Miroir Hubble Optic 508 mm (2) Le retour - Mesure au Bath

[Schorieder]

Bonjour à tous,

 

Certains s'en souviennent peut-être, mon miroir Hubble-optic 508mm avait été passé par Loulou7331 au banc de Foucault, avec des résultats... disons mitigés. Pour mémoire, il s'agit d'un miroir "sandwich" en verre ordinaire, diamètre optique 508mm et focale de 2095mm. Il m'a couté (tout compris) moins de 2000€, et pour ce prix, je suis tout-à-fait satisfait des observations CP que j'ai pu faire avec.

 

Voici le post:http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=120973

 

Et les commentaires de Bruno:

(1) Observation visuelle au Foucault: parabole régulière (sans zonage ni

astigmatisme), mais mamelonnage marqué (L'outil a tourné dans le sens

horaire; par comparaison la surface apparait totalement lisse avec mon miroir) et bord rabattu sur une couronne de 5 mm de largeur environ. Ce dernier défaut n'est pas rédhibitoire si on le diaphragme dans le télescope.

 

(2) Mesures au Foucault avec écran de Couder (sur 486 mm de diamètre, sans

la zone centrale qui sera masquée par le miroir secondaire) :

sur-correction sphérique à lambda/2 PTV. Précision moyenne à lambda/6 RMS. La distance focale a été mesurée à 2095 mm, au mm près ce qui est écrit sur le carton!

 

(3) Test à l'étoile artificielle : pas d'astigmatisme détecté (à confirmer par un test sur le ciel, vu la précarité du montage). L'anneau extérieur très renforcé en extra-focale ainsi que la plage quasiment illisible en intra-focale confirment le bord rabattu et l'aberration de sphéricité.

 

Poussé par la curiosité, l'envie de m'amuser, et surtout par le fait que je trouve l'idée d'un interféro de salon à 20 balles absolument géniale, sans parler de l'élégance du principe, je me suis construit un petit interféromètre de Bath, et j'y ai passé le même miroir.

 

Avertissement

Je n'ai qu'une expérience très limitée en interféro, mes résultats sont à prendre avec les précautions d'usage. Je suis pleinement ouvert à toute suggestion, conseil ou proposition.

 

Mon but n'est pas de chercher à polémiquer sur les avantages ou les inconvénients du Bath par rapport au Foucault (pour des débats de cour de récréation à ce propos entre le petit Charles et le petit David, voir sur le forum d'en face).

 

Principe de mesure, méthodologie et protocole

La mesure se fait au rayon de courbure (ROC, radius of curvature), et une petite portion du miroir mesuré sert de référence (pas besoin de se payer un plan de référence à 50000€). Cela implique toutefois d'inclure un "Null artificiel", car la mesure au rayon de courbure induit une aberration de sphéricité. La correction est calculée par logiciel en fonction du diamètre et du ROC, et automatiquement retranchée de la mesure réelle.

 

La mesure a été faite avec un laser rouge à 650nm, mais les résultats sont donnés de manière normalisée à λ=550nm. J'ai fait en tout 5 mesures pour chaque des orientations 0°-90°-180°-270°, ce qui permet en principe de s'affranchir de l'astigmatisme induit par le support du miroir. Je dis "en principe", car je pense qu'il en reste quand même, je donnerai donc les mesures avec et sans astigmatisme. J'ai utilisé Open-fringe 14.1 pour calculer les fronts d'ondes avec la méthode de la transformée de fourrier pour chaque mesure individuellement, et j'ai fait la moyenne des 5 mesures pour chaque orientation, puis ensuite la moyenne des 4 fronts d'ondes correspondants à chacune des orientations.

 

De plus, ma lentille divergente n'est pas tout-à-fait adaptée, et j'ai eu beaucoup de peine à éclairer correctement toute la surface du miroir, j'en ai commandé une autre. La conséquence est que le calcul au bord du miroir est un peu foireux, et que la précision en souffre. J'estime toutefois que ce problème va plutôt aggraver les résultats plutôt que de les embellir.

 

J'ai pris en comte une obstruction centrale de 80mm, correspondant à un diamètre plus petit que l'ombre de mon secondaire de 104mm. Sinon, les résultats sont un peu moins bons (il y a une petite bosse au milieu).

 

Résultat avec astigmatisme

On obtient un strehl de ~0.5 et une déviation de la surface de λ/7.7 RMS. La valeur PV très élevée est à prendre avec précautions, précisément à cause du problème de mesure sur le bord.

