Etoile artificielle et Winroddier

[Laurent 60]

Albanc, je me souviens de ce j'avais fait ; cela peut servir à d'autres et te donner une idée à défaut de répondre à ton problème.

Il s'agissait pour moi de corriger Winroddier pour une étoile "raisonnablement éloignée" mais qui n'est pas à l'infini. Il s'ensuit une aberration de sphéricité supplémentaire à corriger (Z11). On suppose tout de même que la distance de l'étoile n'a pas d'impact sur les autres aberrations et notamment les aberrations de sphéricités d'ordres élevés (Z22).

- il faut tout d'abord utiliser WinRoddier avec le nombre de polynôme minimal car il ne sait pas importer autrement,
- déterminer l'aberration de sphéricité induite par la distance de l'étoile artificielle. Ça se trouve partout et notamment dans "Star-Testing",
- utiliser Winroddier avec un front d'onde parfait importé. Ajuster Z11 jusqu'à retrouver l'aberration de sphéricité (nul besoin de faire des maths, cela peut se faire à tâtons...). La valeur trouvée est la correction à apporter...
- faire le test, exporter puis réimporter la modélisation en corrigeant Z11 (dans le bon sens !).

Cette façon de procéder est intéressante car les tests sont TRES reproductibles.

Maintenant dans ton cas (utiliser WinRoddier avec une étoile artificielle au centre de courbure), cela se présente mal. En effet, on pourrait imaginer de faire la même chose : comme indiqué plus haut dans le fil, tu peux déterminer l'aberration de sphéricité à l'infini de ton miroir sphérique et la correction est la valeur totale du Z11 correspondant. Mais le front d'onde est sphérique et il impacte certainement toutes les autres aberrations, y compris la modélisation de l'aberration de sphéricité elle-même ! Autrement dit, WinRoddier va faire n'importe quoi. Bon je dis ça par intuition, je n'ai pas vérifié...

Faire une correction pour une étoile "raisonnablement éloignée" est une chose et cela pourrait très avantageusement et facilement être incorporé au programme ; déterminer la forme d'un miroir à partir d'un front d'onde sphérique est une autre affaire qui nécessiterait certainement un autre développement du logiciel ou une option particulière dûment programmée.

[Ce message a été modifié par Laurent (Édité le 02-03-2013).]

[albanc 2]

Salut Laurent,

Merci pour cette réponse très détaillée. Ca devrait au moins m'aider pour tester tout la chaîne optique et non le seul miroir primaire, donc ça devrait être exploitable.

J'essayerai d'explorer la question en testant ta méthodologie quand je trouverais un moment.

Encore merci !

[Fred_76 700]

Malheureusement, en cas d'utilisation d'étoile artificielle, WinRoddier version 3 ne permet toujours pas de retirer l'aberration de sphéricité, même si la case existe, elle ne fonctionne pas... On peut rentrer n'importe quel chiffre, le résultat ne change pas.

Comment calculer l'aberration à soustraire (j'ai besoin de la formule) ?

Mes données :
- diamètre utile miroir = 199 mm
- focale miroir = 909 mm
- distance étoile artificielle = 12,10 m

Il faut que l'aberration soit en nm.

A noter que l'intervention de Laurent est absolument inutilisable sans d'autres explications. La plupart des choses qu'il explique (ajuster Z11 par exemple) ne veulent rien dire pour celui qui découvre WinRoddier. Quant à sa phrase "chercher Star-Testing" pour trouver la relation qui donne la valeur d'aberration de sphéricité à retrancher... et bien désolé, je ne trouve rien !!!

A+

Fred

[Ce message a été modifié par Fred_76 (Édité le 07-02-2016).]

[Laurent 60]

Bonjour

Effectivement, il me semble que la correction automatique de l'aberration de sphéricité suivant la distance de l'étoile artificielle ne fonctionne pas avec Winroddier 3... Dommage.

Quant aux explications que j'ai donné en 2013, désolé si elle n'aident pas beaucoup, le problème est que j'ai fait ça il y a un bout de temps ! J'ai révisé...

