Effets du mamelonnage sur une tache de diffraction

[maire 252]

Fabrice2 a écrit: Alors maintenant tu prends un détecteur et tu vas m'expliquer pourquoi ce magnifique gris n'EMET PAS 50% du flux emis par le blanc...:-))

J'en conviens bien mais le débat n'était-il pas dans la perception/non-perception des détails dans une image numérique? Et non pas d'une mesure de flux.
Astroamicalement.

[David Vernet 131]

Ben non Alain, tu n’as encore une fois pas tout lu, car j’ai aussi dit :

« La première série de simulation est un cas d'école, elle est la pour voir et comprendre l'effet d'un mamelonnage régulier, sur un miroir supposé parfait.
En gros c’était pour tenter de faire un peu de pédagogie...

La réalité étant plus complexe, il est très improbable de trouver un miroir parfait avec L/2 de mamelonnage....

Donc, j'ai fais réaliser une 2eme série de simulations en combinant, une obstruction, la diffraction de l'araignée, et un peu de zonage.
C'est une simulation certes imparfaite, comme toute simulation, puisqu'on a limité les types de défauts, mais déjà nettement plus proche de la réalité, comme je l’ai indiqué dans mon premier post.

La réalité d'un miroir très mamelonné est encore plus complexe car c'est en général un travail de cochon, ou il y aura du zonage, un certain nombre de défauts d'aberration de sphéricité, de résidus d'astigmatisme dans certains coins, etc, et cela va donner une image comportant des speckles fixes plus homogènes car tous les défauts se combinent, (comme dans l’exemple de l’image du HST) dans le champs de la tache de diffraction, et superposés aux speckles variables de la turbulence, il est très difficile de repérer les fixes, mais qui s'ajoutent de toute façon aux speckles variables....
Néanmoins, des procédés de soustraction pou établir des cartes de speckles fixes existe car cela est un vrai problème pour l’imagerie à très haute dynamique comme l’imagerie directe de compagnons très faibles d’étoiles ou de planètes extrasolaires. »

Je complète sur ce que l’on voit sur étoile.

Prend une étoile brillante, avec beaucoup de turbulence, tu vois un gros bouillonnement de speckles qui s’étalent sur une surface assez large. Maintenant prend la même étoile, mais avec de bien meilleures conditions, allez on va même dire des conditions exceptionnelles, avec le pic central et le premier anneau de la tache de diffraction intact. Le 2eme anneau lui sera fragmenté, et au delà, plus d’anneau visible, ca n’est qu’un brouillard de speckles turbulents et peu lumineux, mais qui s’étalent assez loin, plusieurs secondes d’arc. T’as déjà vu ca non sur étoile bien brillante ?
Maintenant prend le cas d’un miroir mamelonné (oublie cette histoire d’anneau de speckles, car comme je l’ai expliqué c’est un cas d’école et la réalité est plus complexe), les speckles fixes, que tu ne vois fixes que depuis l’espace ou en faisant de la cartographie de speckles fixe par des procédures de soustraction, se combinent (en fait ils s’additionnent en amplitude) à ceux de la turbulence, donc le résultat, ce sont des speckles mobiles, mais plus lumineux de forme différente que si on avait eu que les speckles de la turbulence, et qui vont s’étendre plus loin de l’axe optique. Bref ca empâte ton image et ca diminue son contraste.

Maintenant, prend le cas d’une étoile beaucoup moins brillante. Avec de la turbulence, on voit un pâté turbulent composé de speckles, mais la tache aura, de part sa faible luminosité, un diamètre bien plus petit que pour une étoile brillante car les speckles secondaires, nettement moins lumineux, ne seront plus perceptibles.
2eme cas avec peu de turbulence, là on ne verras plus que le pic central et le premier anneau, les speckles secondaires ne seront pas visible. Rajoutons les speckles fixes : Là soit l’intensité n’est toujours pas assez brillante malgré l’ajout de ses speckles fixes et la seule chose que l’on verras c’est une perte de magnitude limite, le pic central de l’étoile « peteras » moins. Soit l’ajout des speckles fixes avec les speckles secondaires permet de les voir, et on vas à nouveau voir quelques speckles secondaires qui vont élargir la tache de diffraction.