 

 

Résultat sans astigmatisme (décoché)

Je vais la jouer à la Wolfgang Rohr, et décocher l'astig en argumentant que celui-ci vient du support. Même en ayant pris la moyenne des quatre orientations, je pense qu'au moins une partie de ce qui reste ne vient pas du miroir lui-même. En effet, la façon dont le miroir repose sur le support a une influence. Et le miroir ne repose pas exactement de la même façon suivant la façon dont je le tourne. Je verrai si je peux améliorer le support.

 

On obtient alors un strehl de ~0.78 et une déviation de la surface de λ/12.6 RMS. La valeur PV très élevée est aussi à prendre avec précautions.

 

 

Résultat en considérant uniquement les aberrations de sphéricité

On obtient un strehl de ~0.9 et une déviation de la surface de λ/19.4 RMS. La valeur PV passe à λ/4.6, ce qui commence à devenir franchement pas si mal.

 

 

Commentaires et remarques

Le support joue un grand rôle, et j'ai bien peur que ce soit ce qui limite la précision de la mesure, en plus de la mauvaise illumination des bords.

 

Concernant les résultats proprement dits, la plus grosse surprise vient pour moi de la faible aberration sphérique, alors que la mesure au Foucault en donnait λ/2! Se pourrait-il que ce soit une question de support? Le bord rabattu relevé (!) par Loulou et indiscutable au star-test n'apparait pas non plus très clairement, je ne sais pas si la méthode de mesure est sensé le mettre en évidence.

 

Quoiqu'il en soit, on reste bien entendu (comme prévu) loin du strehl de 0.99 et du λ/13 PV annoncé par Hubble-optic! Mais en fin de compte, il se pourrait qu'on s'approche assez bien du "diffraction limited", ce qui est plutôt une bonne surprise.

 

La suite quand je pourrai affiner la mesure avec une meilleure illumination du bord. J'ai aussi dans l'idée de tenter un Roddier, histoire d'avoir une troisième méthode de mesure, mais comme je n'ai pas de suivi, il faut que je voie si on peut aussi travailler avec un Null logiciel.

Modifié 18 octobre 2015 par Schorieder

[fred-burgeot]

 

Concernant les résultats proprement dits, la plus grosse surprise vient pour moi de la faible aberration sphérique, alors que la mesure au Foucault en donnait λ/2! Se pourrait-il que ce soit une question de support? Le bord rabattu relevé (!) par Loulou et indiscutable au star-test n'apparait pas non plus très clairement, je ne sais pas si la méthode de mesure est sensé le mettre en évidence.

 

Salut,

 

intéressant ce que tu rapportes.

En effet, il y a une totale incohérence entre le λ/2 mesuré au Foucault et la bonne mesure au Bath.

 

Malgré tout ce qu'on peut entendre sur la prétendue subjectivité du test de Foucault, si un opérateur expérimenté annonce un λ/2, c'est que tu as affaire à un miroir dont la parabolisation est incorrecte.

 

Si ton test au Bath te dit le contraire, c'est qu'il y a un problème avec le mode opératoire ou l'installation. Ce serait un sacré gros coup de bol si le support appuyait pile là où il faut (et avec la force qu'il faut) au dos du miroir pour rendre une telle aberration de sphéricité acceptable au Bath.

 

Maintenant, il y a aussi le test... sur le ciel.

Qu'est-ce que le star-test te donne ? Une aussi grosse aberration de sphéricité se voit par ce procédé. En grossissant un peu et en faisant la MAP, est-ce que ça manque de ponctualité sur les étoiles ?

Les images planétaires doivent en souffrir aussi (même après pose d'un diaphragme pour masquer le bord rabattu), par comparaison avec les instruments à côté (à condition de s'assurer de la mise en T°).

 

Fred.

[Schorieder]

Salut,

si un opérateur expérimenté annonce un λ/2, c'est que tu as affaire à un miroir dont la parabolisation est incorrecte.

 

Si ton test au Bath te dit le contraire, c'est qu'il y a un problème avec le mode opératoire ou l'installation.

 

Salut Fred,

 

Merci beaucoup pour ton commentaire.

 

En effet, je suis plutôt enclin à faire confiance à Bruno et à sa mesure au Foucault, ce n'est pas son coup d'essai. Je voudrais quand même bien tirer tout ça au clair: quand deux mesures ne donnent pas le même résultat, c'est qu'au moins une des deux est fausse, et je suis bien sûr prêt à admettre que ce soit la mienne!

