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Spirou

Discussion sur le Shack-Hartmann

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Suite à la discussion sur l'évaluation de la qualité optique d'un système

Je souhaite pour ma part recentrer le débat sur l'analyseur de Shack-Hartmann (S-H) dans un nouveau post.

Pour les personnes intéressées par la description théorique et pratique d'un SH je les renvoie vers un lien excellent (travaux très novateurs pour les amateurs), celui de Cyril Cavadore : [URL=http://www.astrosurf.com/cavadore/optique/shackHartmann/index.html]http://www.astrosurf.com/cavadore/optique/shackHartmann/index.html

Ma question à Cyril est la suivante :

Tu parles de calibrer ton SH avec un trou source de manière à retrancher les erreurs du système (collimateur+ micro-lentilles+CCD). Pratiquement, comment intègres-tu cette calibration lors du test d'un télescope sur une étoile ? (positionement du trou de 10 microns par rapport à ton système (collimateur+ ML+ CCD)

As-tu déjà réalisé ce genre de calibration ? Ou bien tu pars du principe que ton système (collimateur+ML+CCD) est suffisamment bon pour s'en affranchir ?

Le SH est très intéressant pour les amateurs à condition de résoudre proprement le très délicat et sensible problème de la calibration.


Spirou

[Ce message a été modifié par Spirou (Édité le 22-02-2006).]

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Tiens notre ami Spirou réapparait :-))
D'après ce que j'ai compris, Cyril a placé au foyer de son collimateur un diaphragme de champ de 0.5mm de diamètre, histoire d'assurer un positionnement du faisceau à mesurer qui soit le plus proche possible de l'axe histoire de se prémunir des aberrations de champ qui proviendraient du collimateur. Ensuite, un trou de calibration de 10 µm est mis en coincidence de ce diaphragme de champ pour effectuer la calibration du système. A noter qu'on trouve des procédures de calibration analogue sur des SH du commerce.
fab

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Pour les personnes intéressées par un diplôme de fin d'études sur un SH bas prix (500 euros comme prix cible, webcam, ML en plastique ...) voir l'annonce suivante :
http://www.uni-stuttgart.de/ito/Forschung/Aktiv1/pdf/Low%20Cost%20Shack%20Hartmann.pdf

Et en plus, ils proposent des glaces en été (miam miam)
On n'attire pas les mouches avec du vinaigre ... ;-)

Spirou

[Ce message a été modifié par Spirou (Édité le 22-02-2006).]

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On dirait qu'il manque kekchose dans ton message précédent Spirou?
fab

EDIT: ah ça va mieux là :-))

[Ce message a été modifié par fabrice2 (Édité le 22-02-2006).]

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Concernant la calibration, la reponse de fabrice2
est correcte. Le trou de 300 a 500 µm sert de diaph de champ pour rester dans la zone calibré du Shack. La calibration du shack se fait avec un trou de 5µm. le collimateur sera ainsi etalonné (je choisi des collimateurs de tres bonne qualité avec de tres bonnes FTM ou diffraction limité dans l'axe.

Cyril

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Merci pour les explications.
Mais pratiquement, tu calibres sur une étoiles ou sur une source artificielle ?

Quelle est la qualité (PV, RMS, Coef de Seidel de la coma, astig, et SA3) du front d'onde du système (collimateur+ML+CCD) lors de sa calibration ?

Lors d'une contre mesure suite à ta calibration, qu'obtiens-tu comme front d'onde (PV, RMS, Coef de Seidel de la coma, astig, et SA3)?

Spirou

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L'erreur de calibration me donne en relatif mieux que L/50, en absolu mes calculs les plus pessimistes ont donné du L/25 PV
La calibration se fait avec le trou de 5µm eclaire par une lampe de bureau, c'est le trou qui fait reference, il est comparable a une tache d'airy d'un systeme parfait a f/3

Cyril

[Ce message a été modifié par Cavadore (Édité le 22-02-2006).]

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Lorsque tu calibres ton systeme (collim+ML+CCD) quelles sont les aberrations dominantes et quelles sont leur ordre de grandeur (PV, RMS, aberration spherique, coma et astig) ?

Si je te comprends bien, une contre mesure suite à ta calibration te donne une erreur de L/50 PV ?

As-tu deja teste des combinaisons complète sur une étoile, ou effectuer des recoupements avec d´autres méthodes de contrôle (interfero, roddier...) ?

Spirou

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Bonsoir,

C'est bien de me remettre sur ce sujet ;-)
je l'avais un peu mis de coté ces derniers temps!

Ici tu verras sur un autre systeme, la precision du systeme : http://www.astrosurf.com/cavadore/optique/SH_analyzer/measuring.html

La mesure est faite sur 184 spots, et une seule mesure d'une image unique donne L/12 PV et un strehl de 99.1 %
En combinant des images, on arrive a L/30 assez vite.
Les abberations sont assez uniformement distribuees sur la plupart des abberations de Zernikes, comme tu peux le voir.

le bruit de mesure des spots (bruit du capteur) est responsable de cette degradation. L'algo de calculd es centroides se doit d'etre soigné.

Ensuite, des tests, oui, j'en ai fait sur mon miroir de 250 mm qui etait hyperbolique, et j'ai comparé ces mesures avec celle de l'aspherometre de mon travail (je suis chez Thales-angenieux), et la correspondance etait parfaite.

J'ai fait retoucher ce miroir par Jean marc lecleire pour le ramener a la parabole, et je vais mesurer ce miroir sur le ciel avec le SH et comparer a ses mesures.
Malheureusement, la vague de tres mauvais temps qui dure depuis 3 mois m'empeche de faire quoi que ce soit.

