Réglage d'un Cassegrain (coudé), encore !

[bernie 0]

Bon, le temps des réglages et de la collimation de ce futur télescope est revenu...

Enfin un sujet qui ne déchainera pas les passions et ne fachera personne
Les explications préliminaires sont un peu longuettes, mais nécessaires pour ceux qui voudront m'apporter une explication, AMHA. Désolé pour les amateurs de 'short'

A mes distingué(e)s collègues opticiens/constructeurs de me venir en aide s'ils le peuvent.

Les données du problème :

- Combinaison Cassegrain, + coudé pour renvoi de l'axe optique dans l'axe d'altitude de la monture Dobson. Focale Cassegrain souhaitée de 5156mm.

- Primaire diam. 204, F 1075 (en Zérodur, celui-là je l'ai eu...), taillé par ma pomme.

- Secondaire diam. 43, F 259,5 avec un coeff. 'b' de -2.3, taillé par Roger Mosser.

- Plan pour le renvoi coudé de 25mm de petit axe. Celui-là vient des US (Protostar).

Pour info, seuls le secondaire et le plan sont aluminiés pour le moment.

Il y a quelque temps, l'instant fébrile de l'assemblage dans le tube étant enfin arrivé, je n'étais pas parvenu à monter les 3 miroirs suffisamment correctement pour faire les premiers essais.
Le problème étant que l'image finale ne se formait pas du tout à l'endroit prévu par le calcul. En fait je n'arrivais même pas à savoir où elle se formait.

Après moult tentatives, j'ai décidé de raisonner et de comprendre quel élément, optique ou mécanique pouvait être à l'origine de l'échec.

- primaire : estimé à lambda/15 au contrôle type Texereau, testé en montage Newton simple avec le plan de 25 (mon renvoi 'coudé'). Même sans fignoler la collimation, on obtient une image correcte et au bon endroit.

- secondaire : rayon de courbure remesuré après m'être bricolé un sphéromètre (j'ai assez de bouts de verre pour étalonner...). C'est OK. La bonne mine de sa courbure hyperbolique en revanche ne peut plus être vérifiée, hélas : Roger Mosser n'est plus, et le calibre de mon miroir non plus. J'ai un préjugé favorable sur la qualité du travail de notre collègue.

- collimation : j'ai fini par acheter un cheshire (Orion). Ça marche, même s'il y a une réflection supplémentaire dans mon montage coudé par rapport à un Newton classique. Sans aller jusqu'au dernier quart de petit poil, j'ai fait la chose correctement. A moins que je n'ai rien compris... mais voir plus loin la description de ce que je vois dans le tube p-oc.

- calculs des dimensions physiques de ma combinaison : j'ai eu d'affreux doutes là-dessus. Mes bases sont le Texereau, et Danjon et Couder. Après un échange de mails fructueux avec Michel Bonnin, je me suis rassuré. Les quelques exemples données par mes auteurs de base me servent à vérifier mes formules, que j'ai entrées dans mon tableur préféré. Les simulations en sont grandement facilitées.

Outre les dimensions déjà données, ceux qui veulent vérifier si je ne me suis pas planté peuvent avoir celles-ci :

- distance prim. - foyer Cassegrain : 115,6
- distance prim. - secondaire : 569,6
- diam. nominal mini du secondaire : 39,1
- diam. réel utile : 42,5 et un donc champ de pleine lumière calculé de 20,3mm, soit 13,5 minutes d'arc.

Hier soir, j'ai eu l'idée de me servir d'un morceau de verre dépoli pour observer l'image formée. Je me suis dit qu'après tout, il n'y a rien de magique dans tout ça, et que s'il y a une image réelle, le dépoli l'arrêtera.

Inutile de dire que question placement d'oeil l'expérience est là

Le résultat des courses en l'état actuel des choses n'est pas très simple à décrire.
Je vise un pylone relais situé à environ 2 km. J'obtiens une image, mais :

- à l'oeil nu, le tube porte-oculaire me montre mon miroir plan, rond, le secondaire tout entier largement inscrit dedans, et le primaire tout entier et un peu plus inscrit dans le secondaire. L'oeil reculé d'un quarantaine de cm, je vois l'image nette de ce que je vise.

