Test à l'interféromètre de deux SW80ED

[chonum 976]

Bonjour,

nous avons fait une petite séance interférométrie au club Aphélie de Chatenay Malabry sur deux classiques lunettes ED Sky Watcher 80/600, l'une agée de 3 ans, l'autre d'un an.

Comme d'habitude les lunettes ont été testées à 405, 532 et 635nm avec trois interférogrammes pris avec des tilts différents à chaque lambda et normalisés à 550nm. La prise est faite en double passe soit 0,5 Lambda entre chaque frange avec un plan de référence.

Le soucis de ce setup tient à la prise en compte des aberrations hors axe, et surtout de l'astigmatisme, la coma étant négligeable et à la mesure, et du fait du design.
L'astigmatisme est dû à plusieurs facteurs :
- astigmatisme réel de la lunette (alignement des lentilles, collimation dans le tube, contrainte sur les lentilles),
- Astigmatisme induit par le test de bath. Le module est calculé (185nm dans ce setup), mais le retrancher directement depuis le polynôme de zernike pose le problème d'être sûr de son orientation,
- Astigmatisme dû au fait qu'en test double passe sur un réfracteur, on a aucun moyen d'être sûr d'être sur l'axe optique.

C'est l'une des limites de l'interféromètre de bath que la prise en compte de cet astigmatisme sur un test de réfracteur. Il faut noter qu'en revanche sur un miroir, l'incertitude quand à la position sur l'axe disparaît complétement. De plus la taille des miroirs réduit l'astigmatisme induit par le faisceau de référence hors axe à une valeur assez faible, voir totalement négligeable.

Aussi je donne les résultats hors astigmatisme en premier, et avec en second.

[U]Résultats dans le vert 532nm[/U]
80ED "ancienne" : L/63 et L/21
80ED "récente" : L/74 et L/21.7

[U]Résultats dans le rouge 635nm[/U]
80ED "ancienne" : L/33.7 et L/20.6
80ED "récente" : L/56.8 et L/21.1

[U]Résultats dans le violet 405nm[/U]
80ED "ancienne" : L/18.3 et L/16
80ED "récente" : L/15 et L/11.2

Le sphérochromatisme (sans prise en compte de la position des best foci):

Les performances telle quel sont bonnes, mais on ne peut pas conclure plus que de dire que la valeur réelle est entre la valeur avec Astigmatisme, et la valeur sans.
Il faut noter que la valeur de l'astigmatisme de troisième ordre est presque systématiquement la même sur TOUS les tests (0,1 X et 0,03 Y en frange). La valeur plus élevée en X est celle qui inclus l'astigmatisme du Bath, aux erreurs d'horizontalité de l'APN près...

La SW "ancienne" est légèrement moins performantes que la récente. A priori la formule optique semble la même (comportement du sphérochromatisme), c'est plus une dispersion de qualité ou de la collimation.
Dans l'absolu c'est le comportement d'un doublet ED avec un Crown à très faible dispersion (FPL53 en l'occurence).

Les performances en sphérochromatisme sont proche de la FS-60 par exemple, même si légèrement inférieures.

En revanche chaque changement de longueur d'onde a demandé une modification du point de focalisation assez conséquente (plusieurs dizaines de microns) ce qui laisse penser que les best foci sur les trois longueurs d'onde sont assez éloignés, ce qui ne n'apparaît pas dans les courbes.
Vu les conditions de test, cela n'a pas pu être mesuré précisément.

Seule la différence de performance dans le rouge est un peu étonnante.

Cela conclut pour moi les tests avec le Bath, j'ai fait une synthèse des avantages et inconvénients de cette méthode de test, et aussi un retour d'expérience sur les aspects mécaniques ici : http://astrochonum.com/index.php?option=com_content&view=article&id=122:linterferometre-de-bath&catid=13:tests-de-materiel&Itemid=30&lang=fr

Frédéric Jabet.

[Ce message a été modifié par chonum (Édité le 21-03-2010).]

