Collimation de newton: l'enfer sur terre ?

[Toutiet 1 971]

Phil,

je suis obligé de te reprendre.

En effet, le rayon laser qui frappe le centre du primaire, à l'aller, puis le centre de la cible, au retour, est le garant, obligé, d'une bonne collimation.

C'est le seul moyen de faire travailler le primaire sur son axe optique, qui est la SEULE finalité de la collimation d'un miroir (ou d'un objectif de lunette).

Je suis d'accord avec toi : un laser qui frappe le centre du primaire ne garantit en rien une bonne collimation. Forcément, puisqu'il faut aussi que le rayon retour frappe la cible du laser en son centre ! (Action sur le réglage du primaire).

Tu dis : le laser ne sert à régler QUE le secondaire. Eh bien non, puisqu'il permet également la bonne orientation du primaire, comme indiqué ci-avant.

Tout le reste ne sont que des considérations de bon sens, tant du point de vue mécanique que de l'optique géométrique élémentaire.

Dans le cadre d'un autre forum, j'ai rédigé un document qui fait le point sur tout cela. Chacun, je pense, y trouvera la réponse souhaitée.

Vous le trouverez à l'adresse suivante :
http://www.astrosurf.com/astroscope/tips/collimation/collimation.htm

[PascalD 4 385]

Toutiet: Faut nuancer. Le réglage au laser utilise une partie du miroir qui se trouve dans le cone d' ombre du secondaire. Donc, s' il se trouve que l' axe optique de cette partie du primaire est différent de l' axe optique de la partie "utile" du primaire, la collimation sera mauvaise.
Bon, c' est probablement purement théorique , mais on ne sait jamais, ça doit pouvoir arriver non ?

Par ailleur, si le laser nage dans le porte-oculaire, on peut craindre que les oculaires , barlows et autres webcam aussi, et dans ce cas inutile de se fatiguer à collimater autrement qu' avec la combinaison optique utilisée en observation. Oeilleton ou laser, ça sera mauvais dans les deux cas, puisque l' axe optique de l' oculaire se balade ...

A+
--
Pascal.

[Toutiet 1 971]

PascalID
Non, il n'y a qu'un axe optique pour le paraboloïde que constitue le miroir primaire (Heureusement !).

Par ailleurs, j'ai déjà précisé que si le laser a du jeu dans le tube Porte-oculaire, ce n'est pas grave pour autant qu'on bloque ce jeu pendant toute la manip (Réglage du secondaire puis réglage du primaire, dans la foulée).

La répercution sera infime sur la qualité finale de la collimation.

[JD 8 982]

La collimation des newton c'est simmple... Pour peu qu'on ne se prenne pas trop la tête avec des choses qui ne font pas partie du réglage.
il y a 2 choses à régler.

1- D'abord, on rajoute un tube allonge dans le PO afin qu'à l'oeuilleton, en tirant la crémaillère, on puisse voir disparaitre les pattes de fixation du primaire. On doit régler le secondaire de façon à ce que les 3 pattes disparaissent en même temps. C'est de cette façon qu'on est sûr que le primaire est aligné sur le PO. Ceci permet d'être certain que le primaire ne sera pas vignété. Ce réglage bouge peu et n'a généralement pas besoin d'être retouché à chaque coup.

2- Enfin on règle le primaire en centrant la marque centrale sur l'oeilleton. Seul ce réglage final bouge avec le transport.

C'EST TOUT !

Si on veut aligner des choses qui n'ont pas besoin de l'être (secondaire et PO par ex), autant essayer de faire rentrer une 607 dans une 2CV, ça ne marche pas...

[MatP 3]

Salut,

En ce qui me concerne, je me satisfais très bien des méthodes décrites pages 13 et 14 du doc. de Toutiet.
Pour dégrossir (p. 13) je n'utilise même pas de bouchon percé, mais juste à l'oeil.
Et pour affiner (p. 14) je fais les réglages avec les vis moletées du miroir secondaire. C'est beaucoup plus facile que de toucher au primaire (pas besoin de se contorsionner ni de quitter l'oeil de l'oculaire) et étant donné que les déplacements sont en principe très petits (vu qu'on affine), le focus tilt et le vignetage sont imperceptibles à l'oculaire. Et si c'est fait correctement on profite de toute la résolution disponible au centre du champ.
En imagerie grand champ c'est peut-être différent : îl est possible qu'avec cette aplication il faille faire plus attention au focus tilt.