Et c’est bien ce qui se passe quand sur un mauvais miroir on a toujours l’impression que la turbulence est plus forte, car à la fois les défauts seuls du miroirs, surtout ceux à haute fréquence, ne se distinguent pas du bouillonnement généré par la turbulence.

Pour résumer, j’ai déjà vu des taches turbulentes de 5’’ d’arc dans un mauvais instrument alors que dans celui à coté ca n’en faisait pas la moitié…
Par contre je n’ai jamais eu l’occasion de voir de speckles fixes à l’oculaire, car les conditions atmosphériques ne le permettent pas, (sauf conditions réellement exceptionnelles que j’ai personnellement pas rencontré) ce qui ne veux pas dire qu’ils n’existent pas, ou alors explique moi quel est la nature des taches d’un diamètre similaires à ceux de la tache de diffraction, que l’on voit sur les images du HST qui échantillonnent correctement les taches de diffraction et explique moi aussi comment elles se forment…

Bon sinon comme tu l’as si bien souligné dans une de tes interventions si agréable à lire, je ne suis qu’un misérable cloporte, absolument ridicule face aux grand opticiens de ce monde. Je suis entièrement d’accord, et c’est pour ca, car moi j’ai l’humilité de le faire quand je ne sais pas, que j’ai soumis mon raisonnement à un autre opticien avec qui je travaille, Antoine Labeyrie, qui lui n’a pas besoin de faire étalage de ses diplômes pour exister (ceux que ca excite vraiment peuvent toujours chercher son CV sur le net), pour discuter de ce raisonnement. On a corrigés quelques termes pour être exact et c’est donc sous sa correction que je te livre ce raisonnement…

Je conçois que ces histoires de speckles fixes puissent paraître étranges à certain, c’est une préoccupation récente de la part de la communauté HRA pour l’imagerie à très haute dynamique, mais les études, les simulations, et les observations, soit direct avec le HST soit par soustraction sur de grand télescopes qui accueillent un coronographe interférentiel, ou en labo ont permis d’affiner et de mieux comprendre la contribution des défauts hautes fréquences d’un miroir sur une image.
Il m’a semblé intéressant d’en parler ici, même si c’est un peu hardu, et bien que je m’attendais à un débat, je m’attendais a un débat un peu plus serein, sans que le déballage de mauvaise fois, de certitudes non fondés, de coup bas et autres règlements de comptes en tout genre, soient la règle et viennent polluer ce fil…

[Olivier Meeckers 3 868]

Et ben, ça chauffe pour certains par ici On va encore me prendre pour un réactionnaire mais désolé d'être anticonformiste. En effet, j'apprécie beaucoup l'argumentation et le partage d'expérience de Fabrice2 et Alain. Ils ont une fois encore mes faveurs (mais tout le monde s'en moque ).

Alain et Fabrice2, sachez qu'il y a certains noms sur ce forum auxquels il vaut mieux ne pas se frotter sous peine de s'attirer les foudres des nombreux adorateurs. Je l'ai expérimenté à mes dépends . Vous constatez que souvent on parle à un mur de dérision et d'idiotie. Je pense par exemple à la réponse adressé à Alain montrant le postérieur d'une truie. Faites pas attention, ils ne le font pas exprès et ce genre de réponse ne fait que reflèter le petitesse de leur esprit (critique).

Alain, Fabrice2 et certains autres continuez à nous faire part de vos connaissances et expériences! Merci.

