Etat de surface des miroirs

Les miroirs proposés par nos artisants présentent un état de surface inférieur à 5 angströms pour certains (bonin, JML,Astam) et de l'ordre de 18 angströms pour les autres (mirro-sphère...).

L'incidence sur le contraste des images sera t'elle pour vous visible?

Il y a l'ami Gildas qui préfère que son miroir soit super poli avec lui, style dixième de l'âne au mètre.

Son test par ici:

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=8184

En googelant avec "superpolissage" tu trouveras pas mal d'infos nets sur le net.

Nos amis d'Astrosurf ont pas mal de discussions à ce sujet.

Voici encore un lien qui est bien:

http://www.astrosurf.com/tests/intro/intro.htm#haut

Patte.

Bonjour

Pour Mirro-sphere il s'agit d'une valeur donnée à partir d'élalon dans un labo pro. 18 angströms est une surface trés douce.

fr.g

Salut

Une telle différence ( certe infime ) est t'elle due à la méthode ou plutôt à l'abrasif utiliser ????.

Merci fr.g de ta réponse.

Tom

bonsoir,

cette différence est due à la méthode pour quantifier le micromamelonnage

fr.g

bonjour,

Quelles sont les autres méthodes pour quantifier le micromamelonnage ???

merci

Tom

Bonjour

la lame de phase donne un ordre d'idée, mais le seul test que je connaisse qui peut quantifier le micromamelonnage, est de comparer au microspcope des valeurs étalon.

fr.g

Bonjour Monsieur g

En toute rigueur, une valeur de la rugosité doit être accompagnée de la plage de périodes spatiales sur laquelle elle est mesurée. Sur la méthode évoquée, quelle est celle plage ?

Bonsoir,

Pour la rigueur de la méthode j'ai eu l'occasion de faire tester mes optiques dans un labo pro indépendant, Mirro sphere ne disposant pas de cette technique pour tester le micro mamelonnage, j'avoue que je n'étais pas au courant de cette plage de périodes spatiale , peut tu nous faire un petit topo la dessus ? sinon je peut me rencarder .

La demande de mes clients devenant coutumiére, il m'est apparu plus pragmatique d'annoncer une valeur chiffrée, calibrée indépendament, plutot que de rester dans le flou artistique de la lame de phase, certes, au risque de déstabiliser mes clients habitués à voir des valeurs inférieures.

fr.g

Bonsoir,

En fait les distinctions du genre mamelonnage / micromamelonnage ou primary ripple / microripple ne sont qu’une vue de l’esprit, une classification arbitraire. La rugosité apparaît à toutes les échelles. On peut représenter la rugosité sur un graphe log-log, où l’abscisse est la fréquence spatiale et l’ordonnée l’intensité des défauts : souvent on obtient une droite, et cette droite se poursuit aux faibles fréquences spatiales, de l’ordre du centimètre. Evidemment, plus la fréquence spatiale considérée est faible, et plus les défauts sont importants. Donc selon que l’on mesure la rugosité sur un échantillon de 1mm ou de 5 mm, on obtient des résultats très différents. D’où ma question précedente.

Pour des explications plus détaillés tu peux lire ce document ( à partir du paragraphe 4 ) :

http://atst.nso.edu/library/docs/TN-0013.pdf

Il s’agit d’un projet de coronographe géant, domaine pour lequel la diffusion de la lumière a des effets catastrophiques, autrement plus graves que pour les observations ordinaires. Autant dire que vu les sommes en jeu, les gens qui font ça n’ont pas intérêt à raconter n’importe quoi.

Or on voit plus loin dans le document que la rugosité du miroir est attendue entre 12 et 20 angströms, pas mieux. Il est vrai que de son côté le chantre des états de surface en France annonce aujourd’hui descendre en dessous de 1 angstrom (estimé au contraste de phase) mais il y a quelques années il faisait aussi des bulletins de contrôle dépassant lambda/100 PTV...

Impressionnant ce projet !!