Concernant l'aberration de sphéricité induite par une étoile à une certaine distance, il faut regarder, par exemple, cette page
http://www.telescope-optics.net/star_testing_telescope.htm

L'aberration pour un paraboloïde est issue de l'équation (a) avec k=-1 pour une parabole. Psi est le rapport entre la focale et la distance, 1/20 dans l'exemple. W est exprimé dans la même unité que L et D et est à rapporter à la longueur d'onde ensuite pour son utilisation.

Donc pour la détermination de l'aberration, cela devrait aller !

Reste à bricoler avec Winroddier. J'avais fait ça avec la version 2... Je ne sais si c'ets faisable avec la 3. L'idée est d'ajuster le coefficient Z11 (sur un front d'ondes parfait) jusqu'à ce que l'on retrouve l'aberration calculée (il s'agit d'une surcorrection) : on part d'un front d'ondes parfait (Z=0 partout), pour l'optique à tester puis on modifie Z11 jusqu'à retrouver l'aberration calculée. La valeur trouvée va servir à altérer le coeff Z11 sur le vrai test.

Il ne reste plus qu'à faire le vrai test, puis altérer Z11 (ajouter l'écart) de la valeur calculée précédemment pour tenir compte de la distance de l'étoile artificielle.

Concernant Z11 et les coefficients du polynôme de Zernike, il faut quand même, effectivement, savoir à quoi cela correspond. Dans la version 2 de Winroddier, il me semble que toutes les explications sont données. Dans la version 3 je ne me souviens plus.
http://www.astrosurf.com/tests/roddier/zernike.html

Winroddier recalcule ces coefficients pour ajuster son front d'ondes. Z11 correspond à l'aberration de sphéricité.
A noter que l'on pourrait directement calculer Z11 suivant la distance (ce que devait faire WR3) mais je n'ai pas cherché. L'intérêt de calculer d'abord l'aberration est aussi de savoir qu'elle est l'importance de la dite correction: autour de lambda/4 c'est acceptable mais à deux ou trois lambda, cela est manifestement exagéré. Donc il faut quand même placer l'étoile à une distance raisonnable... pas au bout du tube.. Il faut en effet que l'aberration induite soit du même ordre de grandeur ou plus petite que l'aberration réelle.

De plus, cela ne marche que pour un Newton et cela suppose une certaine linéarité de l'effet (la somme des coeff Z est supposée donner la somme des aberrations, d'où la nécessité d'une distance raisonnable). Cependant je l'ai utilisé de cette façon avec des lunettes et je retombe sur mes pattes..

[Ce message a été modifié par Laurent (Édité le 07-02-2016).]

[Fred_76 700]

Merci Laurent,

Il y a toutefois un soucis avec le calcul manuel en utilisant la formule de Telescope-Optics et le résultat donné par WinRoddier.

Exemple :
- Diamètre = 200 mm
- Focale = 1000 mm
- F/D = 5
- Distance étoile artificielle = 20 m

Telescope-Optics :
Ws = (-1+(1-2*1000/20000)^2)*200/(2048*5^3) = -148.44 nm

WinRoddier :
Ws = 44.26 nm

Qui croire ? Les pages de WinRoddier n'expliquent pas comment la correction est calculée et le peu d'activité du forum Roddier (les derniers messages datent de mai 2015) ne m'encourage pas à y poser la question.

Peut-être David Vernet pourrait-il nous apporter son éclairage sur ce point...

[Laurent 60]

Fred

Qu'est ce que c'est que cette valeur donnée par Winroddier ? Si c'est la valeur donnée pour l'étoile artificielle à 20m cela doit être faux. Je ne l'ai plus sur mon nouvel ordi mais j'ai toujours l'ancien à côté.

En tout cas -148.44 nm pour une étoile à 20m cela me paraît correct. Cela fait lambda/4. C'est la valeur que j'aurais donné a priori ; cela doit être la bonne. Il te reste à trouver le Z11 qui correspond.

Je te conseille de faire ça avec Winroddier 2.

Laurent

[Fred_76 700]

Laurent,

J'ai regardé l'aberration de sphéricité sans aucune correction, avec mon miroir parabolique :
- dia = 199 mm
- focale = 908 mm
- distance = 12100 mm

WR3 me sortait une aberration de l'ordre de 90 nm (sans aucune correction).

