Contraste et état de surface

[David Vernet 131]

Et prout pour le 1000ème post, encore un truc qu'Antoine n'aura pas

[PETIT OURS 24 661]

[a s p 0 6 845]

en attendant que ça redémarre par ici je reviens sur le papier spie trouvé par Francis Adelving : il est court et pertinent par rapport au fil et aux moyens de polissage utilisés par les personnes qui taillent leur miroir chez eux (inconvénient je sais, c'est en anglais). comme méthode alternative au lyot ils présentent une solution commerciale qui est destinée à être utilisé en production par des entreprises ou des laboratoires et donc pas à notre portée financière, et qui repose sur un interféromètre de mirau associé à du décalage de phase, une solution moderne et éprouvée. pour les plus mordus ça vaut peut être la peine de s'y intéresser.

[David Vernet 131]

Donc comme promis pour Bernard et Eric, voici le même miroir, un 320 Hubble Optic F/4, pris avec 2 lames de phase, ma densité 2.3 et celle de densité 3 que j'utilise habituellement.

Et je vous ai également mis les originaux en raw ici:
http://vernet.david.free.fr/320Contraste2.CRW
http://vernet.david.free.fr/320Contraste3.CRW

Voilà, très curieux de voir si juste d'après l'image vous allez en tirer des valeurs de diffusion similaires.

[brizhell 2 630]

Suis pas dispo demain, j'essaie ca ce WE.

Eric à completement raison, il faudrait plus de dynamique et de résolution latérale, mais on peut déjà faire des choses.

Merci beaucoup pour la traduction Rolf.

[Ce message a été modifié par brizhell (Édité le 10-01-2014).]

[David Vernet 131]

Pour info, je viens de faire des mesures sur le 320 de Hubble Optic, dans la zone centrale plus rugueuse.

Je l'ai fait avec les 3 lames de phases que j’ai à ma disposition, et un coin photométrique.

Ma lame de densité 3 ainsi que la lame calibré de Texereau de densité de 2.81, me donnent la même fourchette de résultats, autour de 11 nm PV sur l'onde. pour la couche verte à 550 nm.

Ma lame de densité 2.3 me donne un résultat proche, de 13 nm P.V. sur l'onde

Donc c'est un miroir qui pour sa partie centrale tourne autour de 3 nm RMS sur l'onde (vu que ce sont des PV moyennés). Si jamais vous arrivez à remonter à une valeur de la hauteur des défauts d'après les images ca serait intéressant à comparer.

Bernard: pour ce dernier miroir, je t'ai mis les images originales RAW, donc n’hésite pas à voir avec, tu auras plus de résolution et plus de dynamique, sur 4000 niveaux au lieu de 256.

[rolf 2 680]

Ils vérifient la formule de Lyot et parlent d’une divergence d’un facteur 2.
Busak donne ce lien sur Zernike:
http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/schwarz/Mikroskopie/05-Phasenkontrastverfahren.pdf

et pose deux questions :

1. Ces déductions sont-elles formellement corrects?
2. Ces déductions peuvent-elles être appliquées sur le test de Lyot ?

Intensitätsformel Uni Regensburg:
I=1+p^2+t^2-2*p*cos(rho)+2*t*(p*cos(psi-rho)-cos(psi))
Approche Intensitätsformel:
p=1, Additionstheorem für cos, Reihenentwicklung cos, rho^4<<1 :
I= t^2+rho^2+2*t*rho*sin(psi)-t*rho^2*cos(psi)
Kontrastformel Uni Regensburg, Iumg=t^2 (I(0)), psi=-90°:
K=(rho^2-2*t*rho-t*rho^2)/(2*t^2+rho^2-2*t*rho-t*rho^2)
rho<<t, t^2=1/N, Lamb=Wellenlänge, x=Wellendeformation:
K=-rho/t = -2*pi/Lamb*sqrt(N)*x ; Texereau : 4*pi au lieu de 2*pi

Formule coin photométriqueaus Kontrastformel, Iumg=1/N, d=Intensitätsdifferenz:
x = -Lamb/2/pi*K/sqrt(N) = -Lamb/2/pi/sqrt(N)*(1/N-1/(N-d))/((1/N+1/(N-d))
x = -Lamb/2/pi/sqrt(N)*(N-d-N))/((N-d+N)
O=N, O'=N-d:
x = -Lamb/2/pi/sqrt(O)*(O'-O)/(O'+O)
d<<N, d.h. O~O', annähernde Gleichheit von arithmetischem und geometrischen Mittel:
x = -Lamb/2/pi/sqrt(O)*(sqrt(O')-sqrt(O))*(2*sqrt(O))/2/sqrt(O'*O)
x = Lamb/2/pi*(sqrt(O)-sqrt(O'))/sqrt(O*O'), encore facteur 2 par rapport à Texereau.