Merci pour le petit topo,

Je pense qu'avec cette méthode de test une surface entre 10 et 20 angströms ( j'ai des optiques à 15 Ä ) est déja une surface trés douce, je ne prétend pas réaliser des optiques exemptes de micro-mamelonnage, juste des optiques avec un trés bon rapport qualité/prix et des valeurs garanties , jusqu'a présent mes clients en sont trés satisfait.

fr.g

C’est bien là l’essentiel. Le test sous les étoiles est le seul verdict qui compte en définitive.

Le test en autocollimation sur miroir plan, n'est pas mal non plus, pour remplacer un test sur le ciel.

Or on voit plus loin dans le document que la rugosité du miroir est attendue entre 12 et 20 angströms, pas mieux. Il est vrai que de son côté le chantre des états de surface en France annonce aujourd’hui descendre en dessous de 1 angstrom (estimé au contraste de phase) mais il y a quelques années il faisait aussi des bulletins de contrôle dépassant lambda/100 PTV...

Je crains que tu aies raison, Télémaque!

J'ai parlé de ces histoire d'angström à un client avec qui je travaille régulièrement. Son truc à lui (chercheur en physique optique au CEA, quand même...) c'est les miroirs laser, il bosse notamment pour le laser mégajoule à Bordeaux. Quand je lui ai dit que certains artisans disent atteindre l'angström il s'est marré comme un beau diable, certain que c'est n'importe quoi. Et il m'a expliqué pendant plus d'une heure qu'il est hors de question d'atteindre cet état de surface (1Ä est la dimension d'1 atome d'hydrogène!) par des procédés de polissage...

Alors, quid de tout cela?

Intéressant…

Bon, je change de sujet, mais pas complètement…

A propos de la diffusion des miroirs, voici un avis de Vladimir Sacek (il est l’auteur d’un site sur l’optique astronomique : http://www.telescope-optics.net/index.html ), qui vaut son pesant de cacahuètes :

« One other thing that I came across is the degree of scatter off

reflective coatings. Testing figures on some observatory (won't

remember the name) showed that scatter of reflective surface can vary

from less than couple of percent with fresh, properly applied

coatings, to over 10% per surface with older or defective coatings.

This scatter should be similar in nature to that caused by

microripple, but the amount of energy thrown out could be

substantially higher. The effect would be increase in background

brightness and a general drop of contrast. If it can happen with

professional instruments, it certainly can with commercial ones. And

it is completely neglected; I'm not aware of a single manufacturer or

service provider that furnishes figures on the % of scatter off

reflective surfaces, either freshly coated, or as a function of time.

Seems that it should be a common practice to furnish this information,

just as it is to specify surface optical quality. »

Je crois que ça se passe de commentaires…

A titre d’illustration, j’ai trouvé cette page de mesures sur des miroirs professionnels :

http://www-kpno.kpno.noao.edu/glaspey/KP/Coatings/coatings.html

On voit bien que la quantité de lumière diffusée (% scatter) varie grandement au cours du temps, à la hausse à cause de l’accumulation de poussières et du vieillissement de l'aluminure, à la baisse à chaque nettoyage ou réaluminure.

Un autre exemple de l’effet d’une réaluminure sur la diffusion se trouve ici :

http://www.noao.edu/0.9m/PrimScatApr2003.gif

Au niveau amateur, j’ai bien aimé ce témoignage :

« La révélation me fut faite le jour ou je lui nettoyais l'œil, des centaines de petites gouttelettes d'eau restaient accrochées à la surface et son fond d'œil présentait des reflets bleutés qui ne me semblaient pas de bon aloi.

En observation planétaire si parfois les images étaient bonnes, en général j'étais gêné par de la diffusion. La planète non tranchée sur un ciel noir mais baignant dans un halo gris. »

(http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/019586.html)

La aussi, mauvaise aluminure => diffusion.

Bref, je crois de plus en plus que ceux qui incriminent le micromamelonnage comme responsable de la diffusion et de la perte de contraste feraient mieux de s’interroger sur la qualité de leur aluminure.