[jldauvergne 15 132]

Ca dépote comme résultat. En considérant juste les valeurs basses c'est déjà pleinement satisfaisant. C'est bien d'avoir pu en passer deux, il y a des disparités un peu plus importantes que ça parfois sur ces instruments, mais je n'en ai pas eu tant que ça entre les mains. En tout cas c'est cohérent avec ce que j'avais pu voir dedans.
Voilà ce que j'avais eu sur une 80ED Orion :

Je n'ai rien de quantifié, mais on voit clairement que la quantité d'énergie dispersée dans l'anneau est très faible. On voit aussi un léger désalignement, mais sans grosse influence pour une lunette.

[Ce message a été modifié par jldauvergne (Édité le 22-03-2010).]

[Rydel_Charles 12]

Bonsoir,

Je regrette vraiment de n'avoir pu venir vendredi assister aux mesures et aussi apporter mon Mak127 pour voir ce qu'il donne. A propos, c'est du P/V ou du RMS ?

Je vais mettre un lien dès que possible sur mon site vers le tient cela afin que les amateurs qui lisent mes articles, lisent ton rapport. Tu gagnerais aussi à expliquer comment tu trace les courbes de sphérochromatisme. J'attend les pièces pour faire un bath simplifié (eh oui, c'est possible !) et les dernières réticences devraient tomber...

Charles

[jldauvergne 15 132]

ça peut difficilement être du PTV Charles, ...

[chonum 976]

Oui c'est du RMS bien sûr.

Pour le calcul de la LSA, je prends les trois premiers ordres de l'aberration de sphéricité (3 5 7), puis je calcule la projection sur l'axe optique en fonction de la position dans pupille, de la focale et de l'écart calculé au front d'onde sur ces trois premier ordres. Pour l'écart c'est à partir de la dérivée de la somme des trois termes pour avoir la tangente locale. Il y a un peu beaucoup de trigo et plein d'Atan. On a passé une petite demi journée avec ma physicienne d'épouse dessus
D'ailleurs il faut que je rajoute l'aberration transverse. Mais quand on a la longitudinale, la transverse vient plus vite

[Ce message a été modifié par chonum (Édité le 22-03-2010).]

[frédogoto 2 006]

Tres intéressant
bravo...
Chonium : je te suggère de faire une BDD de tes tests : ça pourrait vite devenir LA référence qui nous fais tant défaut en France...

JLD modifie l'adresse de ton image (ftp)

[Ce message a été modifié par frédogoto (Édité le 22-03-2010).]

[jldauvergne 15 132]

merci c'est modifié

[chonum 976]

Oui Frédéric, j'ai fait une section dédiée sur mon site perso : http://astrochonum.com/index.php?option=com_content&view=section&layout=blog&id=6&Itemid=30&lang=fr

Pour les tests pros qui viendront, une partie sera publiée sur le site aussi

[Rydel_Charles 12]

"ça peut difficilement être du PTV Charles," Evidemment pour L/60!!!

Mais on a le droit de rêver. Quand je vois l'aberration sphérique dans le vert, de la lunette de gauche, c'est excellent et tous les espoirs sont permis à condition de ne pas prendre en compte l'astigmatisme !

A noter que la formule que je donne -et qui du reste n'est pas de moi-, donne l'astigmatisme dans le cas d'un miroir. L'astigmatisme n'est pas intrinsèque au Bath mais dépend en plus du type d'optique. Dans le cas d'un anastigmat, l'écart des faisceaux ne joue plus. Fallait y penser ! C'est une découverte récente, faite par une personne plus intelligente que moi ;-(. C'est toujours une chance d'en rencontrer.

"Pour le calcul de la LSA, je prends les trois premiers ordres de l'aberration de sphéricité (3 5 7), puis je calcule la projection sur l'axe optique en fonction de la position dans pupille, de la focale et de l'écart calculé au front d'onde sur ces trois premier ordres. Pour l'écart c'est à partir de la dérivée de la somme des trois termes pour avoir la tangente locale."

Etant sans doute le seul à n'avoir pas tout compris à ta méthode pour calculer le sphérochromatisme, peut-être gagnerais tu à écrire quelque chose là dessus ? Trouve-t-on l'age du capitaine ;-) ?