[PascalD 4 385]

Toutiet: Oui, si le primaire est bien un paraboloide sur toute sa surface ...

A+
--
Pascal.

[Phil 29]

Toutiet, j'ai bien relu Niels Olof Carlin, et tu es en contradiction avec lui .

Le laser, du fait des jeux dans le PO et aussi de de sa propre collimation , ne peut assurer une collimation parfaite du secondaire . Ceci est sans conséquences sur la qualité de l'image finale . Pourtant si on utilise le retour du faisceau pour le paralléliser avec le faisceau incident, on reproduit avec le primaire cette erreur, et là, même si elle est petite, elle aura une conséquence visible sur la qualité de l'image, et ce, d'autant plus que le F/ est court .

[epsilonzéro 16]

Salut, personnellement, je n'ai jamais fait une confiance absolue au laser, qui me sert juste à vérifier rapidement si rien n'est complètement dans le choux. En effet, les jeux sus-cités plus le fait qu'on n'est jamais certain que le faisceau soit bien aligné (même si on le vérifie sur banc à la maison, sur le terrain, on nen sait jamais).
Donc je dégrossis au laser, mais j'affine à l'oeilleteon, alors soit la boite de péloches qui m'a rendu d'immenses services, soit au cheshire, qui a l'avantage de posséder une croix de centrage bien utile.
J'avoue que le réglage du secondaire n'est pas simple, et quand je dois le démonter, j'utilise le laser pour le mettre pile en face du PO, je le dérègle complètement, et je mets le faisceau dans le PO. ensuite, je fais tourner le secondaire sur son axe, le faisceau décrit un arc de cercle sur le primaire. La bonne position est donnée lorsque le faisceau croise la projection de l'axe du porte oculaire reportée sur le primaire.
Puis vient le réglage du tilt du secondaire, au laser pour dégrossir, puis au cheschire, qui donne une très bonne indication. Le réglage du primaire est ensuite effectué en centrant l'image de l'oeillet sur la croix.
Puis étoile, c'est le seul juge de paix, avec retouche du primaire uniquement.
Attention pour ceux qui ont un secondaire shifté, il convient de ne pas faire d'erreur en défocalisant, car l'ombre noire du secondaire que l'on va observer est également décentrée. Pour s'affranchir de celà, on peut utiliser un masque sur l'ouverture avec un cercle de papier centré qui va masquer le secondaire (il est un poil plus grand que le secondaire) et éviter l'erreur.
Cette erreur ne se voit plus quand on passe à la faible défocalisation avec observation des anneaux. La tache d'Airy quant à elle, je n'ai pas eu souvent l'occasion de l'observer de manière propre...
Voili voilà ... epsi

[Toutiet 1 971]

JD,
Nous sommes tout à fait en concordance, à ceci près que les pattes du primaire ne réflètent pas tout à fait trois points de son contour (et donc de son centrage), car il faut tenir compte du jeu latéral du miroir qui le décentre légèrement par rapport à ses trois pattes d'immobilisation (mais c'est du pinaillage).

PascalD,
Le miroir primaire est, par la précision de son "usinage", un paraboloïde "parfait" à une fraction de longueur d'onde près (lambda/x). C'est la garantie de l'existence d'un seul axe optique.

Phil,
En final, le laser n'est pas fait pour assurer le réglage du secondaire mais bien celui du primaire.
Encore une fois, le but du rayon laser est de matérialiser un rayon incident de sorte que le réfléchi puisse être mis en coïncidence, le tout sur l'axe optique (immatériel) du primaire.