Oui, c'est un point qui m' atoujours choqué: on parle du verre, mais de ce qui est déposé dessus!

Oui, c'est un point qui m' atoujours choqué: on parle du verre, mais de ce qui est déposé dessus!

 

Effectivement, c'est une bonne question car après avoir sué des jours pour arriver à un "L sur" à faire fémir, c'est pas le moment de déposer une aluminure "à la louche" ! Donc évaporation sous vide ... ok mais quid de la régularité du dépot ? Car les nanomètres défilent vite au rythme où "nous" on regarde !

Autre remarque, la température ! Bruno l'a bien fait remarquer, plus c'est gros plus cela se déforme et prends du temps pour se stabiliser (lapalissade). C'est le signe que la dilatation intervient pour beaucoup sur la forme (on est toujours sur des nm ou des Angstroms là). Or j'ai lu (il faut que je retrouve l'article) que certains jouaient sur la dilatation du verre pour lui donner la forme voulue. Soit au moment du polissage (afin d'arriver directement à une parabole en polissant "sphériquement" un disque chauffé) soit en observation à partir d'un miroir sphérique que l'on met en température "comme il faut". Il suffit (hum) de calculer la dilatation du substrat et ensuite c'est une question de P=U*I pour mettre de la température "là où il faut" (voire suivant un gradient adapté) pour compenser l'erreur qu'il y a entre une parabole (souhaitée) et une sphère ! Sympatique non ?

Effectivement, c'est une bonne question car après avoir sué des jours pour arriver à un "L sur" à faire fémir, c'est pas le moment de déposer une aluminure "à la louche" ! Donc évaporation sous vide ... ok mais quid de la régularité du dépot ? Car les nanomètres défilent vite au rythme où "nous" on regarde !

La question que je me pose n’est pas tant le lambda sur machin de l’aluminure, mais l’uniformité du coefficient de réflexion.

Le front d’onde émanant d’un instrument peut être perturbé de deux façons : la phase et la transmission. La phase concerne des avances et des retards du front d’onde par rapport au front d’onde théorique : ce sont les écarts PTV ou RMS dont on parle toujours.

La transmission concerne des variations d’intensité sur le front d’onde. Cet aspect est très rarement évoqué. La seule exception notable est l’obstruction centrale des télescopes, qui est une transmission nulle sur une partie de l’ouverture. L’apodisation, qui consiste à imposer une transmission décroissante en fonction du rayon, est un autre exemple déjà bien moins connu. Dans les deux cas, la figure de diffraction peut être grandement modifiée, pourtant on ne touche pas aux lambdas.

Si maintenant on imagine une surface qui transmet en moyenne 88% de la lumière, mais dont la transmission varie localement entre 87% et 89% selon des petits « motifs » irréguliers, il est évident que l’image de diffraction sera affectée, probablement sous la forme d’une diffusion de la lumière loin du disque d’Airy.

Qui peut garantir qu’une aluminure annoncée à 88% (par exemple) transmet rigoureusement 88,00 % de la lumière en chaque point de sa surface ? Et même si c’était vrai, combien de temps cette belle uniformité va-t-elle durer ? Plus prosaïquement, certaines aluminures d’instruments bas de gamme ne seraient-elles pas bâclées, générant une diffusion anormale ?

Evidemment, personne ne mesure l’uniformité du coefficient de réflexion sur la surface des miroirs. Si on pouvait le faire avec des moyens simples, on aurait peut-être quelques surprises.

Pour ce qui est de l'uniformisation, effectivement, cela mérite d'être une variable ... mais n'est elle pas liée à l'épaisseur de la couche réfléchissante ... en plus de son degré de "pureté" ?

Après l'oxydation fait le reste du travail et on considère qu'une aluminure d'un tube ouvert tient quoi ... quelques années tout au plus ? Il me semble que les observatoires "pro" réaluminent tous les 5 ans environ non ? Alors que le degré d'humidité est généralement bien moindre que "par chez nous" ?

