Simu OSLO pour la HR : Celestron "classique" et Edge-HD

[christian viladrich 7 874]

Bonjour à tous,

Voici quelques simu montrant le champ limité par la diffraction et la valeur du Strehl en fonction de la longueur d'onde sur la plupart des modèles de Celestron type "classique" et Edge-HD :

Il s'agit bien sûr de simulations théoriques estimés à partir du peu de données disponibles ou mesurées, mais cela colle assez bien avec ce que l'on peut observer et avec le white book Celestron.

[jpg&mtl 57]

Salut Christian,
la courbe du C8 F10 est elle vraiment là?

[christian viladrich 7 874]

Salut Jean-Paul,
Oui, les courbes du C8 F/10 sont bien là (en bleu foncé sur les deux figures).

[jp-brahic 4 223]

la valeur du Strehl c'est sans tenir compte de l'obstruction centrale, je présume?

[christian viladrich 7 874]

Oui, tout fait JP.

[Rydel_Charles 14]

On a donc un Strehle inferieur à 0,8 avec l'obstruction à 550nm, sans compter les défauts de fabrication...

[chonum 976]

L'obstruction, c'est un peu plus complexe qu'un simple Strelh, tu le sais bien Charles. Parlons plutôt de contraste sur une MTF.

[christian viladrich 7 874]

Comme Fred ;-)

Heureusement d'ailleurs, sinon on ne pourra pas sortir d'images limitées par la diffraction avec des systèmes obstruées (Newton, SC, Cassegrain, Mak, etc).

Le Strehl est pratique pour comparer entre eux différents instruments de mêmes types (comme ici pour voir l'influence du sphérochromatisme).

Mais tu sais déjà tout ça Charles ;-)

[christian viladrich 7 874]

Au fait Charles ..
Pour rester dans le domaine des Barlow ... si tu peux nous concevoir une Barlow optimisée dans l'UV pour les SC, tu feras plus d'un heureux (imagerie de Vénus en UV, imagerie solaire en Ca K et K line) :-)

[Rydel_Charles 14]

Chers amis,

Désolé mais je ne sais pas tout ça car en définitive tout se ramène a Herr Doctor Strehl que vous le vouliez ou non car l'obstruction a pour effet de diminuer la hauteur du pic dans la figure de diffraction et a répartir plud d'énergie dans les anneaux comme le fond les autres aberrations et donc à baisser le contraste.

Du reste si on compare l'effet de l'obstruction et de l'aberration sphérique dans une courbe de FTM (pour des valeurs raisonnables), il ne vous aura pas échappé qu'elles se ressemblent beaucoup. On peut donc considérer l'obstruction centrale comme une aberration.

Quand je dis qu'il est ici de 0,8 c'est pour le cas où l'obstruction est de 36% (si ma mémoire est bonne). Cela est bien connu et n'a pas besoin de plus de commentaires.

Cela dit ce n'est pas parce que l'image est pourrie par l'obstruction centrale que l'on n'est pas limité par la diffraction. Bien sur quand il y a autant d'énergie dans le premier anneau que dans le noyau central ça devient plus discutable... Le second anneau tend à faire office de premier anneau !

[Ce message a été modifié par Rydel_Charles (Édité le 21-11-2014).]

[Rydel_Charles 14]

Et c'est quoi la spec de cette Barlow UV ?

[olivdeso 1 861]

La FFC à X3 ?

Christian, c'est pas toi qui avait fait une barlow avec des lentilles en "fused silica" de chez EDMUND pour Venus? ça devrait marcher...
La lame de Schmidt est inquiétante, je ne vois pas comment on peut la contourner...à moins d'enlever le coating et encore, on gagnera en transmission (ok, on a du flux en solaire de toutes les façons), mais pas en sphérochromatisme. Même en travaillant en bande très étroite on arrivera à retrouver un Strehl correct? Peut être en raccourcissant le backfocus pour optimiser dans le bleu?

[Ce message a été modifié par olivdeso (Édité le 22-11-2014).]

[christian viladrich 7 874]

Salut à tous,

Charles :

Il y aura une discussion détaillée des effets de l'obstruction sur la résolution des images dans le bouquin à paraitre "Astronomie planétaire" dirigé par C. Pellier et publié par Axilione en Fev 2015... J'en profite pour faire un peu du teasing ;-) ..

En résumé :
- une obstruction de 33% n'a pas d'impact sur les fréquences spatiales > 0.6 (la fréquence de 1 correspondant à la résolution de l'instrument),
- le seul impact est une perte de contraste sur les basses fréquences (et surtout sur les fréquences entre 0.2 et 0.4). Cette baisse de contraste est équivalente à une aberration de sphéricité de lambda /4 pour une obstruction de 33%.