Quand je demande à WR3 de calculer la correction à apporter pour ma config, il me dit 84 nm. C'est vraiment proche de ce qui est mesuré et donc pas déconnant du tout.

Par contre la formule TO me retourne -283 nm et quand je rentre ça, c'est une horreur que je n'ai pas constatée à l'œil sur le ciel ni sur l'étoile artificielle.

Je commence à me dire que c'est la formule de TO qui n'est pas adaptée...

[Laurent 60]

Fred

Bon j'ai retrouvé la procédure détaillée.

D'abord, cela ne fonctionne pas avec WR3 parce qu'il est incapable d'importer un jeu de coefficient de Zernike (la commande est in-opérative).

Il faut utiliser WR2 et la procédure est la suivante :

- dans les préférences retenir un jeu de 22 polynômes seulement (très important)
- faire le test comme normalement avec les images intra/extra, etc... jusqu'à affichage du front d'onde et des valeurs PV RMS
- aller dans le menu Saisie/Paramètres des simulations
- cliquer sur le bouton importer le test : tous les paramètres sont alors importés (sauf Z1?)
- décocher Z2 Z3 Z4 (qui sont cochés par défaut)
- cocher tous les autres (sauf ceux indésirables comme coma par exemple...)
- aller dans le menu Calcul/Simuler le front d'onde
- le programme recalcule un front à partir des coefficients importés
- on doit retrouver a peu près la même chose que sur le vrai test (à cause des arrondis sans doute)
- retourner dans le menu Saisie/Paramètres des simulations et cette fois MODIFIER Z11 de la valeur requise en soustrayant la valeur de l'aberration de sphéricité RMS calculée pour la distance de l'étoile artificielle.
- aller dans le menu Calcul/Simuler le front d'onde et alors on a le front d'onde tenant compte de l'étoile artificielle.

Z11 est la valeur RMS de l'aberration, il faut donc déterminer la valeur RMS à partir de la valeur PV. On a RMS = ~PV/3.5. On peut trouver des expressions plus précises dans la littérature.

Un autre façon de procéder est d'utiliser Roddier 2 en mettant tous les coefficients à zéro puis en incrémentant Z11 jusqu'à retrouver sur un calcul simulé la valeur PV puis retrancher cette valeur en relançant tout le test.

Je n'ai pas re-testé WR3 avec introduction de la distance de l'étoile artificielle.

A noter que Star Testing de Suiter donne une aberration de 1/4PV pour 22 fois la focale pour un miroir de 200/1000 ce qui semble cohérent avec TO.

Je suppose que maintenant c'est 12m de distance et non plus 20m... Mais 12m c'est vraiment trop proche. Cette correction par Z11 doit permettre un ajustement fin mais là l'étoile est beaucoup trop proche et doit donner certainement plus que 90nm d'aberration (puisqu'il y en a déjà 148nm à 20m...).

Par ailleurs, toutes les fonctions annexes de WR3 : correction d'aberrations, étoiles artificielles, etc... ne me paraissent pas fonctionnelles. Donc les 90nm ou 83nm, c'est faux, simplement ces options de corrections de WR3 ne fonctionnent pas.

Et, surtout, il n'y a pas d'erreur dans TO !...

Bon courage.

[Ce message a été modifié par Laurent (Édité le 09-02-2016).]

[Fred_76 700]

Bonjour,

Je viens d'avoir une réponse de Glenn sur le forum WinRoddier :

quote:

---

Both are correct! The WR3 value is in nm rms (subtracted) and Vlad's on the site you referred to calculates the peak aberration. The zernike balanced aberrations listed in WR3 are in nm rms.

For a smooth geometric aberration like pure primary spherical the rms and peak values are related by a factor of 1.5*sqrt(5) hence

44.26 nm rms spherical ==> 1.5*sqrt(5)* 44.26 = 148.45nm PV.

For a wavelength of 550nm this is a little over 1/4 lambda PV. At 15m you would be looking at ~ 0.35 lambda PV.

---

Donc la valeur calculée par WR3 est une aberration RMS alors que celle de TO est en PTV. D'où l'écart.