Sign in to follow this  
David Vernet

Effets du mamelonnage sur une tache de diffraction

Recommended Posts

Bonjour à tous,

Suite à cette discussion un peu houleuse :
http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/014555.html

Je reviens sur un point particulier, celui de l’effet de défauts résiduels haute fréquence comme le mamelonnage ou le zonage sur la tache de diffraction, et en particulier la formation de tavelures (ou speckles) fixes venant se superposer aux tavelures de la turbulence.


Voici une série de simulations réalisées par Pierre Riaud de l’observatoire Paris Meudon qui donne une idée de ces effets.

Pour commencer on a pris une optique simulée, sans obstruction, dont le maillage du mamelonnage représente 1/10 ème du diamètre de l’optique.
C’est typiquement ce que donne un outil à polir avec des carrés de poix de 20x20 mm sur un miroir de 200 mm ou des carrés de 50x50 mm sur un miroir de 500 mm.
Les amplitudes choisies sont de lambda/8 P.V. sur l’onde ce qui représente un faible mamelonnage que l’on recontre assez régulièrement, jusqu’à lambda/2 pour le cas le plus sévère, ce qui correspond à un miroir relativement mamelonné, mais qui se rencontre de temps en temps parmi des miroirs du commerce.
J’ai eu l’occasion de voir des mamelonnages encore plus mauvais, supérieurs à 1 lambda, sur certains miroirs, notamment un 500 mm provenant des US.

Effet sur la tache d’Airy d’un mamelonnage d’une amplitude de lambda/8 P.V. sur l’onde :

On note que dès L/8, l’apparition de tavelures fixes dans les anneaux secondaires est parfaitement visible.

Pour lambda/4 :

Pour lambda/2 :

Ensuite pour plus de réalisme, voici une simulation montrant sur une optique obstruée à 25% avec une araignée 4 branches et un zonage qui se superpose au mamelonnage, d’une amplitude voisine :

Pour lambda/8 :

Pour lambda/4

Pour lambda/2

Voici la figure de la pupille simulée :

On note que l’étalement de la luminosité par formation de tavelures fixes est assez rapide quand on monte en amplitude. Cela se fait au détriment de l’énergie du pic central de la tache de diffraction.
Concrètement sur le ciel, les tavelures fixes du mamelonnage et autres défauts à haute fréquence, se combinant aux tavelures variables de la turbulence, va élargir le diamètre du pâté turbulent et conduira à une baisse de contraste qui peut être importante dans certains cas et à une baisse de la magnitude limite sur des objets ponctuels.

Voici pour être complet, une image réelle d’une étoile, prise par le HST, qui n’est pas entaché de turbulence puisque hors de l’atmosphère, et qui présente un certain nombre de tavelures fixes parfaitement visibles dans quasiment tout le champs, résultat de résidus de polissage, comme le mamelonnage et le zonage.

Pour ceux qui veulent approfondir, voir la these de Pierre Baudoz « Coronographie Stellaire : Le Coronographe Interférentiel Achromatique » qui donne des cartographies de speckles fixes sur le HST et sur le CFHT.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Advertising
By registering on Astrosurf,
this type of ad will no longer be displayed.
Planetary Astronomy
Observing, imaging and studying the planets
A comprehensive book about observing, imaging, and studying planets. It has been written by seven authors, all being skillful amateur observers in their respective domains.
More information on www.planetary-astronomy.com

Fort intéressant. Peux tu dire quelles seraient les valeurs en 1/RMS (à peu près) ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
OK... Le L/4 PTV serait alors à peu près dans la moyenne des miroirs du commerce fabriqués en série (pour les meilleurs).

Sur Aberrator avec L/15 RMS de rugosité et L/5 PTV pour la correction des aberrations + 25% (obst) ... cela nous fait un EER de 0.57 (strehl 0.65).

[Ce message a été modifié par Laurent (Édité le 19-09-2005).]

Share this post


Link to post
Share on other sites
En fait, comme ce sont des défauts à forte pente, le Streh peut chuter rapidement.
En gros il vaut mieux un miroir avec une aberration de sphéricité régulière à L/4 qu'un miroir parfait sur les défauts de forme, mais avec L/4 de mamelonnage.

Share this post


Link to post
Share on other sites
C'est clair... et la preuve est là. Maintenant, je trouve que si l'on regarde les tests interférométriques de ciel et espace, les valeurs du strehl sont plus proches des meilleures simulations (1/8 PTV).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Oui, oui, très intéressant. Un grand merci.