- avec un oculaire (je n'en ai qu'un, focale 22mm, au-dessus de tout soupçon), c'est très, comment dire, fugace, fantomatique, pas très lumineux, et critique sur le placement de l'oeil. Les formes géométriques de l'objet visé permettent de constater qu'il n'y a aucune déformation grossière et rédhibitoire de l'image.

- avec un compte-fil (focale estimée d'environ 45mm) à la place de l'oculaire, c'est encore plus drôle. L'oeil très éloigné (>30 cm) du dispositif oculaire, je vois sur la lentille du compte-fil le rond lumineux du tube p-oc., et un petit rond bien moins lumineux en apparence centré dedans. Le plus intéressant se produit quand j'approche mon oeil de la loupe. Le cercle lumineux du tube p-oc. grandit et l'autre cercle diminue. Quand je suis à une cinquantaine de millimètres de ma loupe, l'image est bien là, à l'emplacement du cercle le plus petit, relativement lumineuse, le champ observé ayant la taille attendue (la dizaine de minutes d'arc). Mais le placement est hyper-critique, j'ai l'impression de devoir placer mon oeil pile sur la pointe d'un cône. (ça va faire marrer Fabrice, l'aspect conique de la manip.).

- avec mon bout de dépoli au foyer supposé : évidemment rien, nada, zilch.

Dire que je suis désespéré est un euphémisme

Est-ce que ce que je décris avec le compte-fil évoque quelque chose à quelqu'un ? Je trouve ahurissant de voir une image avec cette simple loupe de manière aussi bizarre. D'un côté, ça me rassure d'avoir 'vu' le pylone visé, de l'autre le fait d'avoir affaire à un 'quasi-fantôme', invisible sur le dépoli, et très fugace dans le 'vrai' oculaire, m'exaspère.

Le pire, oui pire, c'est que alors qu'en proie à d'horribles doutes sur la validité des calculs des dimensions de la combinaison, j'ai fait dans le même tube un montage 'à la diable' des miroirs de mon futur Ritchey-Chrétien. Et ben, horreur, même avec le primaire au 'conique' pas bon du tout (c-a-d même pas une parabole correcte), j'ai obtenu une image très facilement ! Pas bien belle, y'a pas de miracles, mais à l'endroit attendu. Et sans fignoler la collimation : secondaire tenu par une grosse élastique sur le support du Cassegrain (diam. 85 au lieu de 43mm).

Une bouteille de rosé d'Ardèche, ben oui le pylone visé est en Ardèche, de derrière les fagots à qui me sort de l'enfer. Parole.

Cordialement,

[fabrice2 1]

Gardes ta boutanche et file moi plutot des info correctes à savoir:
Le rayon de courbure de ton primaire (si tu t'es pas gourré sur la focale laisse tomber cette info)
Le rayon de courbure du secondaire-hyper important- ton histoire de f physique, j'ai tjs pas compris- un miroir, même asphérique, c'est un rayon de corbure au sommet et dans le cas de l'asphère un coeff de déformation- alors donne le rayon et après je te dirais ce qui colle pas.
salut

[bernie 0]

Fabrice,

519mm. c'est ce que Roger a gravé dessus.

C'est ce que j'ai aussi constaté avec ma bricole de sphéromètre.

Si t'aimes pas le rosé, j'ai autre chose

A+

[fabrice2 1]

laisse tomber j'ai trouvé:
Je suis parti sur le fait que tu as donné les focale des miroirs- j'ai multiplié par 2 pour les rayons (j'suis trop fort!)
Alors la formule ce serait
primaire R=2150 parabolique (parabolique?)
secondaire R=519 hyperbolique de -2.3
Résultat:
L'optimum de la correction se fait lorsque le secondaire se situe à 868.771 mm du primaire (annulation de l'aberration sphérique sur l'axe-ce pourquoi les asphères sont ainsi)
Distance secondaire foyer = 1004.597 mm
Focale résultante: 5236.60
Et là c'est nickel.
Le champ totale de 0.5° te donne un cercle image de 45 de diamètre environ et la courbure de champ est d'environ 200 mm (concave vers la lumière)- Le diamètre utile du secondaire sur ce champ est de 46.7 mm.
Le système semble par contre hyper sensible au positionnement. Je regarde et je t'en recause.
Salut