Busack vous remercie d’avance.

A + rolf

[Ce message a été modifié par rolf (Édité le 10-01-2014).]

[maire 252]

Découpe de la densité 2.3

Découpe de la densité 3

J'ai du calibrer les images aux mêmes dimensions pour calculer les FFT et les profils circulaires.

FFT densité 2,3:

FFT densité 2,3 dont les niveaux de gris ont été multipliés par 2 histoire de faire une quasi normalisation visuelle pour comparer avec la FFT densité 3

FFT densité 3

Le comparatif des profils circulaires selon la même méthode que précédemment

A vous autres d'interpréter

[Ce message a été modifié par maire (Édité le 10-01-2014).]

[David Vernet 131]

Super Eric!

Bon par contre ca montre quand même qu'il y a une différence évidente sur la diffusion visible, alors qu'il s'agit du même miroir selon si tu traite l'image avec la densité 2.3 ou la densité 3. Donc là ca montre qu'a un moment donné il te faudrait quand même un étalonnage quelque part comme indiquer la hauteur mesuré des défauts, et que les images à elles seules ne suffisent pas pour sortir une valeur absolue de diffusion.

A voir ce que ca donnera du coté de Bernard.

Rolf: je laisse le soin aux matheux de décortiquer le truc, je pense qu'il faudrait éplucher les papiers de Zernike et de Lyot, qui avait connaissance des travaux de Zernike, pour voir si Lyot avait ou non une bonne raison de modifier la formule de Zernike.

Par contre de mon coté j'ai peut être une petite idée pour croiser expérimentalement les mesures de Lyot avec un Foucault pour des défauts un peu gros comme pour ce miroir, vais voir si en pratique c'est jouable.

[Francis Adelving 0]

quote:

---

Ils vérifient la formule de Lyot et parlent d’une divergence d’un facteur 2.
Busak donne ce lien sur Zernike: http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/schwarz/Mikroskopie/05-Phasenkontrastverfahren.pdf
.......encore facteur 2 par rapport à Texereau ...

---

Ont-"ils" lus ce qu'ils expliquent et comparent ?

Si oui, "ils" auraient vu que le séminaire pris pour exemple traite du contraste de phase pour un microscope avec un objet (plongé dans un liquide) éclairé par transparence, alors que Lyot traite des défauts de surface d'une lentille ou d'un miroir ( plongé dans l'air )
Ce que le séminaire appelle rho est d/lambda * (Delta n) * 2 * PI. Qu'"ils" évaluent à 2* PI * x/lambda. ( K=-rho/t = -2*pi/Lamb*sqrt(N)*x). Ou est passé Delta n ?
Or, que vaut Delta n ? la variation d'indice de réfraction ( de la bactérie cobaye nageant dans le fluide qui l'entoure). Et quelle est sa valeur dans le cas d'un défaut optique ? 2 ( 1 - (-1) ). CQFD.....

Dis autrement : en contraste de phase, la variation d'intensité est égale à 2 fois la variation de phase ( I = 1 + 2* rho ). Donc K ~ rho. Et pour un miroir, la variation de phase est égale à ((2 * x)/lambda) * 2 * PI;
soit 4 * PI * x / lambda.

Ce qui est marrant, c'est qu'"ils" ont pris le cas du déphasage de +270° (ou -90° à 2PI près), qui correspond au contraste de phase négatif ( I = 1 - 2*rho) , alors que Lyot/Texereau spécifient bien un déphasage de +90° ( PI/4 ) qui correspond bien au contraste de phase positif, et donc K positif ( et pas négatif comme "ils" ont).

