'affaire au clair…

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 19-09-2002).]

[barbidule! 1]

je pense que tout le monde a raison

d'un cote le strehl trouvé est bien le bon et de l'autre ce ne doit pas etre un achromat ordinaire.

aspherisation des surfaces ? couches minces particulieres? je ne sais pas comment ils ont fait mais c'est interessant d'avoir un resultat comme ça avec deux lentilles.

il faudrait effectivement tester hors axe pour voir si le comportement en correction de chromatisme et d'aberrations geometriques reste aussi bon, cela donnerait une piste pour savoir comment ce "miracle" est possible.

[vincent 2]

La question que je me pose est la suivante: Quel est le lien entre le Strehl calculé pour plusieurs longueurs d'ondes (prises indépendamment) en un même point (meilleur foyer pour le vert par exemple à l'aide d'un filtre interférenciel, puis Strehl calculé en ce point avec un filtre interférenciel pour le rouge, idem avec le bleu), au Strehl polychromatique en ce point? Cela résoudrait nos problèmes, définitivement: il suffirait alors de faire la manip en plusieurs points le long de l'axe optique pour connaître l'évolution du Strehl polychromatique le long de l'axe optique. On verrait alors si ce strehl peut dépasser ou non 0,6.

Personnellement j'ai des doutes sur ta valeur de Strehl, David. Sur un achromat (voir le forum Oslo) de 100mm à f/d=15 (achromat classique bk7/f2) que j'ai simulé, le Strehl polychromatique atteint 0,5, au mieux de sa forme (cela varie avec le foyer choisi) si on en crois OSLO. Si on considère chaque longueur d'onde de façon indépendante à leur foyer particulier, le Strehl atteint, pour cette longueur d'onde des valeur supérieures à 0,99 (critère de Françon).

Maintenant pour les "Semi APO" et "presque APO" de 100mm à f/d=15 dont j'ai donné les caractéristiques sur le Forum OSLO -Fabrice n'est pas d'accord avec ma désignation mais c'est un détail dans ce cas- le Strehl polychromatique dépasse 0,99.

Si la TAL 100/1000 a effectivement un Strehl Polychromatique de 0,96... TMB, Takahashi et Astrophysics ont du souci à se faire.

Je me demande tout simplement s'il ne faudrait pas examiner avec le plus grand soin la théorie qui sous-tend le test de Rodier pour voir s'il n'y aurais pas incompatibilité entre ce test et les objectifs entachés d'une aberration chromatique trop importante (à quantifier), du moins sur la page de sensibilité du capteur.

[fabrice2 1]

La raison pour laquelle je n'étais pas d'accord avec toi Vincent, tu l'as trouvé: un réfracteur qui te donne un strehl de 0.99 en polychromatique ne peut être qu'apo car je vois vraiment pas ce que l'on peut faire de mieux! On peut arriver avec un choix judicieux des verres atteindre cette valeur sur un spectre encore plus large et descendre dans le bleu en dessous de 450 nm et pour des doublets plus ouvert.
Maintenant, le roddier: il fait une mesure en partant du principe qu'une surface d'onde autre que sphérique montre des variations d'éclairements en intra et extra focale pour un même point. Hors, les surface d'ondes crées par un achromat corrigé sont sphériques, le seul défaut c'est une variation de leur courbure en fonction de la longueur d'onde (qui se concrétise par des défocalisations). C'est là la faiblesse du roddier.
Quant au apochromat, David, ils ne sont pas meileurs dans le champ qu'un achromat. Leur seule et unique intéret réside dans la correction chromatique. Pour ce qui est des aberrations géométriques ils sont à la même enseigne qu'un avhromat.
Vincent, attention au calcul de la réponse percutionnelle (le strehl) en polychromatique: Sur 3 longueurs d'onde, le résutat est un peu plus défavorable que sur un véritable echantillonage sur le spectre utilisé. Il faut aussi pondérer chaque longueur d'onde en fonction du récepteur utilisé.
La courbe de réponse du capteur utilisée dans le test de la tal serait utile pour confirmer qu'il y a bien un problème avec le roddier en polychromatique.
Salut

[-ms- 2]

Vous allez en écrire encore combien de kilomètres de prose alors que quelques mètres suffisent avec OSLO !!!

