Foucaultoir, barillet

Bonjour

Les didacticiels sur le contrôle des miroirs au Foucaltoire placent systématiquement le miroir à la verticale dans un support souvent réalisé avec une courroie. Cela peut se comprendre pour des petits miroirs épais.

Mais pour un miroir de grand diamètre (550 mm) et fin (44 mm avant la taille), ne faudrait il pas mieux le poser sur son barillet (18 points) et ses câbles, et réaliser la mesure avec un miroir à 45 degrés d'inclinaison, histoire de le vérifier dans une configuration plus proche de sa future utilisation ?

Fred

Si bien sûr !
Reste à faire une platine qui soit sur l'axe Z du miroir, cela complique pas mal les choses. Mais en faisant cela au RoC cela reste facile. Cela se complique fortement en autocollimation...

Sinon un miroir à 90° prend un astigmatisme de 3eme ordre important qu'il est possible de virer avec deux mesures à 90° avec un interféromètre de bath.
Attention aussi à un potentiel trefoil induit lui aussi...

Frédéric.

il est possible de tester le miroir en position horizontale sur son barillet mais il faut avoir la hauteur nécessaire sous plafond et réussir à gérer les courants d'airs verticaux ... je ne connais pas grand monde qui le fait, le plus simple reste le support vertical avec deux appuis latéraux (mieux que la courroie).

En fait je pensais placer l'axe optique du miroir à environ 30 deg par rapport à l'horizontale (histoire de ne pas devoir taper dans le plafond). Pour un 550 ouvert à 4-4.5 ça fait un foucaultoir placé, si je ne m'abuse, à environ 1m70 du sol. C'est jouable.

Par contre, est-ce que le barillet 18 pts doit rester fixe et le miroir pivoter dessus sur ses galets, ou bien est-ce que le barillet doit pivoter avec le miroir ?

Fred

Salut.

Je pense que le miroir doit rester solidaire de son barillet, sinon ce dernier ne va pas servir à grand chose!
Le sujet m'intéresse car je vais bientôt débuter la taille d'un 500 de 34 mm d'épaisseur.
N'ayant pas de puits dans mon appartement je pense faire les mesures le miroir à 90°. Je me trompe peut-être, mais dans une telle position il n'est peut-être pas nécessaire d'avoir un vrai barillet au niveau des appuis arrière, par contre les supports latéraux doivent être tels que sur un vrai barillet, d'après ce que j'ai lu et entendu le must c'est 2 points d'appuis à 45° par rapport à l'horizontale.

si déjà tu t'embêtes à vouloir te rapprocher en intérieur des conditions réelles d'utilisation en extérieur autant faire les choses bien, non? à mon avis la bonne position d'un miroir dans son barillet est unique et c'est l'ensemble qu'il faut pouvoir orienter.

500 mm pour 34 mm, bon courage !

Déjà faire les mesures aux Bath simplifierait fortement les choses en permettant de passer en Zernike et d'ignorer l'astigmatisme pour voir le reste.
Faire du Foucault le dessus bon courage, sachant que l'astigmatisme induit sur un 400/45mm se compte déjà en centaine de nm sur du pyrex.

Frédéric.

Merci Bricodob! Pour l’épaisseur, je me justifie la :
http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/035497-3.html

Frederic, tu veux dire que faire du Foucault traditionnel (avec miroir a 90 degrés je veux dire) dans de bonnes conditions est impossible avec un grand miroir mince?
Pourtant :

(1) A ma connaissance les grands tailleurs de miroir utilisent cette technique (bien évidemment ils n'utilisent pas n'importe quoi comme touches latérales).

(2) Lors de la taille on contrôle le miroir a chaque retouche, et des retouches il peut y en avoir une centaine. Il faut donc pour l'amateur de base un moyen de contrôle rapide a mettre en œuvre, et peu cher. Un interfero Bath/Zernicke donne sûrement de meilleurs résultats mais on ne peut pas envoyer le miroir chez toi après chaque retouche

(3) Lorsque le miroir sera utilisé il ne bénéficiera pas d'un traitement de faveur! Si l'astigmatisme de pliure est inévitable lors du contrôle, il le sera aussi lors de l'observation.

salut fred,

Vous vous êtes finalement décidé à en faire un miroir;bonne initiative.
Je vous souhaite bon courage pour la suite des travaux.