 

Quand je parle du support, je ne pensais pas forcément à une compensation d'une aberration sphérique existante dans le cas du Bath (qui serait vraiment un gigantesque coup de bol), mais plutôt à l'introduction d'une aberration qui n'existe pas dans le cas du Foucault. En effet, on mesure avec le Foucault toujours sur un seul axe (si j'ai bien compris), et même en faisant tourner le miroir, il y a le risque d'avoir une déformation constante due au support. Alors que le Bath permet d'avoir une vue globale de tout le miroir en une seule mesure, et que la rotation du miroir permet de réduire l'effet du support. Il ne faut pas mal me comprendre, je ne prétends pas à la supériorité d'une méthode sur l'autre, j'essaie juste de comprendre ce qui s'est passé.

 

Une autre piste: comme la mesure au Bath se fait au ROC, il faut corriger par logiciel l'aberration sphérique introduite par la mesure. La correction dépend très fortement du rayon de courbure, ainsi que du diamètre du miroir. J'ai entré un diamètre de 508mm (ce qui est la vraie dimension du miroir), mais si je mets 513mm (soit 5mm de plus) à la place, j'obtiens en effet environ λ/2 aberration sphérique, c'est donc très sensible.

 

De plus, le résultat est extrêmement dépendant de la façon dont on définit le bord du miroir sur l'image des franges. Quelques pixels de décalage peuvent déjà avoir une influence très sensible. Je vais essayer d'affiner les choses de ce côté-là. Y'a un truc pour être sûr de son bord de miroir sur la photo des franges?

 

Voici une photo des franges. Si quelqu'un qui connait bien le Bath pouvais donner son avis sur l'exploitabilité de l'image, ainsi que ses résultats (erreur sur l'onde avec/sans astig, plus aberration de sphéricité seule), on pourrait comparer, ça me permettrait de voir si je suis complétement à côté de la plaque. (oui, Chonum, c'est un appel du pied ) Diamètre 508mm, focale 2095mm.

 

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Modifié 20 octobre 2015 par Schorieder

[Fred_76]

Il n'y aurait pas un peu trop de franges ? Dans les tutos que j'ai pu lire, ils recommandent 15-20 franges sur l'image. Ici il y en a bien plus...

[olivdeso]

+1

Trop de franges dans tous les sens on a du mal à s'y retrouver.

Ceci dit, il me semble voir un bord rabatu effectivement

[asp06]

un bord rabattu ou une sur-correction se voit à l'oeil nu, par exemple en regardant le reflet d'une verticale dans le miroir posé à l'horizontale ( un peu comme lorsqu'on regarde le reflet des objets au loin par le miroir en fin de doucissage, càd sous un angle très ouvert) : le reflet de la verticale doit avoir une courbure ou être rectiligne de façon constante jusqu'au bord, on voit bien le décrochement sinon.

[Schorieder]

Bonjour à tous,

 

Merci pour votre passage et vos commentaires.

 

Il y a beaucoup de franges, c'est sûr. Le problème, c'est qu'avec un miroir grand et ouvert (508mm f/4.12), si j'essaie d'avoir moins de franges, celles-ci se courbent beaucoup. J'ai lu que pour une analyse avec transformation de Fourrier, il fallait entre 30 et 50 franges, mais qu'elles devaient être le plus droites possibles, ou du moins le moins courbe. Les lobes de la FFT sont bien séparés et bien marqués, ce qui est, toujours selon ce que j'ai lu, un signe que les franges sont correctes.

 

J'ai aussi essayé de procéder par la méthode de traçage des franges et calcul du polynôme de Zernike, avec un Igram qui comporte dans les 20 franges (toutefois très courbées) et qui ne donne d'ailleurs rien avec la FFT, et je tombe plus ou moins sur la même chose (un peu moins bon, λ/3.5 si je ne considère que les aberrations de sphéricité, mais c'est basé sur une seule mesure).

 

Pour le bord rabattu et la sur-correction, je vais essayer la méthode du reflet de la ligne verticale, c'est simple, et ça donnera une bonne idée de la présence ou non du défaut, merci bien pour le conseil.

 

Je continue de creuser, la suite au prochain épisode.

[loulou7331]

Bonjour à tous,

 

étant l'auteur des mesures au Foucault, je vais suivre ce post avec intérêt! Moi aussi je voudrais connaître le fin mot de l'histoire, honte à moi si je me suis trompé! Je (re)précise que la mesure au Foucault s'est fait dans des conditions difficiles (un seul axe mesuré, écran de Couder un peu plus petit que le miroir).

 

J'ai complété le test du Foucault par un test à l'étoile artificielle, ce qui a confirmé le bord rabattu. Pour l'aberration sphérique, çà correspond mais je ne suis pas un spécialiste de ce test, il aurait fallut le refaire en masquant le bord rabattu.