Ce qui est génial c'est qu'avec ta distance primare-secondaire de 569.6, ton foyer est virtuel, 500 mm en arrière du secondaire!! t'étais pas près d'avoir une image!!

[Ce message a été modifié par fabrice2 (Édité le 14-11-2002).]

[bernie 0]

Fabrice,

Mon doigt a louché sur la distance primaire-secondaire. C'est 869,6 que j'utilise.

Le primaire est parabolique pour autant que je sache. Peut-être pas une merveille, mais assez bon. Il aurait dû être en service depuis longtemps

Je mets tes chiffres dans mon tableur et on recause

Merci jusque là néanmoins.

D'après toi, le travail de Roger Mosser n'a pas de raison d'être remis en cause ? Je préfèrerais, parce que refaire le secondaire, mince...

[fabrice2 1]

Bah alors c'est quoi le problème? Le fait que ton image soit pas au bon endroit? Si oui, C'est normal. Imaginons que tu sois certain de tes valeurs de rayon de courbure. Si tu prend ma distance primaire-secondaire de 868.77 le foyer se trouve à 1004.6 du secondaire. Si on prend ta distance, c'est à dire 869.6 soit 0.8 de différence (c'est pas grand chose!) le foyer est à 985.2 du secondaire! Pas loin de 20 mm de tirage en moins pour une erreur de 0.8 mm de positionnement. Ca va vite et c'est normal, because ton secondaire fonctionne a un grandissement transversal de 4.8 environ: sachant que le grandissement axial (c'est à dire le coeff multiplicateur à appliquer au déplacement de l'objet pour avoir une idée du déplacement de l'image) vaut le carré du grandissement transversal, tu vois que ça va vite! 4.8^2 fois plus vite!
Maintenant y'a les erreurs sur les valeurs des rayon de courbure qui jouent aussi. Le primaire, tu peux peut être faire une mesure précise, mais le secondaire, y'a plus qu'à croire ce qui est écrit dessus! A moins que t'es du matos!
Salut

[bernie 0]

Ma simulation fonctionne bien avec tes chiffres. C'est rassurant pour ma santé mentale. A une fraction de millimètre près, j'obtiens les mêmes dimensions.

Sauf pour le champ : j'en suis à la moitié de ce que tu annonces. A voir.

J'avais à l'époque optimisé pour une focale de 5156 parce que ça donne 90mm pour 1 degré. je préférais ça à 89 ou 91. Va savoir.

En devant placer mon oeil sur une pointe d'aiguille pour découvrir l'image, j'ai surtout peur de m'être gouré sur le champ de pleine lumière. Mais c'est très probablement autre chose. L'effet que j'observe ne correspond pas à un simple assombrissement sur les bords.

Pour info, je mesure la distance entre primaire et secondaire avec une barre plastique rigide (diam. 4) d'1 mètre, sur laquelle j'ai fixé un bout d'adhésif au bon endroit (comme un petit drapeau). Posée délicatement sur le primaire, je vois de suite si la marque est dessous ou dessus le secondaire. Je sais que cette distance est critique et que 0.5mm à cet endroit fait bouger le plan focal de beaucoup plus que ça. Jamais compris d'ailleurs pourquoi sur les S-C la m-a-p se fait avec le primaire. Faut être maso !

[bernie 0]

Sur ton envoi de 15h49 :

Rien de nouveau sur l'importance de la distance primaire-secondaire. C'était tout vu pour moi.