[chonum 976]

J'ai vu les réponses à la question que j'avais posée au groupe Yahoo sur l'astigmatisme induit sur un élément transmissif. Je pensais comme Dave, mais ce n'est apparemment pas si simple

Pour la LSA, je fais comme suit :

- Je calcule la fonction de front d'onde à partir des coefficients d'aberration sphérique de 3eme, 5eme et 7eme ordre. C'est une fonction de la position de la pupille bien sûr. Pour cela j'utilise la définition du polynôme de Wyant.

- Je dérive cette fonction pour avoir la tangente, cela me donne l'inclinaison du rayon par rapport à la sphère.

- En fonction de cette tangente pour une position r, je calcule la projection sur l'axe optique. Par contre je ne prends pas en compte le décalage du front d'onde sur l'axe Z, mais cela fait quelques nm...

Je te fais un dessin quand on se revoit

[jldauvergne 15 132]

quote:

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Mais on a le droit de rêver. Quand je vois l'aberration sphérique dans le vert, de la lunette de gauche, c'est excellent et tous les espoirs sont permis à condition de ne pas prendre en compte l'astigmatisme !

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Je doute que l'on trouve des optiques amateurs à L/20 PTV, surtout produites en Asie, ... Et puis surtout ça ne sert pas à grand chose
Par ailleurs le mieux est de regarder le RMS, le PTV pouvant facilement être chatouilleux selon le moyen de contrôle, sons sens est toujours à relativiser. On a vu beaucoup d'optiques sortir à L/20 au foucault, beaucoup moins avec les moyens de métrologie moderne, ... Perso le mieux que j'ai vu sur l'instrumentation amateur c'est L/10 PTV et un seconde position on doit descendre à L/6 PTV.

[chonum 976]

Faut dire que le Foucault devrait quand maintenant intégrer le musée de la métrologie
Je ne peux qu'être d'accord avec Charles. Pourquoi continuer à utiliser un test qui montre surtout les défauts de révolution sur les quelques zones du masque de couder et avec une précision quand même en dessous de l'interférométrie quand il y a des moyens de test comme le Bath qui analyse toute la surface d'un coup avec une précision super à L/50 ?
Surtout que faire un Bath coûte trois Francs six sous !

[Ce message a été modifié par chonum (Édité le 23-03-2010).]

[Rydel_Charles 12]

Faut dire que le Foucault devrait quand maintenant intégrer le musée de la métrologie

Et la tradition t'en fais quoi hein ? Le Foucault est un rituel comme la messe en latin, un passage obligé pour être intégré à la communauté des amateur, une communion. ;-))

Mais pour dégrossir en cours de parabolisation, il est plus rapide à mettre en oeuvre que l'interféro et peut-être suffisant dans cette phase. Mais certains contestent mon point de vu et n'usent déjà que de l'interfero.

"Je ne peux qu'être d'accord avec Charles. Pourquoi continuer à utiliser un test qui montre surtout les défauts de révolution sur les quelques zones du masque de couder"

Effectivement mais disons qu'il ne montre pas des défauts de révolution plutôt il montre des défaut et c'est représentatif si ils le sont, de révolution, ce qui est rarement le cas avec les abrasifs modernes...;-(

" et avec une précision quand même en dessous de l'interférométrie quand il y a des moyens de test comme le Bath qui analyse toute la surface d'un coup avec une précision super à L/50 ?Surtout que faire un Bath coûte trois Francs six sous !"

Le problème là c'est la subjectivité de la mesure manuelle et un changement des habitudes quand à l'interprétation. Changer est difficile... Il a fallu 5 an pour que l'outil céramique soit reconnu ! Je crois que les deux instruments coexisteront encore longtemps car le vieux Foucault, il permet d'avoir en une seconde une vision de l'état de la surface ce qui est pas mal.

[chonum 976]

Oui l'aperçu visuel du Foucault est très bien pour appréhender rapidement la forme du miroir. Il permet de recouper les mesures à l'interféromètre. En plus l'interpolation de Zernike lisse les défauts ponctuels et autres discontinuités qui sautent aux yeux au Foucault.

En plus ça coûte encore moins cher que faire un Bath :p
Mais ne faire QUE cela maintenant, c'est pour le moins très orthodoxe

[astrochat 12]

Intéressant ce test même si je suis loin (très loin) d'avoir tout compris !