Autrement dit, ce n'est vraiment pas un problème, ce que montre d'ailleurs les images obtenues dans les SC ;-)

Sur le sujet d'une Barlow corrigeant l'aberration de sphéricité du SC dans l'UV, on pourrait retenir les spécifications suivantes :
- Strehl > 0.9 entre 330 et 420 nm (ce qui correspond sensiblement à la bande passante des filtres UV utilisés sur Vénus),
- les verres utilisés doivent évidemment transmettent cette bande,
- on ne s'intéresse pas aux performances en dehors de cette bande passante,
- optimisé pour un facteur de grandissement autour X2.5 à X3 (ce qui permet d'échantillonner autour de 2.5 X le PS à 400 nm),
- focale et backfocus : pas de contrainte particulière là-dessus. Peut-être un backfocus compris entre 100 et 200 mm ?
- optimisée uniquement pour la formule optique du C14 "classic",
- champ plan avec Strehl > 0.9 supérieur 2 arcmin en diamètre (pour couvrir Vénus et avoir un peu de flexibilité pour la collimation), et si possible 3 arcmin (pour imagerie solaire).

Mais on peut discuter si certaines contraintes sont trop contraignantes ;-)

Idéalement, ce sera top de pouvoir utiliser des lentilles dispo facilement (par exemple chez Edmund).

Le modèle OSLO du C14 est ici : http://www.astrosurf.com/viladrich/astro/instrument/C14/C14-work.len

C'est bien sûr un modèle estimé, Celestron ne publiant le modèle utilisé. Mais c'est probablement une bonne base pour faire un design qui ne pourra qu'aller dans le bon sens.

Olivier :
Le FFC est très bien dans l'UV. Je l'utilise avec la TOA pour Vénus en UV et aussi pour le solaire en K line. Mais il ne corrige pas l'aberration de sphéricité du SC dans l'UV. On ne peut pas tout lui demander ;-)

C'est JP. Prost qui avait conçue une Barlow fused silica (à une seule lentille je crois ?) pour l'UV pour son ancien Mewlon 250.

Normalement, il doit y avoir moyen de corriger l'AS dans l'UV par une Barlow bien conçue. Je suis incapable de le faire ... On va voir ce qu'en dit Charles :-)

[Rydel_Charles 14]

On peut effectivement utiliser une simple lentille en silice + un filtre bande étroite pour limiter le chromatisme mais l'aberration sphérique devrait pas être terrible en plus de celle du télescope qui est pas calculé pour ça. Mais bon, ça vaut le coup d'essayer quand même...

Sinon peux-tu mesurer les rayons de courbure primaire et secondaire ainsi que le distance entre les miroirs ? Si tu veux un truc sérieux, faut passer par là... Car en outre, la distance entre les miroirs cad en définitive la distance arrière joue sur l'AS. Là rien n'est simple et tant qu'à faire ne s=cédons pas aux approximations.

[Ce message a été modifié par Rydel_Charles (Édité le 22-11-2014).]

[Rydel_Charles 14]

- une obstruction de 33% n'a pas d'impact sur les fréquences spatiales > 0.6 (la fréquence de 1 correspondant à la résolution de l'instrument),

Oui donc OK pour la lune voire le soleil mais discutable ailleurs. Cela dit avec 2 ou 1,5' d'arc c'est le ciel qui fixera les limites car le pouvoir séparateur d'un C14 c'est idéalement 0,3' d'arc et bien moins encore pour deux traits.

A noter "qu'un peu d'aberration sphérique" ne donne pas de résultats significativement différent.

- le seul impact est une perte de contraste sur les basses fréquences (et surtout sur les fréquences entre 0.2 et 0.4). Cette baisse de contraste est équivalente à une aberration de sphéricité de lambda /4 pour une obstruction de 33%

Ben L/4= Strhl de 0,8 nous sommes d'accord. C'est pas plus compliqué que ça.

[Ce message a été modifié par Rydel_Charles (Édité le 22-11-2014).]

[chonum 976]

L'obstruction fait même gagne dans les hautes fréquences puisqu'on passe au dessus le la MTF théorique. On quand on fait de la haute résolution, c'est ce genre de détail que l'on chasse.
Tu serais étonné de voir les résolutions qui peuvent être atteinte en imagerie rapide. En fait le critère de Rayleigh est obsolète en imagerie.