Bonjour,
chonum est-ce que tu es sur des valeurs que tu donnes ?
D'après le simulateur de Robert Houdart ( http://www.cruxis.com/scope/mirroredgecalculator.htm ), un 400 de 45 d'épais supporté par 2 touches à 90°, ça donne une déformation de 1nm RMS.
Je veux bien croire qu'en pratique, on atteigne pas tout à fait cette valeur et que la simulation ne prenne pas tout en compte, mais de là à passer à des centaines de nanomètres il y a une sacré différence. Est-ce que tu as vraiment mesuré des choses de cet ordre auquel cas il faudrait remettre en cause les résultats de simulation ?

Eric

Deux exemples sur un support deux touches à 90°.

400 F4 dans les 50+mm (52 peut être...), pyrex
C'est la même mesure avec et sans astigmatisme de 3eme ordre. La mesure est secondée par une mesure à 90° pour être sûr que c'est induit et non pas du fait du miroir. Pas de fit de Zernike : c'est directement la lecture des microlentilles du Haso.
(Au passage ce miroir est une tuerie en visuel et est le meilleur asphérique de 300 ou plus que j'ai mesuré).

410 F4.1 plus fin (dans les 45mm me semble-t-il). Pyrex aussi.

Donc oui c'est important.
Sur un 500 dont je ne peux pas donner ici les mesures, la différence sur le PTV est de plus de 700nm avec et sans Astig de 3eme ordre.
Il ne faut pas utiliser Plop pour ce genre de calcul je pense.

Frédéric.

@Bruno :

Point 1 : Impossible je ne sais pas, mais très difficile certainement. D'ailleurs Franck Gr. refuse de faire des miroirs minces car justement il ne sait pas les mesurer. C'est très cohérent de sa part.

Coté touches quoiqu'on fasse (et j'ai essayé plusieurs solutions : 2 touches, 2 touches ponctuelles centre de gravité, sangle...) on a un gros astig de 3eme ordre et potentiellement un peu de trefoil. Cela dépend du substrat, le pyrex étant le pire à se niveau.

Alors on peut se débrouiller pour supprimer à l'interféromètre cet astig (prise de deux mesures à 90°, puis soustraction de l'astig de 3eme ordre après rotation de 90° du front d'onde.) mais cela reste une solution amateur compte tenu de l'hystérésis du substrat. Perso je ne peux pas le faire en mesure pro car l'incertitude n'est pas estimée. Mais cela marche et est réalisable depuis Open Fringe.

La seule méthode fiable est la tour de mesure, mais cela pose des soucis en autocollimation :p
Par contre un amateur a intérêt je pense à faire son Foucault ou mieux son Bath en mode vertical au ROC avec un
renvoie plan pour raccourcir un peu la hauteur.

2 : le Bath est complètement accessible à l'amateur !! Ça coûte 3 francs six sous à faire (Allez disons 100 euros) et c'est redoutablement efficace. MAIS cela demande un minimum d'investissement personnel pour bien comprendre le principe et ne pas faire n'importe quoi. Ça tombe bien, un livre sort bientôt qui va montrer cela en détail
Perso je n'utilise pas le Bath mais un analyseur pro et effectivement je ne me vois pas suivre un amateur qui gratte son miroir.

3 : L'astigmatisme sera moins présent vu que le miroir pointe en général à plus de 45°. Mais oui il y en aura mais il ne sera plus forcément gênant ni visible. D'où ma réticence aux miroirs minces. Si vous voulez du pas trop épais, il faudrait une vitrocéramique et/ou un miroir alvéolaire. Mais c'est un peu cher malheureusement. Perso je préfère un très bon 400 assez épais du genre de celui dont j'ai posté le front d'onde au dessus qu'un 600 fin et pas glop. Si on n'arrive jamais à faire la map et que l'image est molle au delà de 100x ...

Frédéric.