Merci aussi à David pour avoir en quelques sortes réactivé mon post fermé la semaine dernière. Je vois qu'il y a encore matière à discuter malgré qu'on m'ait reproché de faire survivre un post dont on avait épuisé le sujet .

Olivier

[Ce message a été modifié par Olili (Édité le 21-09-2005).]

[frédogoto 2 006]

Alain : je ne saisi pas bien l'importance de citer mon nom, plutot que mon pseudo
Je n'ignore rien de ton parcour et de ton impressionant cv
il est vrai que j'aurais put t'inclure dans la liste (non exostive tant tes conaissance sont estimable et te compter pamis nous et un honneur et un gain réel !
et d'une maniere générale mes remarques ne t'étaient pas déstinées, mais plutot a d'autre.

Un chose est certaine c'est que tu a un caractere de phacochère en rut, et que cela ne te sert pas toujours, même si ta contribition dans le débat (j'allais dire bagare ) est toujours interressante, car cela oblige david a se mettre au niveau des mortels que nous somme (joke david, le prend pas mal hein ?)

Par contre j'aimerais que tu m'expliques ce traitement de faveur que tu me reserve en sitant mon nom ! ce n'est certes pas un secret alor pourquoi le revélé ?
je ne comprend pas tres bien, ou alors je comprend des truc qui ne me plaisent pas du tout, je prefère donc te laisser m'expliquer ce que signifie cette intention.
merci

[thclavel 354]

Et ben dis donc meme Antoine Labeyrie s'en mele ,ca c'est du forum de 1ere Classe !
Je me souviens au siecle dernier ,j'etais jeune avoir decouvert Mr labeyrie dans un science et vie dans son observatoire (le Cerga?)en forme de maison de Barbapapa en provence et avoir decouvert (a mon niveau) le principe de l'interferometrie !dont il est un des peres non ?si ce n'est le pére ?

Je disais ca pour un peu decrisper le debat

Bonnes franges à tous

Ps moi j'ai un Clavius mais j'en parlerai pas

[Olivier Meeckers 3 868]

Fabrice2, ta remarque: "Pour ce qui est du micromamelonnage et du superpolissage, ne pas oublier de nettoyer son miroir tout les deux trois jour..voir tout les jours....:-))" me rappelle un post que j'ai lancé cette année :
http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/011331.html

J'avais cru comprendre que ça n'avait aucune incidence ou conséquence. Peux-tu m'en dire plus?

Olivier

[Matthieusibon 0]

"Un autre opticien avec qui je travaille ; Antoine Labeyrie"

Excellent

[Bruno- 3 981]

Ce que je trouve dommage, c'est que certains essaient de faire dévier la discussion sur "pour on contre le superpoli" alors que ce n'est vraiment pas le sujet (le sujet, c'est la visibilité des tavelures ou quelque chose dans le genre).

D'ailleurs je n'ai pas compris grand chose à cette discussion d'experts et je ne vais pas rester...

[David Vernet 131]

Pourquoi Matthieusibon?
Désolé mais bon il se trouve que c'est mon directeur, que je bosse avec lui, qu'il est d'une grande simplicité et accessibilité et que quand je me pose des questions, ben je lui demande conseil plutot que de chercher à inventer...

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 21-09-2005).]

[jm lecleire 433]

bonjour

il avance vite ce post !! On tourne la tête et il y a déjà dix réponses !!!

bon j'ai trouvé des images intéressantes dans mes archives. Il s'agit d'un miroir de 250 du commerce que j'ai reçu et contrôlé au test de Foucault, contraste de phase et aussi au star test en atelier.
Foucault :

en plus grand : http://astrotelescope.com/suivi/mar5_.jpghttp://astrotelescope.com/suivi/mar5.jpg
et aussi en fermant plus le couteau :

en plus grand : http://astrotelescope.com/suivi/mar6.jpg
Au contraste de phase ça donne :

en plus grand : http://astrotelescope.com/suivi/mar7.jpg
Comme vous pouvez le voir sur les images, ce miroir présente de nombreuses traces de polissage.