Le laser peut effectivement avoir un certain jeu dans le tube PO. Il faut le supprimer non pas forcément en ajustant les deux mais simplemet au moyen d'un blocage quelconque (cale et serrage, scotch,...).
Cette parfaite imobilité (associée à la propre collimation (supposée réalisée) du laser autout de son axe mécanique) doit être maintenue tout le temps des réglages : orientation du secondaire, de façon à pointer le centre du primaire, suivie, dans la foulée, du réglage du primaire pour assurer la coïncidence du rayon retour avec le rayon aller.

epsilonzéro,
tu te compliques beaucoup la vie ! Le respect de la seule procédure ci-dessus doit permettre d'aboutir à une excellent collimation.
L'assimilation du principe et la mise en oeuvre, extrêmement simples, de la collimation doit permettre de rejeter toutes les autres préoccupations "parasites" qui font couler, ici, beaucoup d'encre.

En particulier, les deux impératifs de réglage du secondaire (qui t'apparaît compliqué) sont des plus simples :
1) observation de la totalité du primaire (de n'importe quel point du champ de pleine lumière du plan focal)
2) orientation, de façon à centrer le centre du primaire dans son contour (lui-même étant, si possible, centré dans le contour du PO)
C'est tout. Ca devrait te simlplifier la vie, non ?

[epsilonzéro 16]

toutiet> OK, je vais essayer de faire plus simple alors, je te dis quoi des que possible

[Toutiet 1 971]

Je ne veux pas te forcer, tu fais comme tu veux mais ... "C'est vous qui voyez...!"

[JD 8 982]

OK Toutiet, mais on est bien d'accord que quand le primaire est centré dans le PO, c'est gagné. Le secondaire n'a besoin d'être déplacé que si l'on n'arrive pas à centrer le primaire dans le PO.
Juste une image pédagogique :
Imaginons qu'il n'y ait pas de secondaire et que le PO soit dans l'axe du tube. L'observateur serait un bonhomme de 2cm de haut observant dans une cage située aussi dans l'axe du tube. Que devrait régler cet observateur :
1- Le contrage de son PO sur le primaire,
2, le primaire afin qu'il renvoie bien le faisceau au centre.

L'ajout d'un secondaire ne change rien à cela, à moins qu'il soit tellement mal monté qu'il ne permette pas de centrer l'image du primaire. Mais en général ce n'est pas le cas. Donc, vouloir centrer à tout prix le secondaire dans le PO, n'est souvent qu'une volonté "puriste" inutile et souvent impossible.
Maintenant une petite remarque, il y a des gens sur ce débas qui sont très calés en optique ce qui est très bien. Mais merci de rester bien pragmatique et simple pour le pauvre nextonien qui galère et qui n'a pas le bagage théorique pour comprendre toutes les finesses de vos échanges (au demeurant fort intéressants.
Il faut expliquer la démarche simple permettant de régler 95 % des newtons et bien préciser qu'on est dans le "pinaillage puriste" quand on traite de choses particulières et pas indispensables à la grande majorité...

[Toutiet 1 971]

Alléluia ! J'ai enfin trouvé un disciple !

Je suis à 100%, 200%, 300%,... d'accord avec toi, JD. Cependant, en ce qui concerne le positionnement du secondaire, il doit permettre le centrage du primaire mais pas inconsidérément. Il faut aussi le voir en totalité (d'où un positionnement mécanique approprié le long de l'axe général du tube du télescope). Car, sans la réalisation de cette condition, on pourrait arriver, malgré tout, à centrer le primaire sans pour autant le voir dans sa totalité. Réglage évidemment incongru mais possible.

[Ce message a été modifié par Toutiet (Édité le 07-12-2005).]

[Z80 5]

Bon, j'ai vérifié la "collimation" au laser avec le cheshire... Mort de rire, c'était complètement décalé, d'au moins un demi diamètre de la pastille centrale !

Pour avoir testé le résultat sur le ciel, je sais que c'est aux fraises. Hop, recollimation du primaire à l'ancienne.