D'autre part, n'oublions pas que que pour Lyot, x est "la valeur moyenne quadratique des irrégularités de la surface optique". Lyot estime que le rapport de la lumière diffractée par les défauts avec la lumière totale est de 2*PI*(x/lambda). Attention, dans le cas d'un miroir, x "devient" l'erreur sur l'onde,soit deux fois celle sur le verre. Mais toujours la valeur moyenne quadratique.

De toute façon, il n'y a qu'à re-lire Zernike dans son texte "How I discovered phase contrast" lors de son discours d'investiture du Nobel en 1953, pour se persuader qu'il n'y a aucun crédit à accorder à Lyot et donc Texereau :
Après avoir expliqué l'intérêt d'ajouter une sur-densité à la lame de phase pour améliorer le contratste :

quote:

---

"... In my own experiments I could go down to 4-percent transmission, that is, a 5-times enhanced contrast, the limit beeing set by the unavoidable stray light. It is only under specially favourable circumstances that a higher increase has been attained by a French astronomer Lyot. In his study of the minute ripples of polished lens surfaces he had independently rediscovered phase contrast and could use strips that diminished the amplitudes to one thirtieth, so that ripples only one thousandth of a wavelength high showed in good contrast. ..."

---

Traduction (personnelle) de Zernike : "Durant mes propres expériences j'ai pu descendre jusqu'à 4% de transmission ( NDT : densité 1,4 , c'est-à-dire, une amélioration du contraste dans un facteur 5, la limite étant due aux fuites inévitables de lumière. C'est seulement avec desconditions particulièrement favorables qu'une amélioration supérieure a pu être atteinte par Lyot, un astronome Français. Dans son étude des ondulations infimes des surfaces polies de lentilles il a indépendamment redécouvert le contraste de phase et a pu utiliser des bandes qui diminuaient l'amplitude par 30 (NDT : 30^2 ~ 1000 --> d ~3), si bien que des défauts de seulement le millième de la longueur d'onde pouvaient être vus avec un bon contraste. "

[rolf 2 680]

Francis,
j'ai lu ta réponse mais ne trouve pas d'élément qui te fait dire cela:
"pour se persuader qu'il n'y a aucun crédit à accorder à Lyot et donc Texereau"
Sinon, serais-tu en mesure de répondre précisément aux deux questions de Busak?
à + rolf

[Ce message a été modifié par rolf (Édité le 10-01-2014).]

[David Vernet 131]

"pour se persuader qu'il n'y a aucun crédit à accorder à Lyot et donc Texereau"

Ben j'ai compris ca comme de l'ironie Rolf, puisque Zernike, au contraire des détracteurs Allemands, salut les travaux de Lyot.

"Sinon, serais-tu en mesure de répondre précisément aux deux questions de Busak?"

Ben c'est pas ce qu'il vient de faire?
Belle réponse en passant, j'aurais bien été en peine d'en écrire autant.

[rolf 2 680]

Avec l'ironie ça donne du sens, effectivement.
Pas sûr que les Allemands apprécieront, car Busak a l'air d'être de bonne foi.
Sinon pour les deux questions, puisque je ne veux plus pour le moment leur rendre de service de trad (Kai s'est encore laissé aller pour m'injurier) ce serait utile de dire brièvement genre oui ou non et ajouter "comme dit plutôt dans la partie" etc. etc. Cela leur faciliterait la lecture en français avec googlemachin.

à + rolf

[Ce message a été modifié par rolf (Édité le 10-01-2014).]

[Kentaro 0]

Je regarde tout cela du fond de la salle moi aussi, avec admiration, mais la, je suis un peu troublé...

Ces messieurs, qui sont-ils donc? des amateurs sachant faire une division et calculer une intégrale ? des pro, docteurs en math ou physique ? Sans recourir à l'argument d'autorité, il y a quand même des choses étonnantes... Lyot était ingénieur supelec, assistant du professeur Perot pendant 10 ans à l'X, docteur en physique, astronome professionnel pendant toute sa carrière à l'Observatoire de Meudon, et ils en sont à vérifier ses formules, s'il ne s'est pas gouré avec un multiplicateur de 2 ? Et ils ne se demandent pas d'abord s'ils ont bien tout compris ? Depuis plus de 60 ans, personne n'aurait vu le truc ? Faudrait pas pousser, non ?