Par contre tu disais précédemment que le système semblait hyper sensible au positionnement. Tu peux expliciter si c'est autre chose que cette distance ? La courbure de champ de 200mm m'inquiète un peu (même si mon champ utile espéré n'est que de 20mm). Mon problème, c'est la manip. bizarre pour arriver à voir cette foutue image. Je trouve pas ça normal. C'est d'ailleurs confirmé par mon bout de dépoli, qui bête et m¤hant ne voit rien du tout lui. Et je l'ai fait avancer et reculer le bougre...

Tu calcules sur quoi, OSLO ?

[Pierre-Marie 69]

Si tu prends une source plus lumineuse que le poteau, une lampe ou le ciel, par exemple, et que tu déplaces un bout de calque en laissant tomber le miroir plan pour l'instant, c'est pas possible que tu ne trouves pas le foyer. Peut-être en commençant par éloigner un peu le secondaire du primaire, pour que l'image ne soit pas trop loin et plus facile à trouver.

[fabrice2 1]

Pierre Marie, il semble que le primaire de Bernie soit pas percée donc pas possible de localiser l'image.
Bernie pour le positionnement je parlais en fait des tolérances des espaces d'air qui font que ton foyer peut se déplacer un max. Pour le centrage, faut que ce soit précis mais vu que t'es ouvert à 25, ça va!! La coma axiale générée par un décentrement du secondaire de 1 mm reste encore dans la tache de diffraction (limite), sans compter que dans cette position, un basculement (de 0.3°) te compense presque totalement le décentrement. Cette ouverture rend d'ailleurs la qualité insensible à la courbure de champ. Si on trouve pas le même cercle image, c'est tout à fait normal car j'ai pris 15' de demi champ (1/2 degrés total).
Maintenant sur le fait que ton image soit pas terrible, oublie pas que tu fonctionnes sur 4% de réflexion du primaire et que ton scope, c'est pas le VLT!
Salut

J'oubliais, on n'optimise pas sur une histoire de taille d'image par angle de champ! C'est une connerie! T'as deux miroirs de courbure et d'asphérisation donnée, ce sont ces paramètres et eux seuls qui définissent les espacements. Les valeurs que je t'ai donné sont optimales.

[Ce message a été modifié par fabrice2 (Édité le 14-11-2002).]

[Pierre-Marie 69]

Il pourrait peut-être commencer par écarter les miroirs pour que l'image réelle se forme sur le primaire.

[vincent 2]

Je comprend pas trop ton idée Pierre Marie.

[bernie 0]

P-M,

Je comprends ce que tu veux dire. Effectivement mon primaire n'est pas percé. Je vais recalculer la distance entre les 2 miroirs en fonction. Comme le primaire est en Zéromou, y mettre le soleil ne risquera pas de le fair péter C'est chouette comme idée. Merci. C'est peut-être plus clair pour Vincent ?

Fabrice,

Remesurer le R du secondaire précisément n'est pas à ma portée. Avec mon sphéro de compét', j'ai pu 1- vérifier qu'il n'y avait pas eu malentendu entre R et F avec Roger (même s'il a gravé le R commandé sur le verres), 2- voir qu'on était dans la zone voulue.

De toute façon, la variation de ce R n'influence pas autant la position du plan focal que la distance entre les 2 miroirs par ex.

Je répondrai plus tard sur la taille d'image par angle de champ. Je me suis encore mal exprimé.

Sur la luminosité de l'image, OK. Mais je sais ce j'ai vu avec mon bricolage avec mes miroirs du futur RC. C'était bien plus conforme à la théorie (OK, il est à F/D 8.5 celui-là).

J'en reviens encore à cet aspect 'tête d'épingle' où se niche mon image. Ça doit bien avoir une explication optique. Y a pas de magie dans nos bidouilles ! Et ça ne fait pas ça quand avec le même compte-fil je regarde l'image derrière un objectif photo par ex.

[Pierre-Marie 69]

Il me semble que je ferais ça. J'orienterais le primaire vers le ciel et déplacerais le secondaire de manière à ce que l'image se forme à la surface du primaire. A partir de là, on peut déduire la courbure du secondaire.