Je règle tube debout regardant vers le plafond, donc je n'ai pas de problème de translation du miroir. Qui plus est, par un bol incroyable, j'ai trouvé de la feutrine autocollante légèrement plus fournie (poilue, quoi ) que celle d'origine (qui était aussi collée un peu dans tous les sens) et le miroir ne bouge de manière perceptible qu'en étant vraiment très attentif (on peut le "sentir" en portant le tube), voire même seulement en le secouant, et ça n'a donc aucune influence sur la collimation.

Le tout sans pincement risquant d'entraîner de l'astigmatisme, c'est pourquoi j'ai parlé de bol : l'épaisseur est pile-poil idéale ! Comme le primaire est tenu par 6 butées et autant de "griffes" en caoutchouc, autant dire qu'il est parfaitement tenu, mais sans aucune contrainte.

Bon, revenons à nos moutons, et soyons plus précis : mon secondaire est plutôt très allongé, mais sa projection n'est évidemment que faiblement elliptique. Allez, assimilons-là à un cercle.

Vu du porte-oculaire, il montre tout le primaire. En fait, je ne distingue pas directement le contour du secondaire : c'est tout noir autour, et au centre je ne vois que le reflet du primaire et le reste qui se reflète en son centre.

Je me suis sans doute mal exprimé : ce qui est décentré (et méchamment, hein), c'est le reflet du secondaire dans le primaire, re-réfléchi dans le secondaire et renvoyé vers l'oeilleton.

C'est logique : regardez dans votre tube. Le secondaire est collé décalé d'un bon centimètre en direction du côté opposé au porte-oculaire. Son ombre se projette sur le primaire et apparaît au centre de votre champ de vision, en plus sombre. Et complètement décalée elle aussi !

C'est ça qui est décalé, le reste doit être centré.

Sur cette ellipse sombre, se découpe un cercle brillant : le reflet du cercle réfléchissant de votre oeilleton de collimation. Et si votre primaire est bien collimaté, l'oeillet de marquage du primaire se trouve au centre exacte de ce cercle réfléchi...

Bon, je me suis pelé un crobard comme promis (et non, je ne me suis pas cassé le cul à dessiner un primaire parabolique : c'est déjà assez chiant comme ça) : à gauche ce que j'aperçois dans l'oeilleton, à droite la matérialisation du faisceau lumineux (qui a dit "d'un pot de pétunias" ? ) et l'intérêt du décalage du secondaire.

Voyez ici :
http://www.astrosurf.com/z-astro/Collimation/collim.wmf

C'est du vectoriel ; normalement, Windaube l'ouvre sans problème (Windows Metafile). L'avantage est que vous pouvez zoomer à volonté pour admirer "l'oeuvre"...

[JD 8 982]

Bon OK, on arrive à s'accorder. Je n'ai pas de laser et je me suis bricolé une lampe pour éclairer l'intérieur de mon tube et ainsi pouvoir collimater de nuit avec l'oeilleton. Mais une question me turlupine. Pourquoi le laser donnerait-il de mauvais résultats ?
S'il n'est pas aligné sur l'axe, du PO, ok, ça semble évident, mais il suffit de le faire tourner sur lui même pour s'en rendre compte. Mais s'il est bien aligné ? Si le point lumineux ne bouge pas quand on le fait tourner, comment peut-il nous amener vers une collimation fausse ???

[Phil 29]

Bonne question JD .
De ce que j'ai cru comprendre :
Si tu fais plusieurs fois la manip suivante, à savoir d'enlever le laser, le remettre dans le PO, serrer la bague et bouger la mise au point, il y de fortes chances pour que tu trouves à chaque fois que le point du laser a légèrement bougé par rapport au centre du primaire . Dans ces conditions le retour du laser ne se fait jamais au même endroit sur la cible . Comment collimater le primaire dans ces conditions ?

[Ce message a été modifié par Phil (Édité le 07-12-2005).]

[Z80 5]

Bonne question, en effet !

Mais en ce qui concerne le télescope chinois, je subodore un problème de perpendicularité du porte-oculaire, plus un défaut d'usinage des tubes allonge amovibles, plus peut-être la bague de fixation desdits tubes allonge qui ne serait peut-être pas tout à fait dans l'axe (filetage imprécis de l'extrêmité du tube), etc...