Chonum,
je ne remets pas en cause tes mesures, mais je trouve quand même surprenant qu'il y ait autant d'écart par rapport aux simulations en éléments finis.
Sur le premier miroir que tu montres, j'ai l'impression qu'il y a un truc bizarre. Si j'ai bien compris les 2 captures d'écran correspondent au même miroir, sur le même support mais le miroir a été tourné de 90°, c'est bien ça ?
Sur la première image j'arrive assez bien à visualiser une pliure comme une feuille de papier posée sur la tranche. Par contre, sur la deuxième image, cette pliure a quasi totalement disparu. Or si cela était du à la gravité et au support (et pas au miroir lui même), on devrait voir la même déformation sur les 2 images. Or ce n'est pas le cas. Comment cela s'explique ?

Eric

C'est la même mesure avec et sans astig 3eme ordre (voir les coches à gauche). Je mentionne les mesures à 90° mais elles ne sont pas montrée dans le post.

Donc la première image montre le front d'onde avec l'astig (pliure, potato chip...) et la second montre le même front d'onde sans cette pliure.

La pliure se concrétise en simple astig 3eme ordre et parfois (pas souvent) un tréfoil 5eme. Sans l'astig 3eme on retrouve donc la vraie forme du miroir sauf si bien sûr il présente aussi un astig 3eme ordre intrinsèque (d'où la mesure à 90° qui vérifie cela).

Et les deux front d'onde donnés sont des miroirs différents, un très bon et un moins bon et moins épais.

En espérant que c'est plus clair :p

Frédéric.

Ah oui, je m'étais trompé dans l'identification des figures. Du coup la pliure est bien visible et je te fais confiance sur le fait que quand on tourne le miroir de 90° on obtient à peu près la même image.
Mais alors, il y a un truc que je pige pas, c'est que la simulation ne donne pas quelque chose de plus proche de la réalité. Pourtant un bloc de verre, ce n'est pas si compliqué à modéliser quand même. Et puis quand on étudie un miroir pointé vers le zénith avec plop, la simulation et la réalité se recoupent bien il me semble. Pourquoi les mêmes méthodes de calcul marcheraient dans un cas (pointage au zénith) et pas dans l'autre (pointage à l'horizon) ?

Eric

Une simulation aux éléments finis ne vaut que par le modèle qu'elle utilise pour simuler, par la qualité du maillage, et par les hypothèses prises (souvent très simplificatrices) pouf les paramètres à saisir, notamment en ce qui concerne l'état zéro.

Un verre quel qu'il soit n'est pas si homogène que ça. Il possède en lui des tensions internes que le fabricant tente de réduire en faisant des recuits et autres traitements thermiques, il a aussi des hétérogénéités de matière. Et enfin sa geometrie et celle des supports sont hautement imprécises. Tout cela le logiciel elfi ne le prendra pas en considération.

Je rejoint Fred (Chonum) dans le fait que seul une mesure précise à l'interféromètre donnera de vrais résultats. Mais ce ne seront que des résultats sur un mode particulier de supportage, souvent de laboratoire, donc bien éloigné de la façon dont le miroir sera utilisé (Alt, température, type de barillet, réglage du barillet, type de support latéral et sa position...).

Mais pour moi, un amateur reste un amateur et il doit faire avec les moyens et le temps dont il dispose. C'est une question de compromis. On a récupèré une galette de 550x44 mm en St. Gobain (verre à vitre). Cest considéré comme "assez fin", mais pas extrême. On fera avec. Placer le miroir à 60 deg au lieu de 90 deg pour le vérifier au Foucaultmetre sera déjà un petit pas pour s'avancer vers les conditions d'observation, sur son futur barillet.

Après on pourrait tenter de bricoler un Bath, j'attends avec impatience le livre en cours de rédaction (publication vers 2012 ?). On verra.

En tous cas merci pour ces discussions fort instructives.

@Fred : RoC = Radius of Curvature ????

au foucault tu fais tes mesures sur un diamètre selon l'axe de la pliure.
la contribution de celle ci est au premier ordre une différence de rayon de courbure qui n'influe qu'à la marge l'évaluation de l'aberration de sphéricité qui sort du foucault. je m’inquièterai presque davantage de la distance latérale entre la source et le couteau.