[christian viladrich 7 874]

Charles,

Juste un truc rapide ... il faut oublier cette histoire du ciel qui limite la résolution à 1.5 ou 2". Çà c'est de l'astrophoto de grand papa à la mode argentique. Je l'ai bien connue et pratiquée, mais il y a eu d'énormes progrès depuis, aussi bien dans le domaine des détecteurs et que des logiciels de traitement d'images :-)

Les deux images de la lune et du soleil que je montre ici sont limitées par la diffraction, et non par le seeing : http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/040823.html

Mais ce n'est pas tous les jours comme cela bien évidemment ;-)

Je parle pas ici de l'imagerie ciel profond qui est un autre sujet.

Je te réponds un peu plus tard sur les spec du C14.

[olivdeso 1 861]

Je vais peut être dire une bêtise, mais pour corriger l'AS, il ne faudrait pas intervenir sur la pleine ouverture plutôt?

Deuxième bêtise : vu qu'on a du diamètre et plus de résolution dans l'UV, on pourrait dia^diaphragmer un peu pour réduire l'AS tout en gardant une résolution angulaire très correcte, non?

[Rydel_Charles 14]

Excellente idée Olivedeso, qui devrait plaire à chonum je suppose puisque tu augmentes encore l'obstruction relative ce qui a pour effet d'améliorer le contraste des hautes fréquences. La preuve, Taka l'a fait avec son astrographe qui fait dans les 64% d'obstruction. Je verrais bien un 500 avec une obstruction de 400mm, plus de fréquence basse et que des détails...Pourquoi pas ? Mais bon Moi, je retiens que, obstruction de 33% (36% ?)= strehl de 0,8./ C'était l'objet du débat.

Bon sinon une lentille négative planoconcave en quartz + un filtre UV bande étroite ça vous parle comment ?

[Ce message a été modifié par Rydel_Charles (Édité le 22-11-2014).]

[christian viladrich 7 874]

Pour le filtre, c'est l'UV Astrodon : il a une bande passante carré de 320 à 380 nm. Autrement dit, un filtre à bande étroite est exclu, la perte de lumière étant énorme.
L'intérêt de couvrir jusqu'à 420 nm, et de pouvoir jouer en K line sur le solaire (396 nm).
Dans la pratique, étant donnée la courbe de sensibilité des capteurs dans l'UV (fortement décroissante en dessous de 350 nm), on peut probablement se dire que les performances doivent être OK pour deux longueurs d'onde : 350 nm et 400 nm.

[Rydel_Charles 14]

Bon j'ai examiné la question en général sous toutes les coutures. Pas question d'utiliser des verres classiques pour la Barlow, trop de chromatisme, ça fout le camp dans le bleu et l'aberration sphérique est énorme (j'ai déjà passé un bout de temps là dessus sans vrai résultats sur le 500 F/4). Résultats, il faut du quartz et du CaF2 si tu vois ce que je veux dire. Si les lentilles standard en quartz vont jusqu'à 50.8, celles en CaF2 s'arrête à 25.4 mm... A moins de faire un Barlow UV sur mesure je vois pas trop de solution. Mais quand on aime...

La vraie solution reste donc le Cassegrain avec un primaire à F/3-3.5 ça devrait bien le faire dans un encombrement raisonnable.

[Ce message a été modifié par Rydel_Charles (Édité le 22-11-2014).]

[olivdeso 1 861]

"Bon sinon une lentille négative planoconcave en quartz + un filtre UV bande étroite ça vous parle comment ?"

ça corrige l'AS du SCT ?

[Ce message a été modifié par olivdeso (Édité le 22-11-2014).]

[Rydel_Charles 14]

Ben non hélas ;(

[olivdeso 1 861]

Bref si je te suis, à moins qu'on aie une lame de schmidt en quartz et surtout optimisée pour le 400nm, ça va être compliqué en UV avec le SCT.

D'où l'option cassegrain avec barlow simple lentille en quartz. Ou Newton pour rester dans les réflecteurs purs?

[Ce message a été modifié par olivdeso (Édité le 23-11-2014).]

[Rydel_Charles 14]

Oui, mais même retailler la lame de Schmidt ne résoud pas le pb car nous sommes à F10 et dans l'UV ça fa foutre le camp grave avec un barlow et un filtre large bande.

Le mieux c'est un cassegrain ou un Gregory directement à F/25-30. L'obstruction sera très faible, les grossissements adaptables en changeant le secondaire. On n'a pas cette flexibilité avec le DK.

Supposons un cass F/28 avec primaire de 500mm ouvert à F/4. Les caractéristiques seraient les suivantes avec 200mm de back focus:

R1= -4000 k1=-1 D=500 mm
e = -1725 mm
R2= -642 k2=-2,78 D= 80mm

L'obstruction est 16 % seulement. Dimensions hors tout: 2m. Un engin de compétition pour l'UV haute résolution.