En tout cas, quand on tourne le laser (enfin, au jeu près), le spot ne bouge pas, mais quand on tourne le tube allonge, aïe aïe aïe !

[JD 8 982]

OK. A noter que la non perpendicularité du PO n'est pas vraiment un problème, tant que l'angle est constant. Ce que vous semblez dire, c'est que la moindre modification de paramètre (MAP, Mouvement du tube allonge) modifie l'angle du laser, donc du PO. Et c'est là que ça devient foireux.
Bon je reste à l'oeilleton et j'économise le prix du laser...
Mais l'oeilleton de nuit c'est galère, sauf à poiner une forte source de lumière.

[Toutiet 1 971]

JD,

si l'axe du laser n'est pas colinéaire avec celui du PO, ce n'est en fait pas bien grave, car cela n'introduit qu'une très faible perturbation de la collimation en finale.

z80,

1)Tout à fait d'accord avec ton explication et ton dessin : l'image du secondaire renvoyée par le primaire ne peut être centrée avec le reste (puisqu'il est décalé par rapport à l'axe du tube). Mais, comme tu le dis, il ne faut pas y attacher d'importance, seule l'image retour de l'oeilleton devant être centrée.

2)Si, quand tu fais tourner le laser dans le tube PO, le spot projeté ne bouge pas alors qu'il bouge lorsque tu fais tourner le tube PO dans son tube récepteur, alors là, il y a un grave défaut de conception mécanique du PO.
Cependant ce n'est pas forcément très grave. Ca veut dire que le plan focal de l'oculaire inséré dans le PO ne sera pas exactement orthogonal à l'axe du PO. Par suite, les deux plans focaux (primaire et secondaire) ne seront pas exactement coplanaires. Cela entraînera un défaut d'uniformité de la mise au point pour tout le champ d'une observation. Cela peut être estompée avec la tolérance de mise au point mais sera d'autant plus sensible que la focale de l'oculaire sera courte.

3)Là on aborde la réflexion la plus intéressante (et la plus déconcertante) suite à ton observation.
C'est à mon avis le point-clé d'incompréhension avec les "opposants" à l'utilisation du laser.

Je m'explique :

Tu dis : je fais, dans les règles, une collimation laser que tu conclus correcte. Puis je tourne le laser sur lui-même et là, Ô catastrophe, le point laser ne frappe plus le primaire au centre du miroir. Donc, tu en conclus que le rayon retour est modifié, et tu en déduis que la collimation est erronée et incohérente avec celle réalisée précédemment.

Eh bien, NON, PAS DU TOUT.
En raisonnant par l'absurde, comment veux-tu que le simple fait que le rayon laser ait une orientation maintenant différente (dans le PO) puisse avoir eu une quelconque influence (mécanique) sur l'orientation du primaire, que tu n'as pas touché, et que tu avais déclaré "bien collimaté" dans la manip précédente ?!?! (Ce qui voulait dire que son axe optique pointait bien le centre du PO).

Examinons ce qui se passe dans les faits. Quand tu fais tourner le laser dans le tube PO, IL NE FAUT PAS OUBLIER de modifier en conséquence l'orientation du secondaire pour que le rayon laser percute le centre du primaire. Et là, Ô miracle, SANS TOUCHER AU PRIMAIRE, que constates-tu ? : le rayon retour du laser vient percuter correctement le centre de sa cible. Donc la collimation est bien réglée.

Les deux positions (extrémement voisines) du secondaire mises ainsi en évidence (sans avoir eu à retoucher le primaire) sont là pour compenser le jeu du laser dans le PO.

Ce qui veut dire que faire une collimation avec un laser qui a du jeu entraîne une petite incertitude sur la position précise du foyer du primaire par rapport au foyer de l'oculaire, du fait de la légère modification d'orientation du secondaire.
Une toute simple réflexion montre, à l'évidence, que l'écart entre les deux foyers (dans le plan focal) est du même ordre de grandeur que l'écart dimensionnel du jeu (Si le jeu est de 2/10mm, les deux foyers seront distants de 2/10).