Parallèlement au Foucault, voici une vue au star test en atelier :

en plus grand : http://astrotelescope.com/suivi/mar26.jpg
une petite explication sur le star test : il est réalisé sur un miroir parabolique depuis son centre de courbure, donc l'image de l'étoile artificielle (un trou de 8µm) ne donne pas un point mais s'étale sur plusieurs millimètres le long de l'axe optique. On observe une magnifique aberration de sphéricité avec plein d'anneaux. Ce test est très sensible pour détecter l'astigmatisme global et même zonal des miroirs. Sur l'image de gauche, le capteur (webcam et barlow 5X) est placé sur le centre de courbure de la zone centrale du miroir. On voit alors apparaître une belle tache de diffraction avec plein de diffusion autour. Notez au passage que cette diffusion présente un aspect fortement irrégulier qui n'est pas dû à la turbulence. Ces images résultent du compositage de centaines de vues réalisées à la webcam, le soir, sans vibration ni courant d'air dans l'atelier... Au milieu, on est en zone intérmédiaire, la tache centralme est plus petite puisqu'on est "focalisé" sur une zone de diamètre plus grand (donc la taille de la tache de diffraction diminue d'autant). Notez que cette tache présente un défaut d'astigmatisme qui n'apparaissait pas sur la première image, et n'est plus présent sur l'image de droite. Il s'agit d'astigmatisme zonal. L'ordre de grandeur de ce défaut est lambda/4 PTV sur l'onde.
enfin à droite, on est situé au centre de courbure de la zone exerne du miroir, la tache centrale est encore plus petite et elle est entourée d'une série d'anneaux concentriques, symptome très prononcé de l'averration sphérique.
Je reviens à l'image de gauche, qui est très intéressante car elle montre tout un tas d'irrégularités qui sont probablement dues au mamelonnage du miroir. Si le miroir était parfait, le "nuage" (dû à l'aberration sphérique) serait plus régulier.

Voici maintenant un autre exemple, réalisé sur un miroir taillé par un amateur. C'est une surface relativement douce et présentant un très léger mamelonnage :

en plus grand : http://astrotelescope.com/suivi/oum2.jpg
sur cette image le miroir est aluminé et un peu sale, d'où les taches visibles ça et là sur la surface.

Voici maintenant le star test :

en plus grand : http://astrotelescope.com/suivi/oum3.jpg
C'est nettement mieux que le premier. L'imagfe de gauche montrant la grosse tache de diffraction n'a pas été assez "posée" pour montrer le halo diffus, mais si on regarde la dernière image de droite, on aperçoit des irrégularités dans les anneaux. Ces irrégularités sont dus au minuscules défauts de la surface optique (mamelonnage léger). On voit aussi un astigmatisme triangulaire sur les deux images les plus à droite. Ce petit défaut perceptible uniquement dans le premier anneau de diffraction est dû à la flexion du miroir sur son support mural. Sous son propre poids (un miroir de 250 mm de 50 mm d'épaisseur) la flexion est assez importante pour engendrer une déformation des zones extérieures de l'ordre de lambda/10 PTV sur l'onde.

En conclusion, on voit que des défauts du type mamelonnage peuvent avoir une influence sur l'aspect des anneaux de diffraction, même lorsqu'ils sont minuscules.

Jean-Marc

[Ce message a été modifié par jm lecleire (Édité le 23-09-2005).]

[Maïcé 991]

Mon seuil de tolérance est dépassé!
Fiel et malveillance font que ce post est fermé!