[Diabolo 274]

Faut pas s'énerver MS, ils ont tout a fait le droit de discuter, ca reste quant même le but du forum. Si comme moi tu considères que c'est une discution de spécialistes, profites en, y'a toujours des éléments intéressant a apprendre. Pour Oslo, c'est vrai que je regarderai aussi ca avec intérêt car ce genre de soft m'a toujours intimidé. Patience, ca va venir.

[fabrice2 1]

Effectivement les gars faut être patient. si je dois faire un truc que seul les spécialistes en physique et autres docteurs seront capables de comprendre, c'est sur que ça va être rapide. Seulement, je pense qu'il faut essayer de rendre la chose accessible au plus grand nombre: c'est un autre boulot! Ca va pas tenir sur deux feuilles! Donc si y'a des pressés, sachez que j'en ai rien à cirer.
Salut

[vincent 2]

Ce qui fait que je ne suis pas d'accord avec toi Fabrice sur la désignation du doublet 100/1500 Caf2/Lak10, c'est que quand je regarde l'aberration longitudinale de spéhricité de ce doublet, tel que dessiné, j'ai l'impression de regarder celui d'un achromat de 100/1500, sauf qu'au lieu de s'étendre sur 0,75mm, il ne dépasse pas 0,2mm.

Je me doutais que le Strehl Polychromatique tel qu'indiqué par OSLO devait être un peu faiblard car limité à trois longueurs d'onde. Mathématiquement quel est le lien entre le strehl pour chaque longueur d'onde en un point et le strehl polychromatique en ce même point? Cela permettrait d'étendre le test de Rodier aux instrument non parfaitement achromatiques (dans le sens ou ils présentent une aberration chromatique).

Ms: tu es tout invité à faire partager ton opinion en insérant les données que tu as obtenu à partir d'Oslo. Ca m'intéresse grandement.

[fabrice2 1]

Vincent, on s'en fout du résidu d'aberration sphérique (longitudinal en plus). La question est de savoir quelle influence à ce résidu? Regarde la surface d'onde correspondante et tu verras un lambda/10! Des résidus, y'en aura toujours, ce qui est important c'est de savoir si leur grandeur affecte vraiment l'image.
La définition d'abbe, je m'en tape. Abbe, il cherchait à améliorer des objectifs de microscope dont les ouvertures sont de l'ordre de 1 voir moins!! C'est l'ouverture qui le génait pour le chromatisme, pas la focale comme c'est le cas en astro. En plus à des ouvertures pareilles l'aberration sphérique est prédominante. Si un doublet astro apo assure la définition théorique (ftm nickel) sur un spectre donné, y'a pas à chercher plus loin.
Salut

[fabrice2 1]

Voici le moyen de tromper le roddier en polychromatique:
Je fabrique un achromat et je m'arrange pour que les longueurs d'onde extrème, une rouge et l'autre bleu soit au même foyer paraxial.
Je m'arrange aussi pour que l'aberration sphérique pour ces deux longueurs d'onde soit du même ordre de grandeur, mais opposée.
Je fais un test de roddier en utilisant un capteur ayant la même réponse pour ces deux longueurs d'onde et je filtre l'objectif pour isoler les mêmes longueurs d'onde.
En monochromatique, le roddier verrait cette aberration sphérique qui se traduirait par une certaine variation d'intensité dans les plages défocalisées. Seulement en présence des deux longueurs d'onde les intensités des plages intra et extra vont être uniforme car l'aberration sphérique pour chacune des longueurs d'onde est de sens opposé. Le résultat polychromatique sera donc très bon...... mais faux. Non seulement le test de roddier semble ne pas être capable de détecter les défocalisations générées par le chromatisme, mais en plus il est capable d'intégrer les défauts et de faire une moyenne de ces défauts: la présence de sphérochromatisme peut donc être ignoréé.
Salut

[-ms- 2]

Je veux seulement dire que ce type de problème pourrait se traiter de façon plus rationnelle un forum plus bas.

Maintenant, le textuel a un grand avantage sur le formel, il permet de dire une chose et parfois son contraire deux ou trois posts plus loin comme cela se fait deux forums plus bas.