[rolf 2 680]

David,

un dénomme Emil fait la remarque suivante à propos de ta photo du 320 Hubble.

«On y voit un grand canyon (le Canyon de Verdon !). S’il (trad: c’est toi) tournait le miroir de 90° et reproduisait les photos avec la même lame, pourrait-on reconnaître le canyon de Verdon ?
Suis curieux de ce qu’il (trad :toujours toi) va dire. Il n’a pas besoin de procéder de la sorte, mais il a sûrement de l’expérience avec la reproductibilité du test de Lyot.»

A + rolf

[David Vernet 131]

Je ne suis pas sur de bien comprendre la question Rolf. C'est juste de l'humour, ou il se pose réellement la question si le défaut vas tourner avec le miroir ou si il vas disparaitre?

[rolf 2 680]

David, je me suis posé la même question, mais je crains qu'il s'essait à la dérision, pas seulement lui.
Regarde ma réponse à Kentaro qui s'étonne également:

Kai refuse de s’aventurer dans des mesures si la formule de Lyot n’est pas vérifiée . Il dit qu’il y aurait une différence entre «correct au premier regard», «correct par principe» et «utilisable pour mesurer» comme pour un test de travail ( sorry, Rolf, mais j’avais besoin de le dire) (trad : petite pique contre Vernet - vous l’aurez compris).
Au préalable il rappelle que Vernet a annoncé des mesures avec le Lyot avec des résultats en RMS et que maintenant on serait à des estimations en PV avec une formule de 1945 qui n’aurait rarement ou jamais été vérifiée.
Il y aurait entre les deux un facteur 2 et autres incertitudes et que de telles choses auraient besoin d’être vérifiées par des mesures comparatives.
Il dit souhaiter que la formule soit bonne.
Il demande aux Français de le faire, ce serait une sorte d’honneur pour eux.

Je lui ai d’ailleurs répondu que c’est à eux de le faire puisque ce sont eux qui contestent.
Bon, faites quand même quelque chose.

à + rolf

[Ce message a été modifié par rolf (Édité le 10-01-2014).]

[rolf 2 680]

David, il a dû lire ta réaction et ajoute:

La question est sérieuse, car si avec la manip des 90° on obtient la même chose, on ne pourra plus dire que le Lyot ne produise point essentiellement la réalité de la surface du miroir.
La plaisanterie se limite au choix du nom de Grand Canyon du Verdon, cela pourrait être également un de la Suisse.

à + rolf

[David Vernet 131]

"Au préalable il rappelle que Vernet a annoncé des mesures avec le Lyot avec des résultats en RMS et que maintenant on serait à des estimations en PV avec une formule de 1945 qui n’aurait rarement ou jamais été vérifiée. "

Je vois surtout qu'ils n'ont rien compris des explications que j'ai donné...
Dès le départ, j'ai expliqué que le Lyot donnait du P.V. sur l'onde, mais que en ce qui me concerne, pour mes propres miroirs, j'avais décidé de me prendre une marge de sécurité en donnant du rms sur mes propres miroirs, quand je trouvais la valeur en P.V. moyenné, car on est un peu à la limite coté mesures quand on titille le 0.1 nm.

Sur le 320 par exemple, je donne des mesures de PV, mais moyenné, car ca n'a aucun sens d'aller prendre le mm2 le plus mauvais du miroir pour annoncer une valeur représentative de la rugosité sur toute la surface du miroir, c'est juste débile...
Ensuite je convertis en RMS histoire que ca cause bien à tout le monde, car les formules qui calculent la diffusion, le font à partir de valeurs RMS.

Quand même l’impression qu'ils passent plus de temps à dénigrer qu'a essayer de se mettre un peu au boulot...
Sur des cas de miroirs suffisamment rugueux, il y a probablement moyen de croiser le Lyot avec de l'interféro si il est suffisamment résolvant, et visiblement en zoomant sur des parties localisés du miroir, ils y arrivent d’après ce que j'ai vu, donc qu'ils essaient ce type de croisement, plutôt que de se complaire à se regarder le nombril dans leur bac à sable...
Sur le 320, pour un PV moyenné de 11 nm, t'as certains défauts localisés qui montent jusqu'a 30 nm, soit plus hauts que L/20 P.V donc parfaitement détectable à l'interféro.