L'important de l'histoire c'est que LE JEU DU LASER doit être impérativement STABILISE pendant les deux phases de la collimation : réglage du secondaire puis réglage du primaire. Sinon le processus est faussé.

Merci de m'avoir lu jusqu'au bout. Et, à vos tuyaux !

[Ce message a été modifié par Toutiet (Édité le 07-12-2005).]

[Phil 29]

< Les deux positions (extrémement voisines) du secondaire mises ainsi en évidence (sans avoir eu à retoucher le primaire) sont là pour compenser le jeu du laser dans le PO.>

Ah, là c'est clair .

Mais comment expliques tu les réticences de Carlin ? Pourquoi voit il plus de précision avec sa méthode "barlowed laser" ?

[JD 8 982]

eh eh, je veux être sur de bien comprendre.
Tu règles tout bien avec ton laser : secondaire puis primaire. Le faisceau arrive pile dans la marque centrale du primaire et revient pile dans le centre de la cible.
Une fois ça fait, tu tripotes ton laser et là, le faisceau n'arrive plus exactement au centre du primaire, mais il continue de revenir au centre de la cible, validant ainsi la qualité de ta première collimation, c'est bien cela ?

Cela valide bien le fait que le secondaire est relativement neutre dans la collimation et que son réglage ne sert qu'à aligner primaire et PO. Un micro mouvement du secondaire n'a donc pas d'incidence majeur sur la collimation, qui est avant tout affaire de réglage du primaire.

[thierry24 37]

Salut JD
C'est quoi ton bricolage de lampe pour utiliser ton oculaire de colimation la nuit ?

[Toutiet 1 971]

Phil,

Content de savoir que je t'ai un peu éclairé. Merci.

La méthode utilisant une Barlow en association avec le laser("barlowed laser") n'est pas plus précise mais elle permet de s'affranchir des instabilités mécaniques du laser dans le PO (Moi, je le bloque).

Comme précédemment, il faut toujours s'assurer que le primaire est bien centré dans le PO (centrage de son contour ou de sa pastille) par réglage du secondaire.

Le laser est équipé de la Barlow qui étale son rayon pour le transformer en une sorte de projecteur. Ce large faisceau ne fait qu'éclairer la pastille du primaire. En retour, le primaire envoie vers le secondaire un large faisceau dont le centre comporte une sorte de "tuyau" central, assombri par la présence de la pastille. Cela se traduit, au niveau de la cible du "barlowed laser", par une pastille sombre, ombre de la pastille du primaire, qu'il est alors facile de centrer par réglage du primaire.

Ce qui est remarquable dans cette procédure, c'est que la position de la pastille sombre est indépendante de l'orientation du faisceau d'éclairage constitué par l'association Barlow/laser. De plus, elle se trouve sur la perpendiculaire au centre du primaire. Elle en matérialise donc l'axe qu'il ne reste plus qu'à centrer dans le PO.

JD,
Non. Une fois la collimation faite, seul le rayon qui tombe au centre du miroir revient sur le centre de la cible. Tout autre rayon qui tombe à côté de la pastille (et qui n'est donc plus en coïncidence avec l'axe optique du miroir) ne peut revenir au centre de la cible.

Dans ces opérations, le rôle du secondaire n'est évidemment pas neutre. Pour s'en convaincre, imaginons une collimation parfaite (le foyer du miroir principal tombe pile au centre du PO). Il est évident que si on décale alors le secondaire, ce foyer va subir l'influence du miroir plan que constitue le secondaire, et donc se décaler dans le plan focal. Il ne se situera plus au centre du PO.

[Ce message a été modifié par Toutiet (Édité le 07-12-2005).]

[Phil 29]

Merci, c'est ...lumineux !

[JD 8 982]

OK, je t'avais mal lu.

Thierry, j'utilise une lampe hallogène conique (20 Watt)qui servent sur les luminaires équipés d'un transfo 12 volts, et je l'alimente avec ma batterie de voiture. Je la place dans le tube et elle éclaire suffisament pour me permettre de faire tous les réglages.