RoC : rayon de courbure effectivement
Pour le livre je pense 2012.
En attendant :
Le principe chez Charles : http://www.astrosurf.com/astroptics/linterferometre_de_bath.html

Une seconde couche : http://airylab.com/index.php?option=com_content&view=article&id=38&Itemid=55

Et un exemple avec les réglages importants : http://astrochonum.com/index.php?option=com_content&view=article&id=122%3Alinterferometre-de-bath&catid=13%3Atests-de-materiel&Itemid=30&lang=fr

Pour les composants : http://www.surplusshed.com
Par contre ils sont en rade de séparateur depuis plusieurs mois :/

Le traitement : http://sourceforge.net/projects/openfringe/
J'ai testé les trois principaux logiciels (Atmos Fringe, Quick Fringe et celui ci) et c'est le meilleur et le seul gratuit, le monde est bien fait !
Il est fortement conseillé d'utilisé le mode FFT qui est plus robuste et qui donne une superbe résolution spatiale mais qui demande un interférogramme de meilleur qualité (speckles et pétouilles).

Dans ce mode on arrive à des analyses qui en montrent beaucoup sur l'état de surface :

Un laser HENE est un plus : ebay.fr !

Et si besoin, mon numéro est sur le site pro

Frédéric.

Le post devient très intéressant!

Les figures font bien peur en effet, la pliure engendrée pourrait fausser les mesures au Foucault sur la dernière zone, et on pourrait donc si j'ai bien compris, surestimer ou sous-estimer un bord relevé ou rabattu (je ne sais plus dans quel sens ça marche) de lambda/5 sur l'onde environ.

Même si je ne remet pas en cause ton travail (je n'ai pas tes compétences et tes connaissances en optique, donc je ne peux pas juger, je te fais confiance), et même si il est certain que la modélisation a ses limites (j'en sais quelque chose mais pour des domaines tout autres), le fait qu'il y ait une telle différence entre cette modélisation et ton expérience ne me satisfait pas.

J'aimerais bien lire également le point de vue de David Vernet et d'autres, qui ont l'habitude des grands miroirs minces. Stathis Kafalis (qui m'a vendu le blank) a également l'habitude de tels miroirs. Pour un 500 il m'a conseillé 34 mm d’épaisseur plutôt que 43 pour des raisons de mise en température. C'est clair que financièrement çà aurait été plus intéressant pour lui de me vendre un 43 ou plus, il n'avait donc aucun intérêt personnel à me conseiller le 34, son jugement est donc purement astronomique.

Toi tu fais de la mesure de précision, tu dois fournir des valeurs chiffrées et reproductibles. L'esprit du Foucault est un peu différent. Certes il faut faire preuve d'une certaine rigueur dans les mesures, mais le but principal est d'indiquer au polisseur quelles retouches il doit envisager, et de lui indiquer si le miroir est bon ou pas.
J'ai compris que l’interféromètre est mieux et pas cher, mais en comptant toutes les étapes de la réalisation du miroir et du télescope ca fait déjà beaucoup, s'il faut encore prendre du temps pour se former a une n ieme technique, moi je dis non du moins pour l'instant. Ceux qui le feront seront récompensés mais jouiront-ils d'avantage de leur instrument? Je pense que la question est la!

Le club Magnitude 78 est en train d'achever son 600 de 45 mm d’épaisseur, si on calcule la flexion elle est encore plus importante que pour un 500 de 34 mm d’épaisseur. D'autres miroirs de ce type existent, je pense notamment au 600 de 40 mm d’épaisseur de JP Brahic, et il me semble que l'on puisse grossir bien plus de 100 X avec.

Je ne nie pas que vouloir un miroir mince c'est chercher les emmerdes, et que la précision des mesures en prends un coup. Mais il y a d'autres paramètres qui entrent en compte (en dehors du budget) et pour certains (dont pour moi) ils sont primordiaux :

(1) Le temps réduit de mise en température. Le beau miroir a lambda/20 ne servira pas a grand chose s'il n'arrive pas a se mettre en température. Souvent la température baisse brutalement en début de nuit et un miroir très épais aura du mal a suivre, même équipé de ventilateurs. Tout le monde ne peut pas se permettre de n'observer qu'en seconde partie de nuit.

(2) Le poids réduit. Tout le monde ne s'appelle pas Hercule. Si le transport d'un télescope lourd ne pose aucun problème en cas de brouette bien conçue, il en est tout autre pour le polissage et les étapes antérieures. Tout le monde ne peut pas construire une machine dans son salon, et encore çà ne resouds pas le problème des centaines d’opération de levage nécessaires au cours de la réalisation.