[David Vernet 131]

"La question est sérieuse, car si avec la manip des 90° on obtient la même chose, on ne pourra plus dire que le Lyot ne produise point essentiellement la réalité de la surface du miroir."

Ah ben je lui ferait une photo miroir à 90°, il jugeras par lui même.

[rolf 2 680]

David,
Raphael veut être rassuré.
Tu mesures un PV avec le Lyot – si nécessaire à plusieurs endroits. Et parce que tu trouves plus pratique d’afficher des valeurs RMS, tu détermines (estimes avec une marge de sécurité) à partir du PV moyenné une valeur RMS.
Et tu leur demandes de croiser leurs valeurs PV du Loyt avec des mesures interférométriques.
Demande confirmation.
à + rolf

[David Vernet 131]

Voilà c'est ca. Et entre mon P.V. moyenné et du RMS, il y a un bon facteur 3.
Là c'est une estimation de ma part avec l'habitude, mais ca colle aussi avec le fait qu'entre les P.V. strict si on se concentre sur les points particulier les plus élevés, et le RMS que j'annonce, il y a un facteur 8 environ, donc similaire a ce que l'on peut observer lors des mesures interféros et des défauts très localisés qui forment le P.V.

Après pour avoir un vrai RMS au Lyot, il faudrait en passer par une analyse d'image par FFT comme le fait Bernard.

[Francis Adelving 0]

J'aime bien l'approche d'Horia sur le forum d'en face. Je crois qu'il/elle (?) comprends bien l'approche pragmatique de David

Rolf : je complèterai ma réponse demain.

Francis

[David Vernet 131]

Bon voila, j'ai fait ma petite manip au Foucault pour voir si on pouvait croiser les mesures de Lyot.

Bon je préviens de suite, c'est sans prétention aucune et ca m’amusait de le faire par curiosité

Le test de Foucault montre des pentes. Et il est même très sensible sur ce point, il peut donc voir de très petits défauts localisés avec une meilleure sensibilité qu'un interféro, mais moins que le Lyot bien sur.
Sur de gros défauts il est facile de mesurer leur hauteur. Et si un défaut de diamètre 10 fois plus petit qu'un autre a une même valeur de pente alors sa hauteur sera 10 fois plus petite.

C'est cette propriété que j'ai tenté d'exploiter car sur le 320, les structures bien visibles au centre du miroir sur le Lyot sont également visibles au Foucault.

J'ai donc dans un premier temps fait le point au Foucault sur le centre du miroir:

Puis j'ai reculé le chariot pour me déplacer de L/2 P.V.

J'ai alors mesuré le diamètre et le contraste par photométrie dans Iris de ce défaut de L/2 ainsi créé par rapport à la mise au point au centre.

Ca me donne pour l'image originale un diamètre de 310 pixels pour un niveau de 600 sur 4000.

J'ai fait comme pour le test de Lyot des coupes photométriques en P.V. moyenné et j'ai en moyenne des variations de niveau autour de 300.

La taille moyenne des défauts dans la zone centrale est de l'ordre de 15 pixels. Ce qui fait des défauts de 3 mm en moyenne.

J'ai pris des images vertes, donc 550 nm pour 1 lambda.

Mon défaut de référence à L/2 fait donc 275 nm.

Les pentes des petits défauts visible sont donc 2 fois plus faibles.

La taille de ces défauts sont 20 fois plus petit que le défaut de L/2.

On a donc un facteur 40 entre le défaut de L/2 et ces petits défauts, qui font donc autour de 275/40 = 7 nm environ en P.V. moyenné.

On est donc pas si loin de ce que j'ai mesuré avec le Lyot et ses 11 nm. Et le Lyot me donne des mesures plus pessimistes.

J'aurais donc tendance à penser qu'on est pas totalement dans les choux avec le Lyot

[rolf 2 680]

David ,

Kurt a inventé le ASAI, cela pourrait donner une idée comment comparer le Lyot et l’interféromètre.
http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=61210
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=146383

à + rolf