Et pour être concret? Il faut les mesurer ces mamelonages et les rapporter au lambda simulé. Comment fait-on?

C'est comme le micro-mamelonnage et tous ce qui ne se mesure pas au Foucault ou à l'interféro: Si il n'y a pas de mesure, il n'y a pas de possibilité de correction efficace, il n'y a pas de moyen de trouver les techniques pour le supprimer et il n'y a pas moyen de savoir si ça vaux le coup de payer plus cher un miroir.

Alors, une piste pour mesurer tout ça?

Pierre

Share this post


Link to post
Share on other sites
Au Foucault, la mesure n'est pas facile. Cela dépend aussi de la taille des cellules de mamelonnage.
On peux y arriver en mettant tantôt une bosse et ensuite un trou au niveau d'une fenêtre de l’écran de Couder , et regarder la différence de tirage.
Avec un peu d’expérience, on se contente de l'estimer.

Pour le corriger, on se contente de ne plus le voir au Foucault ou le moins possible, car le Foucault est très sensible qualitativement au mamelonnage.

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 19-09-2005).]

Share this post


Link to post
Share on other sites
Mort de rire...
Tu vas chercher quelque chose qui t'arrange et tu as raison, là c'est vrai que c'est imparable, on voit des tavelures fixes dans les images... Je te l'ai dit et le redit ici je m'incline devant tant de savoir

Comme il doit bien se trouver sur ce forum des gens assez novices pour ne pas dénicher immédiatement la supercherie, et prendre ton post à la rigolade, comme il doit être pris, te serait il possible de reposter les mêmes images, mais en mettant une échelle d'intensité qui ne soit pas hyper logarithmique... par exemple une échelle qui ressemble à ce qu'on voit à l'oeil et pas une échelle qui sert à montrer les problèmes que l'on a lorsqu'on tente de détecter une planète extrasolaire 20 magnitudes plus faible et très proche de son étoile centrale... J'imagine qu'il sera assez facile pour ton collègue meudonnais de ressortir les mêmes illustrations en linéaire.

Après on pourra rediscuter de la valeur pratique de ce que tu avances.
Rien que la première image me fait déjà marrer, on y voit les tavelures apparaître vers le 8ème anneau de la tâche d'Airy, 8ème anneau dans lequel il doit bien arriver.... 1 milliardième de l'intensité de la tâche centrale ? On y voit jusqu'au douzième anneau, pas mal...
Je parlais dans le post que tu citais de fantasme d'opticien, on est en plein dedans. Je suis désolé de devoir dire que tes assertions n'ont aucune valeur pratique et ne démontrent seulement que ta mauvaise foi est plus grande que ton sens de la physique. Tu utilises des images publiées pour montrer quelque chose de précis dans le but de te donner raison sur un autre point. Publie des images linéaires, met des échelles sur les intensités, et on reparle.

Bénies sont les nuits où avec un 300mm, depuis la Terre bien sûr, on arrive déjà à voir la figure de diffraction, même avec le premier anneau vaguement visible et stable. Voir le second anneau dans un 300mm demande déjà des conditions excellentes. Y a t'il une personne honnête ici qui a déjà vu le troisième anneau dans la tâche de diffraction d'un télescope de plus de 300mm sur le ciel ? Combien de fois dans sa vie ?

Je donne ici le lien sur une page qui donne l'énergie distribuée dans les anneaux, désolé je n'ai pu trouver que jusqu'au quatrième anneau. http://www.mellesgriot.com/products/optics/fo_3_1.htm
On voit déjà que la brillance du 4ème anneau est de 0.0008 de celle du pic central, et ca explique qu'il n'est jamais visible dans des conditions normales. Alors le 8ème...
Si je regarde tes images en ne prenant que jusqu'au second anneau (désolé en pratique je n'arrive jamais à voir le 8ème...), on voit que en gros le mammelonage, et il est déjà sérieux, plus l'obstruction centrale, plus l'araignée, plus du zonage déforme un peu les anneaux, mais ne donne pas de tavelures, donc des pics individuels, proches de la tâche d'Airy. C'est ce que je disais, merci.
Et n'importe qui ayant taillé un miroir prendrait peur en voyant la surface que tu utilises pour tenter de montrer que tu as raison. Si tu postes les images en échelle linéaire, je pense que ça sera assez clair, même avec un miroir pourri de chez pourri.
Marrant de voir la tâche centrale carrée de l'image du HST, là aussi ça serait bien de voir çà en échelle linéaire.
Alain