[bernie 0]

P-M,

On peut même le faire avec simplement le primaire dans son barillet, en tenant le secondaire à la main. Bon, la mesure sera à la louche, mais avec un peu de doigté, j'aurai au moins une idée des choses.

Fabrice,

L'optimisation sur la taille d'image par angle de champ, c'est un raccourci poétique

J'en suis resté à cette valeur de 5156 parce que c'est ce que j'ai décidé à l'époque. Ensuite, j'ai taillé le primaire. Avec son R (que je pense connaître à moins de 2mm près) et 5156, j'ai 'optimisé' en faisant varier le R du secondaire compte tenu des autres dimensions que je souhaitais. J'ai passé commande chez Roger Mosser, qui m'a livré la chose avec un certain R et un certain b. J'ai recalculé avec son R (mais en conservant 5156 et mon R primaire), j'ai vu que le b optimal était de 2.33 et non 2.3, je me suis dit : marginal. C'est sûr que le moindre écart sur la distance entre les 2 miroirs nécessiterait une nouvelle simulation pour voir de combien on s'éloigne des positions optimales. Ta simul. m'envoie mon plan focal 20mm plus à l'extérieur du tube. C'est trop pour moi. Mais sur le fond, t'as raison.

Pour se détendre un peu, peux-tu nous dire ce qui se passe optiquement dans un S-C quand on met au point en faisant bouger le primaire ? Car c'est ce qui se passe, non ? (bon, sur ceux des dernières générations, j'en suis pas si sûr, je ne regarde pas trop les pubs...)

[barbidule! 1]

perso je commencerais par virer le tertiaire, puis par ajuster pil poil la distance primaire secondaire et ensuite remettre le tertiaire, collimater et regarder un objet tres lointain (qques kms si possible).

pour des rayons de courbure et des coeff de deformation donnes il y a une seule distance primaire secondaire qui est optimale comme dit plus haut. il y a un peu de marge mais pas tant que ça ... il vaut mieux partir sur les meilleures bases et ne pas d'entrée bouffer les tolerances du systeme en faisant l'impasse sur un ajustement precis des parametres accessibles.

[bernie 0]

Ok, barbidule. Je suis passé par ce que tu dis.

Le truc, c'est que vraiment sans me fouler beaucoup sur les réglages et la collimation, je suis arrivé à bien mieux avec mes miroirs Ritchey-Chrétien (dont le primaire abandonné est très loin du top). L'image est là conforme aux prévisions, pas folichonne et c'est normal. Je n'en suis pas du tout à ce point avec le Cassegrain.

Dès que le ciel redevient bleu, j'essaie la manip. proposée par Pierre-Marie.

Salut

[barbidule! 1]

evite d'utiliser le soleil pour focaliser, meme ton primaire en zerodur aurait des soucis...
prends la lune de nuit, ça doit suffire.

[bernie 0]

Salut,

Rien pu faire jusqu'à hier soir à cause de la couverture nuageuse

J'ai suivi la proposition de P-M et barbidule, c-a-d viser la lune en tenant le secondaire à la main pour obtenir l'image finale directement sur le primaire.

Ça marche : j'avais collé un carré de buvard sombre de 45mm de côté au centre du primaire (= taille de la lune si la focale cassegrain est bien celle prévue), et j'obtiens bien une image de cette taille.
La luminosité est quand même faible, et je vais attendre le w-e (because horaires de travail) pour recommencer avec le soleil et mieux apprécier la netteté de mon image. Grosso modo, le décalage opéré sur la distance primaire-secondaire, environ 5mm en plus, correspond avec le déplacement constaté du plan focal sur le primaire.

Conclusion temporaire : primaire et secondaire font leur boulot, et le rayon de courbure annoncé du secondaire (519mm) doit être très proche de le réalité.

Va donc falloir que j'investigue le dernier étage de ma fusée le plan de renvoi coudé et la collimation de l'ensemble monté dans le tube. Je pense refaire d'abord un test en Newton simple avec le primaire et le petit plan pour vérifier la qualité optique (déjà fait, mais bon...). D'autres idées ?

Bonne journée.

A+