Oui, mais la plupart des aluminiures (moi je l'écris avec un i) du commerce sont protégées par une couche dioxyde de silicium (SiO²) ce qui garanti en général une tenue dans le temps d'au moins dix ans même sous nos climats humides, non ?

Faut croire que ces professionels ne s'alimentent pas chez synta ou OO parce que j'étais loin de la réalité avec mes 5 ans !

En effet chaque mirroir du VLT est réaluminé (sans le i) tous les deux ans. Donc tous les 6 mois, un des 4 mirroir (20t) plus chaque barillet (30t mais est-ce un 3 points, un 9 points ou un 152245687 points ?) est descendu à la base (2km) pour être décapé/nettoyé/re-aluminé !

Idem pour le 5m du palomar ... 5 ans là aussi avec une opération de "resurfaçage" (j'ai peur de comprendre ce que ce mot cache pour le primaire).

Enfin bon, si les pro pouvaient garder leur miroirs 10 ans, je pense qu'ils le feraient ... y'a donc un loup quelque part ! Peut-être que le SIO2 absorbe du rayonnement ?

Mais non il n'y a pas de loup : bien sûr que c'est moins bon optiquement de protéger son aluminiure ! Mais les amateurs préfèrent sans doute garder leur miroir plus longtemps...

Il n'y a vraiement là rien de comparable

De plus, rien n'empêche de réaluminier ton miroir et de ne pas mettre de couche de protection, comme ça tu auras de meilleures images et le plaisir de recommencer au bout de deux ans !

Hum ... là où il y a de la gène, y'a pas de plaisir mais là c'est pousser le bouchon un peu loin non ? Car s'il y a 2% de reflexion de perdue à mettre une couche de SIO2 (ce qui me paraît déjà énorme), ca représente combien en perte de magnitude limite pour un oeil de 8m ?

Fausse piste : je ne pense pas que ce soit en terme de perte de magnitude qu'il faille rechercher la raison qui pousse les pros à ne pas protéger l'aluminiure de leurs miroirs mais plutôt dans le côté pratique pour ôter l'ancienne aluminiure et en remettre une nouvelle. La couche de SiO² est très chiante à enlever et les actions chimiques des produits utilisés peuvent endommager la surface. Je comprends aisément que l'on préfère réaluminier souvent sans se faire chier plutôt que moins souvent mais avec des problèmes...

Je crois déjà avoir vu des entreprises d'aluminage qui ont des cloches dans lesquelles le miroir en phase d'aluminage est mis en rotation, tout cela pour uniformiser le depot.

fr.g

http://www.galvoptics.fsnet.co.uk/telescope7.htm

Enfin bon, si les pro pouvaient garder leur miroirs 10 ans, je pense qu'ils le feraient ... y'a donc un loup quelque part ! Peut-être que le SIO2 absorbe du rayonnement ?

J'ai posé la question lors de ma visite del'OHP.

Réponse : la protection diffuse en raison des réfractions-réflexions dans son épaisseur!

Ben oui.... on cause, on cause, mais on ne joue pas dans la même division!

Ca en fout un coup au rapport de Strehl ça ma bonne dame non ?

hummmmmmm editer son post en bas de première page alors qu'il y en a une deuxième, c'est des coups à faire passer le lien à la trappe ça!!

le revoilà

"Je crois déjà avoir vu des entreprises d'aluminage qui ont des cloches dans lesquelles le miroir en phase d'aluminage est mis en rotation, tout cela pour uniformiser le depot."

fr.g

http://www.galvoptics.fsnet.co.uk/telescope7.htm

Je savais que les disques bruts étaient mis en rotation pendant la longue étape de refroidissement (VLT, Gemini et certainement d'autres) afin de limiter le travail d'ébauchage, mais pour l'aluminisation qui est réalisée sous vide je ne savais pas !

je crois que c'est serge Bertorello, qui s'est intéréssé à la différence de forme d'un miroir engendrée par la couche d'aluminium aprés son dépot.