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bon Alain, comme tu reviens avec un ton toujours aussi désagréable, on repart de ta petite phrase à ASP 06 dans le précédent fil:

« ASP06, je ne sais pas d'où tu sors ta théorie des tavelures fixes. Un miroir mauvais ne donne jamais des tavelures, mais des taches de diffraction plus ou moins déformées. Prend aberrator par exemple et tente de me créer une optique qui donne des tavelures fixes c'est à dire qui renvoit la lumière dans des taches discrètes, j'aurais appris quelque chose ce jour là.
Bon pas le tout, autre choses à faire moi... »

Les simulations ainsi que l’image du HST montrent le contraire, et je conçois que dans tes petites certitudes bornés, liés à ton ignorance, cela puisse t’emmerder…

On trouve d’ailleurs pas mal d’autres images du HST ou l’on voit la même chose sur les étoiles brillantes, (en moins bien échantillonné) en particulier les images prises par NICMOS, comme par exemple cette image ou toutes les étoiles brillantes sont auréolés d’un petit collier de speckles : http://imgsrc.hubblesite.org/hu/db/1999/30/images/a/formats/print.jpg

Alors oui, j’ai visualisé les fits en log, pour bien comprendre et mettre en évidence le phénomène. L’oeil aussi voit en log, ca tombe bien…
Maintenant, et là tu raconte encore des conneries, la position de la couronne de speckles est lié à l’angle solide de diffraction et n’a pas de rapport avec la luminosité des anneaux secondaires sur lesquels les speckles viennent se superposer car ils transfèrent une partie de la luminosité du pic central. En gros j’aurais pris un mamelonnage de même amplitude mais d’une fréquence spatiale 2 fois plus faible, genre 1/5 ème du diamètre de l’optique, eh bien cette couronne de speckles brillant seraient 2 fois plus rapprochés de la tache centrale…
Le diamètre de la couronne de speckles, reste défini par la formule (1.22*lambda)/D comme pour la tache de diffraction….


Et pour que tu arrête de me faire un caca mou, voici, tout exprès pour toi le cas n°3 avec L/2 de mamelonnage, affiché en linéaire, avec seulement 256 niveaux de gris… (ce qui en passant est là aussi vachement réaliste) Ou l’on voit bien que la brillance de la couronne de speckle n’est pas lié à la brillance des anneaux de diffraction auxquels elle se superpose…

Toujours en linéaire, l’exemple réalise à L/8 avec obstruction 25% et araignée, et l’on note que les speckles fixes visibles à L/8 sont déjà plus brillant que la diffraction de l’araignée (invisible sur cette image), ce qui montre bien que le phénomène n’est pas aussi négligeable que tu le prétend…


Ca doit être dur à vivre tant d’aigreur…

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 20-09-2005).]

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bien sûr que l'oeil voit en logarithme, d'ailleurs n'importe quelle étoile se voit pratiquement aussi grosse que Jupiter tellement le phénomène des anneaux multiples de diffraction est gênant. Ca ne te gêne même pas de publier des images comme ça ?
Autre question à l'expert tant qu'on y est : est ce que techniquement un mammelonage de lambda sur 2 c'est encore du mammelonage, tu en as vu des comme ça ? Ca doit faire mal aux yeux sur l'image tellement le miroir est salopé ?. D'ailleurs j'imagine qu'à ce niveau en passant un doigt sur le miroir on doit sentir les creux et les bosses, non ?
Moi je m'interesse seulement aux cas normaux, par exemple miroirs industriels, lambda sur 4, les dobsons chinois, les celetrons et autres meade, pas taillés à la hache ou poli à l'acide fluorydrique. Dans le Texereau, il cite des amplitudes pour le mammelonage de lambda sur 20, pas lambda sur 2. Le lecteur normal d'astrosurf n'a pas de miroirs aussi mauvais que çà, tu montres des cas d'écoles pour te justifier.
Alors on va dire que en théorie tu as raison on peut saloper un miroir à ce point, et que dans ce cas, oui, ca doit valoir le coup de le faire retoucher , et qu'en pratique 99.9% des miroirs utilisés par les observateurs, avec un ciel normal, pas dans l'espace, ne verront pas de tavelures dans leurs images. Ou alors que je suis complétement ignorant et que dans le peu de télescopes que j'ai utilisé dans ma vie (une trentaine ?), je n'en ai jamais vu des aussi mauvais que ceux que tu tentes de nous faire passer pour des miroirs quasi normaux...
Pas d'aigreur, juste qu'il est important de ne pas laisser dire des conneries sans arrêt... J'arrête le débat idiot ici. J'ai vraiment d'autres choses à faire que de tenter d'argumenter devant des idioties pareilles. On est vraiment dans le domaine de la Vernetique, qui est à l'optique ce que Xfiles est à la physique. Après les miroirs qui coulent, les mammelonages à lambda sur 2...
La vérité est ailleurs
Alain