[frédogoto 2 006]

haaa ! merci JM pour cette contribution
(on pourait peut etre rduire u poil la taille
de certaines image ? , ca rend difficile la lecture
de ton intervention)

donc cela tend a prouvé l'incidence réele de phénomène

[David Vernet 131]

Je réouvre car je pense que malgré certains posts effectivement très désagréables ou volontairement provocateurs, il y a encore matière à faire avancer le débats sur un sujet pas forcement facile à comprendre.
Maintenant ceux qui viennent là uniquement pour créer de la polémique stérile, seraient assez aimables d'aller jouer ailleurs, merci...

Je laisse à Jean Philippe le choix définitif quant à une éventuelle fermeture de ce fil.

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 21-09-2005).]

[David Vernet 131]

Si tu en avais l'occasion et les possibilités Jean Marc, ca serait de faire des images en atelier au foyer, soit en autocollimation soit avec un collimateur, et en posant suffisamment sur la tache de diffraction, pour voir ce qui se passe suffisamment loin du pic central.
Tu devrais alors voir sur des miroirs mamelonnés ces fameux speckles fixes.
Au rayon de courbure, avec la forte aberration de sphéricité, je ne suis pas certain qu'ils puissent être visible à cause des déphasages trop important de la surface.

[Tony 2]

Merci Jean-Marie pour les images et explications. Le star test aide bien a commenter ce qu'il y aurait (car j'arrive pas a le lire) sur les Foucault et Contraste de phase. Et la premiere image du star test est assez edifiante : la diffusion est enorme, et il n'y a pas besoin de 8 anneaux pour le voir.

Bon j'en rajoute une couche avec mon aluminure. Ce n'est pas directement dans le sujet mais tout de meme. On sait qu'on peut polir un miroir pour obtenir un superpolis. Mais qu'en est-il de l'aluminure ? Est-ce que les procedes d'aluminure sont bien maitrises et permettent d'aovir une couche bien uniforme qui ne va pas gacher la belle surface du verre ?

Ben vi, maintenant que j'ai compris l'interet du superpolis et que je sais qu'on peut le faire, j'aimerais bien savoir ou faire aluminer ma galette sans gacher le boulot fait avant

[maire 252]

Ne faudrait-il pas faire des images réelle sur une étoile (en mentionnant la turbulence sur l'échelle de Pickering par exemple) avec une caméra CCD rapide pour effectuer des mesures de taille - moyenne - des tavelures (FTHM) en fonction du degré de mamelonnage?

[Matthieusibon 0]

Existe-t-il une possibilité de "jouer" avec des softs pour zieuter un peu l'effet des aberrations et defauts combinés cités ici ?
(qque chose d'un peu plus complet q'Aberrator ?)

Du genre on place du zonage, un parametre et une fréquence de mamelonnage, des bords rabattus,...Etc (ou pourquoi pas charger dans le soft des photos issues de foucaultages et autres manip ?)

En résumé, un machin qui convoluerait dans une TF l'image d'un miroir et d'une etoile

C'est juste histoire à l'occasion d'illustrer leur impact lors d'une réunion d'association astro (et pour ma culture perso ; c'est beaucoup plus évident de comprendre le sujet je pense en s'amusant avec les paramètres abordés dans ce post).

[Ce message a été modifié par Matthieusibon (Édité le 21-09-2005).]

[Ce message a été modifié par Matthieusibon (Édité le 21-09-2005).]

[David Vernet 131]

Tony: pour ce qui est du mamelonnage et du micromamelonnage millimétrique, l'aluminure reste tout à fait fidèle si elle est bien faite. Par contre s'agissant du micromamelonnage micrométrique, et le superpoli industriel s'occupe plutôt de cette classe de défauts, notamment pour des applications laser, une aluminure simple ne suffit pas, elle détériore cette classe de défauts de quelques angströms. Il faut donc en passer par des procédés d'aluminures compactés.

Maire : ca marcherait oui, il n’y a pas de raison.