Excuse ma question peut être saugrenue mais je voudrais savoir si en final, au vue des tes test sur ces deux lunettes, pour faire simple et compréhensif par tout le monde, quelle note sur 20 tu leurs mettrais pour une utilisation en ciel profond et en planétaire ?

Pat

[chonum 976]

Euh il faudrait que ce soit JLuc là

Pour ma part, et seulement en imagerie, je ne fais pas beaucoup de visuel :

Grand champ CP APN :
- Chromatisme non négligeable à attendre sur les étoiles type O et B, danger sur les Pléiades :p

Grand champ CCD :
+ Chromatisme réduit par rapport à l'APN, mais la couche L sera moins bonne qu'avec une vraie Apo.
- FWHM probablement un peu moins bonne dans le bleu, mais pour pinailler, de toute façon le seing fera le reste !

Narrowband :
+ Bonne qualité optique partout sur les filtres OIII SII HA. Pas la peine d'avoir mieux pour cette application je pense.

Solaire :
+idem narrowband, bonne performance dans le rouge

Planétaire :
- nonobstant le diamètre faible, chromatisme probablement gênant à ces rapports de grandissement que ce soit en L ou en couleur.

Dur de donner une note globale, c'est selon l'application. Par contre en rapport qualité optique/prix c'est très bon

[jldauvergne 15 132]

Astrochat, ça leur donnerait un bon 16/20 selon moi. Autrement dit, sur la base de ce test il sera difficile de se réfugier derrière le fait que tu ais une lunette à 500€ pour argumenter la qualité de tes images (mais ça on le savait déjà qu'elles sont bonnes ces lunettes). Ce qui ne dis pas le test c'est quel serait la forme de la courbe de chromatisme dans l'ir et l'uv, certainement pas très belle, et toi c'est un de tes pb, ne pas avoir mis 200€ dans un filtre ir cut, en misant tout sur la monture. Un peu plus et tu ajoutes un correcteur reducteur, et là tu as un setup sans excuse pour ne pas réussir

[Ce message a été modifié par jldauvergne (Édité le 23-03-2010).]

[jldauvergne 15 132]

Oups Fred a été plus véloce que moi à répondre

quote:

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]Grand champ CP APN :
- Chromatisme non négligeable à attendre sur les étoiles type O et B, danger sur les Pléiades :p

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Pas si sur, sur les APO que j'ai testé genre FSQ106 on était dans cet ordre de grandeur en chromatisme. Je parles de tests faits jusque dans l'IR, donc disons que celle ci ne fonctionnera pas beaucoup moins bien en ayant un capteur qui reste dans le visible.

quote:

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Planétaire :
- nonobstant le diamètre faible, chromatisme probablement gênant à ces rapports de grandissement que ce soit en L ou en couleur.

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Regarde l'image de l'étoile au microsope. Il faudrait voir dans le détail, mais à vu de nez le résidu n'est pas franchement plus pénalisant que le sphérochromatisme d'un SC. D'autant qu'en planétaire, souvent on filtre quand même (au moins avec un filtre large, genre filtre jaune). Celle que j'avais eu entre les mains tu avais des images qui restaient regardable à très fort grossissement (nettement plus de 2,5x D).
Pour le moment des tests de chromatisme que j'ai fait sur des lunettes j'ai noté que le résultat est loin de la définition d'APO selon zeiss, mais qu'à cela ne tienne, quand on voit la qualité des images prises avec un FSQ par exemple il n'y a pas à tortiller, 150µm, ça passe. J'ai la flemme de faire le calcul là , mais il doit montrer qu'à F/5 ou F/6 ça reste bien dans un pixel de 10µm (d'autant qu'il y a bien d'autres choses qui vont dans 90% tendre à étaler l'étoile comme le vent, le seeing, la qualité de MAP, et le guidage, ...)

Finalement les vrais défauts selon moi c'est la courbure (ça se corrige), la collimation qui peut être perfectible (ça se corrige aussi via des petits cales sous le barillet), et le PO qui ne supportera pas beaucoup plus qu'un APN je pense (encore que je n'ai pas vu les dernière versions).