Share this post


Link to post
Share on other sites
bonjour

puisqu'on parle de mamelonnage et d'état de surface, voici une série de 5 images montrant des miroirs, classés du meilleur au pire. http://www.astrotelescope.com/miroir0.jpg http://www.astrotelescope.com/miroir1.jpg http://www.astrotelescope.com/miroir2.jpg http://www.astrotelescope.com/miroir3.jpg http://www.astrotelescope.com/miroir4.jpg

Les photographies sont réalisées au test de Foucault (image de gauche) et au contraste de phase (image de droite) et n'ont subi aucun traitement ni renforcement.

Sur le dernier miroir de la série (miroir du commerce) on voit très bien le mamelonnage. Son amplitude, difficile à estimer à partir d'une photo, peut être considérée comme énorme.
En ce qui concerne le micromamelonnage, il apparaît de manière plus ou moins marquée au test de Foucault, mais c'est bien le contraste de phase qui le met le mieux en évidence. Par exemple, le miroir n°3 (http://www.astrotelescope.com/miroir3.jpg) présente une apparence relativement douce au Foucault, mais le contraste de phase fait apparaître une rugosité assez présente.

Enfin, en pratique, les effets du micromamelonnage se font ressentir dans tout le champ visuel (ou photographique) sous la forme d'un voile diffus ayant pour effet de diminuer le contraste global des images.
Si le micromamelonnage est très important, on observe un halo de diffusion autour des étoiles et des planètes ; ce halo s'étend parfois à tout le champ visuel, occasionnant un ciel laiteux à l'oculaire. Un miroir dont la surface est très régulière, avec un micromamelonnage très faible (1er exemple de la série de photos ci-dessus) montre un fond de ciel bien noir, même lorsqu'une planète occupe le milieu du champ.

Pour savoir si un miroir diffuse ou non la lumière qu'il reçoit (à condition que ce miroir ne soit pas trop poussièreux), un bon test consiste à observer, ou -mieux- à photographier les satellites de Mars, Phobos et Deimos. Ca tombe bien, nous arrivons dans la bonne période.
Voici un exemple de photo de Mars et de ses satellites réalisée en 2003 avec un T250 (miroir très peu diffusant) et une webcam VP non modifiée. Phobos et deimos sont les deux petits points visibles à côté de Mars, complètement "brulée".

Compositage de 200 images prises au foyer (F/D=8). Luminosité et gain au maximum. Acquisitions à 5 images/seconde. Image traitée avec IRIS (léger masque flou). Les aigrettes lumineuses sont dues aux branches de l'araignée du télescope. Remarquez la faible diffusion lumineuse autour de la planète Mars, pourtant de magnitude -3 !

Cordialement
Jean-Marc

[Ce message a été modifié par jm lecleire (Édité le 20-09-2005).]

Share this post


Link to post
Share on other sites
C'est vrai Alain, c'est important de ne pas laisser dire des conneries sans arrêt, alors tais toi.. ca en feras beaucoup moins à lire...
Mais bon ta mauvaise foi sans limite, ton manque total d’honnêteté intellectuel et ton désir de régler des comptes perso, rend tes « arguments » totalement surréalistes… C’est pathétique…

Allez, parce que je suis quand même bon avec toi je te fais rentrer dans mon merveilleux univers Xfiles, voici un exemple d’un miroir de 500 du commerce, d’origine US, avec un mamelonnage supérieur à 1 lambda…

Sur la 2ème image, le couteau est presque coupé à droite, pourtant le mamelonnage diffracte encore sur tous le demi diamètre de la zone…

Sinon, c’est vrai il est très difficile d’observer sur le ciel les speckles fixes car ils se noient dans ceux variables, de la turbulence. Pourtant, leur contribution est bien là en s’additionnant à ceux de la turbulence…

Share this post


Link to post
Share on other sites
Salut a tous

Moi j'en voie qu'un seul d'anneau mais avec des tas de speckles autour.

He!!!!!! Mau Mau tu les vois aussi ?????

Bye
PB

[Ce message a été modifié par PierreB (Édité le 20-09-2005).]