[Tony 2]

Ok David. Donc si j'ai bien compris pour le commun des pousseur de verre, comme ca m'arrivera bientot, un procede d'aluminure "classique" suffit et ne degrade pas le bon polis obtenu. Et pour les pros qui on des besoins particuliers encore plus contraignant, il faut une aluminure speciale. Bref je peux me concentrer sur la galette et pas sur toute l'ensemble du processus de creation de miroir

Pour revenir au mamelonnage, milli ou micro, est-ce qu'une valeur numerique peut etre tiree d'un test ? Je n'ai jamais vu ce parametre dans les polynomes de Zernike "courants". Est-ce qu'apres un test de Roddier on pourrait ressortir une valeur indicative ou alors il n'y a que le contraste de pahse qui le fasse apparaitre aussi distinctement ?

[David Vernet 131]

Alors oui pour l'aluminure classique, cela suffit.
Tu as aussi des aluminures haute réflectivité qui t'apporte quelques % de lumière en plus, ca peut être sympa.
Pour le micromamelonnage, ca ne rentre plus dans les polynomes de Zernike, ou alors avec des ordres délirants, je ne sais même pas si c'est exprimable de cette façon, et cela se mesure au contraste de phase, mais la mesure est laborieuse, voir cet article:
http://www.astrosurf.com/tests/articles/defauts/defauts.htm

Ah bin tiens en relisant l’article de Texereau, on trouve ce passage :

« b) Accidents assez nombreux plus ou moins périodiques : mamelonnage principal.- Le résultat peut être grave, dans les cas extrêmes (travail à la machine non surveillé) l’altération de la figure de diffraction est nettement visible, il y a dislocation des anneaux de diffraction à partir des n° 2 et 3 qui sont remplacés par un poudroiement lumineux, un effet analogue particulièrement désastreux est produit par les remous de turbulence qui peuvent déchiqueter l’onde incidente en petits éléments très inclinés. Les contrastes planétaires sont atténués et l’image empâtée. »

Donc sans parler de speckle dont la notion en interférence n’existait pas encore à l’époque, puisque inventé par Labeyrie en 74, l’effet avait déjà été reconnu par nos anciens comme étant similaire à de la turbulence.

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 22-09-2005).]

[Deneb 0]

Tiens c'est une bonne idée Eric
Et si on faisait ça sur ton 300 avec ma VestaPro N/B ??

[Laurent 60]

Merci à David et JML pour les images et simulations. Cela me confirme - s'il en était besoin !

[Pierre 309]

Matthieusibon a écrit:

quote:

---

Existe-t-il une possibilité de "jouer" avec des softs pour zieuter un peu l'effet des aberrations et defauts combinés cités ici ?
(qque chose d'un peu plus complet q'Aberrator ?)
Du genre on place du zonage, un parametre et une fréquence de mamelonnage, des bords rabattus,...Etc (ou pourquoi pas charger dans le soft des photos issues de foucaultages et autres manip ?)

En résumé, un machin qui convoluerait dans une TF l'image d'un miroir et d'une etoile

C'est juste histoire à l'occasion d'illustrer leur impact lors d'une réunion d'association astro (et pour ma culture perso ; c'est beaucoup plus évident de comprendre le sujet je pense en s'amusant avec les paramètres abordés dans ce post).

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Ah tiens, moi aussi je serais intéressé par la mise en oeuvre de Aberrator dans ce sens , j'ai déjà essayé des simulations avec ce soft mais rien de probant...

[Ce message a été modifié par Pierre (Édité le 21-09-2005).]

[vincent 2]

Bonsoir à tous.
Et bien que dire après tout ça... Juste une petite suggestion pour David. Serait-il possible d'avoir les courbes de FTM pour les différents miroirs que tu as fait simuler à l'origine? J'ai toujours pensé que cette courbe était beaucoup plus parlante qu'une PSF pour visualiser l'influence sur le contraste de l'image finale, car on peut alors s'intéresser à l'effet sur des objets étendus (type: planètes).

[David Vernet 131]

Ah non, j'ai pas ca Vincent, désolé.