 

Donc si jamais je m'étais trompé, ce serait une bonne nouvelle pour Xavier qui aurait donc un miroir quasiment à la limite de la diffraction (en diaphragmant le bord rabattu), mais çà ne glorifierait pas d'avantage le constructeur, car l'aberration du bord rabattu doit être bien pire que lambda/2.

 

Je dirais que si le bord rabattu n'apparait pas très clairement sur le test à l’interféromètre, c'est qu'il y a un problème quelque part. A moins que, par malchance, le miroir qui plie sur son support engendrerait le bord rabattu. Dans ce cas-là ce serait aussi mes mesures sur mon miroir de 500 qui seraient à remettre en cause....

 

Xavier, si tu observes une étoile brillante proche du zénith avec ton télescope, en défocalisant, peut-tu voir le bord rabattu?

[olivdeso]

.

Modifié 25 octobre 2015 par olivdeso

[OrionRider]

Je ne sais pas comment est monté le miroir, ni si tu peux y installer une caméra planétaire, un APN ou une webcam mais en pointant la Polaire tu devrais pouvoir en tirer un test de Roddier potable: http://www.astrosurf.com/tests/roddier/projet.html

 

L'avantage c'est que le test se fait sur une étoile, 'dans son jus', avec le barillet et le tube employés pour les observations. Pas de risque de déformations du miroir mince induites par le banc de test ou la position 'anormale' de l'optique.

Là, on vise grosso-modo à 45°, l'inclinaison moyenne de plein d'objets dans le ciel.

[Schorieder]

Je ne sais pas comment est monté le miroir, ni si tu peux y installer une caméra planétaire, un APN ou une webcam mais en pointant la Polaire tu devrais pouvoir en tirer un test de Roddier potable: http://www.astrosurf.com/tests/roddier/projet.html

 

Salut OrionRider, salut à tous,

 

Le miroir est utilisé dans mon Dobson, je peux donc lui faire pointer la polaire. Je pense pouvoir m'arranger pour y mettre une caméra (le back-focus est très limite, mais avec une barlow ou un glasspath, je dois pouvoir l'augmenter un peu).

 

Je vois quelques limitations, peut-être ne sont-elles pas insurmontables:

- La polaire est une étoile double, j'ai lu que le Roddier devait se faire sur une étoile simple. Est-ce que les résultats seraient quand même dignes de foi?

- Je vais mesurer tout le système globalement; dans un sens, c'est intéressant, mais je voudrais bien connaître les caractéristiques de me primaire seul. Une fois monté dans mon télescope, je vais avoir les défauts du secondaires qui s'ajoutent (dont à mon avis pas mal d'astig), plus ceux induits par le barillet. En testant le miroir au Bath, je n'ai que le miroir. Bien sûr, le support joue un rôle, mais en faisant des mesures avec différentes orientations, on peut éliminer une partie de l'influence.

 

Quoiqu'il est soit, je vais tenter le coup, ça m'intéresse, et ça ne coûte rien!

[OrionRider]

Je pense pouvoir m'arranger pour y mettre une caméra (le back-focus est très limite, mais avec une barlow ou un glasspath, je dois pouvoir l'augmenter un peu).

 

Essaie avec une caméra QHY5L-II, couleur ou mono, elles ont la forme d'un tube au coulant 31,75mm. On peut donc les pousser aussi loin qu'on veut dans le PO, c'est très pratique. Il y a peut-être quelqu'un dans ton club qui en possède une que tu peux emprunter?

 

- La polaire est une étoile double, j'ai lu que le Roddier devait se faire sur une étoile simple. Est-ce que les résultats seraient quand même dignes de foi?

La polaire est une double mais pas très serrée et le compagnon est faible, donc avec une pose assez courte, normalement on ne voit que l'étoile principale.

 

Si ça ne marche pas, vise Kochab et laisse-la défiler dans le champ. Elle ne bougera pas vite et avec une caméra moderne, quelques secondes suffisent pour avoir 200 images, assez pour faire la manip.

Pas besoin de 'flats' si l'étoile défile dans le champ.

 

Tu peux empiler avec Registax6 ou AutoStakkert!2. Utilise exactement les mêmes réglages en intra et en extra-focale: même réglage de caméra, nombre de brutes, mêmes settings dans le logiciel,... Si le tube est à température et que la turbu n'est pas trop forte, ça devrait donner une belle image des anneaux de diffraction:

 

http://www.astrosurf.com/pellier/startest_250 (image C. Pellier)

 

Il faut défocaliser de la même distance en intra et en extra-focale. Perso, avec un marqueur je note d'abord sur la molette du PO la position de netteté maximale (avec un masque de Bahtinov). Je retire le masque et je défocalise en intra jusqu'à ce que l'image du secondaire (étoile défocalisée) ait ±250 pixels de large. Je marque la rotation du PO, je fais la capture puis je défocalise d'autant en extra et je lance la seconde capture.