Share this post


Link to post
Share on other sites
MDR Pierre B

Une chose est sure c'est qu'il y a un sacré trou central, difficile à retoucher d'aprés moi , heuuuuu!!! en tout cas je ne m'y risquerais pas, doit faire au moins 100kg le bestiau

bon ok, je sors.....

Share this post


Link to post
Share on other sites
Et ca continue...
"Sinon, c’est vrai il est très difficile d’observer sur le ciel les speckles fixes car ils se noient dans ceux variables, de la turbulence. Pourtant, leur contribution est bien là en s’additionnant à ceux de la turbulence…"

Si je regarde bien tes simulations de la mort, ça doit pourtant être bien séparé, la tâche centrale d'Airy, un premier anneau déformé, puis des tavelures, faisant un anneau à respectivement 2 et 5 secondes d'arc autour de l'image avec pratiquement la même intensité que le premier anneau par exemple. Ca doit être assez caractéristique pour être bien visible.
Même Jean Marc semble ne pas s'y connaître trop en Vernetique. Tu parles de diffusion (ce que je pense raisonnable et prouvé) et David te montre des images avec un anneau de tavelures situé à plusieurs secondes d'arc autour du centre de l'image. Mais il raison, le David, d'abord il est le maître en luimêmeotique, et dès que le seeing dépasse plusieurs secondes d'arc dans ses miroirs de Shadock et bien tout se mélange. Ca se trouve les anneaux d'Einstein autour des galaxies c'est juste un effet vicieux du mamelonnage.
Mais bon David on va dire que tu as raison, d'ailleurs tous les observateurs du forum le savent bien, tous les miroirs du commerce et néanmoins de merde sont tous pourris et donnent pleins de tavelures fixes, avec des taches d'Airy énormes, des anneaux de tavelures fixes autour, évidents dans les simulations (c'est même pas en log, alors...), mais quand même difficiles à voir (??) qui font que dans un miroir non bien poli, les images sont toutes pourries dès qu'il y a un poil de turbulence, alors que le miroir très poli, lui, il reste imperturbable. Je n'ai pas de problèmes avec ça.
Soyons sérieux un instant David, ton anneau de tavelures, tu l'as déjà vu dans un miroir réel, sur le ciel ou en labo ? Y aurait t'il d'autres témoins ayant un miroir donnant des anneaux de tavelures de 5 secondes d'arc autour d'une étoile ? (utiliser le cas échéant un pseudo de façon à ne pas être reconnu, notamment si vous voulez refourguer votre miroir dans les petites annonces... ).

Pour Pierrebeuh, bien qu'on n'ait jamais gardé les tavelures ensemble lorsqu'on était jeune, tu passeras quand même le bonjour à Mme.
Alain

[Ce message a été modifié par maury (Édité le 20-09-2005).]

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonjour à tous,
Ca fait + de trente ans que j'observe dans différents télescopes de tous les diamétres et je n'est jamais vu de tavelures, de spekles et touti quanti. En revanche, de la turbulence, j'en ai vu dans tous les télescopes, dans les bons et les moins bons !!!
A+, Philippe

Share this post


Link to post
Share on other sites
"Ca fait + de trente ans que j'observe dans différents télescopes de tous les diamétres et je n'est jamais vu de tavelures..."

...Dans tous les diamètres???....Étonant!

D' après ce que tu dis nous devons avoir une expérience assez proche , mais je peux t'assurer que moi, j'en ai vu des tavelures...

Share this post


Link to post
Share on other sites
pour PierreB,
effectivement on voit bien le mammelonnage.
mais ca manque de dentelles (l'image comme ton post).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Bonjour à tous

Après lecture assidue du premier post "Dans Astrosurf magazine, je lis..." et de celui-ci, j'aurai deux questions à poser, si cela est possible, histoire d'essayer de bien comprendre tout ça ?!

- il y aurait un diamètre minimum pour pouvoir voir ces fameuses "tâches" (speckles, tavelures, ...) ? Supérieur à 300 mm ? Si oui, pourquoi ?

- à partir de quel niveau de grossissement, sur une étoile, peut-on voir ce même phénomène ? (X200 ? X500 ? + ?)

Je remercie d'avance les personnes qui voudront bien m'éclairer !!!

Vincent

Share this post


Link to post
Share on other sites
merci fredo!
Enfin on va pouvoir rire! Tu n'aurais pas celle où nos deux lascars s'envoient les poissons dans la gueule:
" Quoi! Il n'est pas frais mon poisson?"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this