Jean marc Lecleire possède un SH et m'a envoyé un rapport qui a montre une precision de L/80 sur 74 images empliees sur le pinhole de calibration ! Il a pu controler un miroir spherique de 400 mm et de l'astigmatisme indecelabe au foucault a pu etre mesuré.. helas cela n'a pas ete repris sur un interfero (il en a pas).

Le chemin est long ;-) mais passionnant.

Cyril

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Bonjour,

Tres bien d'avoir recentre ce sujet, sans polemiques cette fois-ci.

Il peut y avoir 3 sources principales d'erreur dans le SH.
A) celle liee a la calibration du systeme (hardware)
B) celle liee a l'analyse et reconstruction du front d'onde etc...la partie software.
C) celle liee a l'echantillonage spatial du systeme par rapport a la pupille a mesuree....la partie theorie / conception du systeme

A)La partie HW se resoud tres bien avec le pinhole a condition que la prise de reference sur ce trou soit fait dans les memes conditions que la prise de donnee sur l'etoile. A prendre en compte par exemple :

1- position dans le champs : c'est ce qui est fait dans le cas de Cyril par le diaphragme de champs, s'assurer que l'etoile ne sera pass trop loin de l'endroit ou etait le trou source de reference. Ceci est calibrable, en faisant une "cross-reference", en utilisant un trou source decentre au lieu de l'etoile. C'est l'effet le plus important, car il faut eviter de faire travailler les microlentilles ou le colimateur hors axe, si la reference a ete faite sur l'axe.

2-faire la mesure sur l'etoile en reduisant le defocus mesure a zero. On est assure ainsi avec 1) egalement que l'etoile est geometriquement au meme endroit ou a ete faite la calibration.

3- effets chromatiques : moins important et moins conu, s'assurer que le spectre de la source de calibration ne soit pas completement different de celui de l'etoile.

L'importance des effets 1/2/3 dependent du dimensionnement du systeme telescope inclus, focales du colimateur, et microlentilles etc.

B) La partie SW:
Bien trouver les points et leur centre, ceci dependra aussi du signal et donc nombre de sous-pupille, et flux par sous-pupille etc.... Ensuite savoir "appairer" les points reference et etoiles puis reconstruire le front d'onde, donc reperer aussi les points par rapport a la pupille. Il y a plein de petits pieges qui peuvent diminuer la presicion du en reduisant la "robustesse" du SW.

Dans le cas du SW de Cyril, je lui avais fabrique des images parfaites avec des aberrations connues. Il me les a retrouve a quelques % pres.

C)La partie dimensionnement est un peu plus subtile si on veut etre tres precis, choix judicieux du nombre de sous pupilles, focale des microlentilles et colimateur, en fonction des telescopes (diam et f/d) a controles. On prend en compte aussi la turbulence eventuellement.

Le travail qu'a fait Cyril est sensationel au niveau amateur, j'avais ete le seul a m'en rendre compte malheureusement la premiere fois qu'il en avait parle sur la liste aude-L.

Bons cieux a tous,

Stephane


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Ha!!! l'Asphéromètre d'Angénieux est tjs d'actualité...je me souviens de son annonce.
Hummm....au sujet du bruit de lecture, finalement je comprends mieux l'utilisation de cameras performantes sur les SH du commerce....néanmoins un PV de 1/12 avec une webcam :-))).
"Jean marc Lecleire possède un SH"...en voilà une nouvelle rassurante!!

"Le travail qu'a fait Cyril est sensationel au niveau amateur, j'avais ete le seul a m'en rendre compte malheureusement la premiere fois qu'il en avait parle sur la liste aude-L"
Ben non on était au moins 2 :-))...enfin j'ai pris connaissance de ces travaux il y a quelques temps. A l'époque j'ai pas souvenir d'un soft dédié, mais une implémentation dans Prism, le soft est bien venu après?
Sinon Cyril tu vas en faire quoi du soft, d'un point de vue statut? Y'a-t-il possibilité de faire la capture avec d'autres caméras?
fab

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<< "Jean marc Lecleire possède un SH"...en voilà une nouvelle rassurante!! >>

Entièrement d’accord !
Dans le même ordre d’idée, j’ai appris un peu par hasard que la toute nouvelle société Mirro-Sphère était équipée pour faire des tests interférométriques, comme Zambuto. Ces petits artisans qui établissent des bulletins de contrôle à l’ancienne avec un test de foucault ne nous disent pas tout.
Fin de l’aparté, bravo à tous.

[Ce message a été modifié par tatane (Édité le 24-02-2006).]

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Enfin je dis rassurant, pour les clients peut être...par contre je suis pas sur que ce soit de tout repos pour les tailleurs de miroirs :-)).
fab

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Ce qui est rassurant pour le client c'est que son miroir donne de bonnes images . Le reste c'est du blabla d'expert .

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Bonsoir

Je confirme : j'ai bien un Schack Hartmann, que Cyril m'a fourni. C'est un appareil très intéressant à utiliser, et bien moins onéreux qu'un interféromètre professionnel.
On ne peut pas s'en servir pour contrôler directement des miroirs paraboliques, comme au test de Foucault. Mais ça fonctionne très bien avec des sphériques ou des paraboles à conditions de posséder un miroir plan d'autocollimation.

Pour le moment je l'ai utilisé pour calibrer mon appareil de Foucault sur des miroirs sphériques (le miroir de mon 400 à F/D=3,65 est passé par là avant la parabolisation).

Je suis en train de monter un banc de contrôle de télescopes complets (tubes Newton et Cassegrain).

Jean-Marc

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