 

- Je vais mesurer tout le système globalement; dans un sens, c'est intéressant, mais je voudrais bien connaître les caractéristiques de me primaire seul. Une fois monté dans mon télescope, je vais avoir les défauts du secondaires qui s'ajoutent (dont à mon avis pas mal d'astig), plus ceux induits par le barillet.

 

Faudrait demander l'avis d'Olivdeso mais j'ai toujours lu qu'un secondaire correct est de plusieurs ordres plus précis qu'un primaire. Tout simplement parce qu'un miroir plan est bien plus simple à réaliser et à polir. Des valeurs de L/20 PV seraient courantes. Par ailleurs, sur un tube industriel le secondaire est collé à la machine, peu de chance que l'opérateur induise un astigmatisme par contrainte.

 

Quant au barillet, sur un 500 j'imagine que tu as un barillet de qualité à triangles flottants. L'erreur qu'il induit doit être minime à 45°.

 

Et puis, tester le télescope sur une étoile, dans les conditions d'usage, c'est le seul moyen de savoir vraiment ce qu'il vaut.

Un peu comme si tu voulais mesurer la consommation de ta VW. Faut faire ça sur la route, pas dans un labo. Les données du constructeur, c'est trop beau pour être vrai...

Modifié 25 octobre 2015 par OrionRider

[lauratt]

il me semble que le bath ne peut pas donner de mesures pertinentes pour un 500 à F/4, un roddier ou le star test proposés au dessus sont assez sensibles pour détecter des gros defauts dont le foucault montre

[Frederic Jabet]

L'Igram semble assez bon, enfin il est abîmé ici par le compression JPEG je pense.

Il faut effectivement que les franges soient assez serrées pour une réduction par FFT qui est plus fiable que le tracé de franges.

Par contre la WFE me semble très lissée pour une FFT ?

L'AS donnée par OF est faible (1/10 de frange), d'ailleurs la conique est presque à -1.

Si le diamètre est bon (sensible à ^4 dans mon souvenir pour la correction de l'AS au RoC, il faut être précis!!) cela doit être correct. Si toutes les orientations convergent, tout va bien.

Par contre on ne peut pas garder que l'AS bien sûr, mais le support à l'horizontale peut introduire un trefoil en plus de l'astig (sur un miroir plein en tout cas).

Comment est fait ton support ?

[JJ17]

Bonjour à tous,

 

Vous avez vu le miroir Hubbleoptics sur les soldes skyvision ! http://www.skyvision.fr/store/cata-gen/promotions/ Un miroir "Miroir controlé par Skyvision avec bulletin d'interférométrie et test de Foucault par contraste de phase fournis".

Déjà la vente de ce type de produit par ce constructeur est étonnante, mais surtout regardez le bulletin de contrôle annoncé : lambda sur 19.5, lambda sur 71 rms ! On sait que les bulletins de ce constructeur chinois sont très très "optimistes", mais skyvision dit que le miroir a été contrôlé par eux !

 

Je trouve ça étonnant. Ou le miroir est très très bon et les constructeur français ont du soucis à se faire ! Ou ils ont laissé -comme argument de vente ? - le bulletin fourni par Hubbleoptics ... Je doute que ce résultat corresponde à celui du test interférométrique qu'ils ont fait ...

 

Dans tous les cas, je trouve la façon de procéder étrange, pour ne pas dire autre chose .... !

 

JJ

Modifié 3 février 2016 par JJ17

[teddelyon]

Salut, je me suis fait la même réflexion que toi en allant me balader sur le site suite à l'annonce de la table equato dans les "occas' du oueb"...

 

Par contre il est marqué comme vendu, les chiffres annoncés sont pour le moins étonnants voire suspects

[OrionRider]

Strehl de 0,99??? L/20 PV???

Curieux protocole protocole.

Dans tous les tests d'AiryLab il n'y a pas un seul instrument qui s'approche de la moitié de ça.

[Fred_76]

Strehl de 0,99??? L/20 PV???

Curieux protocole protocole.

Dans tous les tests d'AiryLab il n'y a pas un seul instrument qui s'approche de la moitié de ça.

 

Tu veux dire Strehl de 0.50 et L/10 PV ???? Chonum a du s'asseoir sur son plan de référence

[OrionRider]

Ben non, ça serait plutôt 0,97 et L/10.