Finalement je dirais que ce qui va faire la différence avec une lunette plus haut de gamme c'est le rapport F/D, la gestions des reflets, la qualité du PO, la finition mécanique globale, bref autant de choses qui peuvent avoir une influence forte sur le plaisir d'utilisation, mais pas forcément tant que ça sur le résultat (hors mis le F/D qui qui sera réduit à une valeur plus sympa avec un aplanisseur 0,8x).

JLuc

[Rydel_Charles 12]

Conclusion simple: lambda/4-5, ça passe pour faire de la photo et en plus, l'astigmatisme est une aberration "moins grave" que l'AbSph qui, dans le vert, est excellente. Si le correcteur de champ corrige l'astigmatisme et la courbure de champ alors on a une excellente lunette A cela il faut ajouter l'astigmatisme de ton oeuil...

[Ce message a été modifié par Rydel_Charles (Édité le 24-03-2010).]

[christian viladrich 7 695]

C'est fort intéressant comme test.
Faut continuer sur d'autres optiques ;-)

[David Vernet 131]

Le foucault c'est tout vieux, le Roddier c'est comme lire dans du mar de café etc...
Bref pour Chonum, hormi l'interfero (et de préférence le sien) point de salut

Au fait pour controler un 600 F/3.3 un poil plus gros qu'une lulu de 80 tu fais comment pour le controler?

Et pour la sempiternelle discussion sur les lambdas c'est ici
http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/029647.html

[Pierre 309]

Les tests (pour ce que je m'y connais ) confirment les résultats sur le ciel.

[kev07 13]

C'est super intéressant tes tests, bravo! Petite précision, le nombre d'Abbe, définissant la constringence, est de 96 pour la fluorite, ce qui est extrêmement élevé, on parle bien de la même chose? Car en lunetterie, on arrive péniblement à 65 pour les meilleurs verres... Existe il mieux que la fluorite pour la constringence?

[chonum 976]

Et ouais, le foucault c'est tout vieux, le Roddier tout flou, le Fizeau trop cher, le Michelson c'est pénible... Le bath a ses défauts aussi, et j'ai mentionné ceux que j'ai pu voir. Mais il a l'intéret de ne pas être cher et d'avoir une précision et une résolution spatiale meilleure qu'un Foucault non ?

Pour le 3.3, ben tu trouves un plan en rapport ?
Parce que quelque soit la méthode, tu auras 13 lambdas d'aberration sphérique de toute façon, dur pour la dynamique :p
Maintenant si tu connais une méthode pour mesurer un miroir aussi ouvert à L/100 de précision au rayon de courbure, et sans lentille de Ross, je suis preneur. Je peux même payer

Pour la constringence Kevin, oui c'est bien la même chose. Mais les indices deviennent faibles avec ces verres, donc pas trop d'intérêt en lunetterie
Par contre je ne sais pas si il y a plus haut que la fluorine.

Frédéric.

[David Vernet 131]

« Pour le 3.3, ben tu trouves un plan en rapport ? »

C’est bien le problème quand tu veux absolument le contrôler en interfero

Donc bin tu reprend ton vieux Foucault une peu trop vite remisé au rayon des antiquités et ca te permet de faire ton miroir avec un minimum de moyen et ensuite bin tu contrôle tout ca sur le ciel en final, qui reste encore le meilleur collimateur du monde

« Maintenant si tu connais une méthode pour mesurer un miroir aussi ouvert à L/100 de précision au rayon de courbure, et sans lentille de Ross, je suis preneur. Je peux même payer »

Il faut que tu distingue ce que t’as besoin pour ton projet pro, et même dans ce cas là avec les flexions des différentes optiques, ca me semble vraiment bien difficile à atteindre des que tu auras affaire à des pièces un peu conséquentes, et les besoins amateurs, et là très clairement mesurer du L/100, ca sert à rien sinon à se faire plaisir

J’ai fait circuler un 300 F/4 sur 3 interferos, au delà d’une enveloppe d’un Strehl de 0.97, aucun des résultats ne se croisent, l’un me trouve du trifoïl quand l’autre me trouve de l’aberration de sphéricité et quand le 3eme me trouve de l’astig qui change à chaque mesure… Alors ton L/100 RMS, bon courage