(3) Ce n’était pas pour moi un critère de choix mais plus le miroir est épais plus les tensions internes risquent d’être élevées. Certes on peut les contrôler mais on ne peut pas s'en débarrasser soi-même.

Bruno : l’astigmatisme de pliure n’a aucune influence sur la mesure d’aberration de sphéricité, donc au Foucault tu ne t’en occupe pas.
Là ou elle devient gênante, c’est pour déduire l’astigmatisme intrinsèque du miroir avec l’astig de pliure. A la verticale, il faut un peu d’habitude, et surtout il ne faut pas se faire avoir avec l’hystérèse de certains verres, donc il faut laisser le verre à plat sur un molleton, puis au dernier moment le mettre sur le support et faire tourner le verre pour voir ce qui tourne avec et ce qui tourne pas avec (l’astig de pliure). Mais suivant comment l’on place le miroir sur le support, ca peut engendrer des contraintes supplémentaires, bref pas tout droit, sans compter les pièges du genre les dalles de Pyrex, du fait de leur sens de coulée, sont un poil plus raide sur un axe que sur un autre.
L’idéal est donc de faire de temps en temps un star test sur le ciel dans la monture.

[Ce message a été modifié par David Vernet (Édité le 27-07-2011).]

Bruno à propos du foucault tu écris :

"Certes il faut faire preuve d'une certaine rigueur dans les mesures, mais le but principal est d'indiquer au polisseur quelles retouches il doit envisager, et de lui indiquer si le miroir est bon ou pas."

On peut dire pareil du bath ! Sauf que le bath le fait bien plus précisément sans que se soit plus dure à faire !

Et le temps consacré à sa réalisation et son apprentissage est rikiki. On peut dire que fabriquer un bath et apprendre à s'en servir prends autant de temps que de fabriquer et d'apprendre à utiliser un foucault.

Quelques liens en plus pour compléter ceux de Chonum :
http://starryridge.com/mediawiki-1.9.1/index.php?title=Bath_Interferometer
http://tech.groups.yahoo.com/group/interferometry/

Et un autre fournisseur pour le cube séparateur :
http://optotronics.com/proddetail.php?prod=p-0003

Pour enfoncer le clou (du cercueil ?) sur le Foucault : un lien intéressant qui m'a été transmis par Famax d'une comparaison de Koehler : http://www.visi.com/~mkoehler/fi_examples/fi_examples.html

Merci à tous pour vos réponses.

David, tu me rassures. Mais tout n'est pas clair pour moi. Sur la première image de Frédéric on voit 2 zones violettes qui correspondent à la dernière zone que l'on pourrait avoir au Foucault. Si on compare avec le reste du miroir ces zones correspondent à un creux, quelqu'un soit la cause on observera donc aussi ce creux au Foucault, non?

Frédéric, puisque tu insistes je lirai de plus près les documents sur l'interféro, et je verrai si j'en construit un ou pas. La question peut se poser dans la mesure où je n'ai plus mon appareil de Foucault. En déménageant vers la Suisse j'en ai fait dont à mon club d'astronomie dans le Gard.

Bruno : non ce que tu vois c’est de l’astigmatisme, il suffit qu’il décoche l’astigmatisme pour que ca disparaisse.
Si tu ne fais pas une mesure d’astigmatisme tu ne peux pas le voir.

Chonum : si tu veux relancer la petite guéguère Foucault / Intéféro, je te ressort tous les vieux fils qui en ont causé, tu verras que c’est pas si simple, à commencer par le 400 que t’as contrôlé récemment que tu as qualifié de meilleure pièce de ce diamètre que tu ai contrôlé, et qui a été réalisé… au Foucault et qui est largement meilleur que certaines merdes que tu as également vu passer, pourtant certifiés par le fabricant à l’interféro

Bref on le diras jamais assez, plus que le test, tout dépend de qui tu met derrière pour le faire
Un simple test de foucault qui démontre qu’un miroir réalisé et soit disant bon à l’interféro, est finalement une bonne bouse, ca s’est déjà vu