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[Théorie] La formule optique parfaite ?

Raoulklimber

Par Raoulklimber
dans Matériel général

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Raoulklimber

Raoulklimber

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Bien le bonsoir,

 

Je sais pas chez vous mais chez moi il neige :

le télescope est rentré se cacher au fond du garage, les oculaires refusent de s'éloigner de la cheminée, le Telrad s'enduit instantanément de buée en signe de protestation si on essaie de lui mettre le nez dehors, bref j'ai beau argumenter, pas moyen de les convaincre de regarder les flocons tomber (pourtant ça doit être joli un flocon grossi 450 fois).

Tout ça pour dire que le temps est propice à la réflexion théorique.

 

Trève de digression...

 

Toutes les formules optiques de télescopes (réflecteurs et réfracteurs) que j'ai pu trouver semblent posséder des aberrations optiques (chromatisme, coma, astigmatisme, champ pas plat, pour ne citer que les plus fréquentes).

 

Déjà, existe-t-il une liste exhaustive des différentes aberrations que peut subir un instrument de type télescope (au sens le plus général) ?

Ensuite, peut on théoriquement inventer un instrument qui soit dépourvu de toutes les aberrations ? (il me semble que Schwarzschild a effectuée quelques travaux dans cette direction)

Cet instrument serait-il matériellement constructible et utilisable ?

Quel est à l'heure actuelle, selon vous, le meilleur instrument ?

 

A vos idées...

fred-burgeot

fred-burgeot

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Toutes les formules optiques de télescopes (réflecteurs et réfracteurs) que j'ai pu trouver semblent posséder des aberrations optiques (chromatisme, coma, astigmatisme, champ pas plat, pour ne citer que les plus fréquentes).

 

Déjà, existe-t-il une liste exhaustive des différentes aberrations que peut subir un instrument de type télescope (au sens le plus général) ?

 

Tu en as déjà cité pas mal. Il y a aussi le sphérochromatisme, la distorsion. Ca c'est pour les aberrations théoriques.

Car il y a aussi les aberrations "pratiques" qui découlent de l'habileté de l'opticien et du soutien mécanique des optiques : l'aberration de sphéricité, l'astigmatisme, le trefoil.

Dans "lunettes et télescopes", Danjon et Couder expliquent très bien les principales aberrations.

 

Ensuite, peut on théoriquement inventer un instrument qui soit dépourvu de toutes les aberrations ? (il me semble que Schwarzschild a effectuée quelques travaux dans cette direction)

Cet instrument serait-il matériellement constructible et utilisable ?

 

Peut-on imaginer un instrument sans la moindre aberration... bonne question.

Plus on ajoute de surfaces optiques et plus on peut corriger les aberrations hors axe. On peut jouer aussi sur les indices de réfraction des différents verres. Mais je suppose qu'au-delà d'un certain champ il y a au moins de l'astig qui redevient visible.

 

Imaginons qu'on l'ait trouvé sur le papier, encore faut-il qu'il puisse être fabriqué, et qu'il soit tolérant aux petites dérives de montages/réglages. Un engin super en théorie mais dont les performances s'effondrent au moindre défaut de positionnement, ça existe.

 

Quel est à l'heure actuelle, selon vous, le meilleur instrument ?

 

Ca dépend de ce qu'on veut faire.

Il y a un excellent bouquin sur l'étude des performances théoriques des instruments existants, c'est "Telescope optics" de Rutten et Van Venrooij. Avec moultes spot diagrams pour rendre les choses visibles.

 

 

Fred.

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starac

starac

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Bonsoir,

 

...

Il y a un excellent bouquin sur l'étude des performances théoriques des instruments existants, c'est "Telescope optics" de Rutten et Van Venrooij. Avec moultes spot diagrams pour rendre les choses visibles.

...

 

Même si je préfère les bouquins, ici une source internet qui reprend le Rutten & Van Venrooij dans ses sources.

http://www.telescope-optics.net/

 

Le meilleur instrument?

Devant l'infinité de choses qu'on ne verra jamais, tous les instruments se valent :p.

 

Ma préférence (qui n'engage que moi)?

Ne connaissant rien en optique, je me réfugie dans le pragmatique:

un instrument non obstrué, avec un taux de transmission de lumière proche du maximum, transportable, facile et rapide à mettre en oeuvre et dont le rendu visuel flatte l'oeil.

den

den

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un instrument non obstrué, avec un taux de transmission de lumière proche du maximum, transportable, facile et rapide à mettre en oeuvre et dont le rendu visuel flatte l'oeil.

 

Un monocle... :be:

Daube-sonne

Daube-sonne

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un instrument non obstrué, avec un taux de transmission de lumière proche du maximum, transportable, facile et rapide à mettre en oeuvre et dont le rendu visuel flatte l'oeil.

 

Hum... une épaisseur d'air pas trop turbulente ? Parce que sinon quelque soit l'instrument...

 

Enfin les pros arrivent aujourd'hui à obtenir airy dans un 8m ! La bataille ne se joue pas tant sur la formule optique que sur comment s'affranchir de la turbulence.

 

Après y a toujours la possibilité de réduire le diamètre de l'instrument ; au-dessous de 50~60mm c'est rare d'être gêner par la turbulence. Et c'est d'autant plus facile de trouver une formule optique "parfaite". En allant au bout du raisonnement on finit par observer à l'oeil nu :D

 

Amicalement, Vincent

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AstroFilDu76

AstroFilDu76

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La seule et unique formule idéale : 42

:?:

 

Salut Fred, peux tu developer ? Au risque de passer pour un navet, je comprend pas. J'aime bien la formule 90 60 90 aussi ;)

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astro-sam

astro-sam

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:?:

 

Salut Fred, peux tu developer ? Au risque de passer pour un navet, je comprend pas. J'aime bien la formule 90 60 90 aussi ;)

 

T'as pas fait assez d'autostop dans cette galaxie :)

astrocg

astrocg

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les choses les plus simples étant souvent les meilleures, un newton ouvert à 3,5 avec le choix d'une obstruction de 25% muni d'un paracorr II ou équivalent

mais on peut chercher plus compliqué:be::be::be:

Raoulklimber

Raoulklimber

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On retrouve souvent dans les réponses : "pas d'obstruction"

 

Quel est le problème de l'obstruction ?

Ce n'est pas une aberration. Ca ne crée pas d'aberration en soi si ?

 

On peut compenser la quantité de lumière perdue en augmentant d'un petite poil le diamètre (si vraiment on y tient).

 

Quant aux aigrettes elles ne sont pas dues à l'obstruction mais aux pattes de l'araignée, si le secondaire était maintenu en équilibre par autre chose que des pattes en métal on aurait pas d'aigrettes. Les Schmidt-Casegrain et autres variantes le font. En théorie, on pourrait même s'affranchir des imperfections de la lame de fermeture en maintenant le secondaire avec quelque chose de parfaitement transparent, pourquoi pas un champ magnétique puissant...

Daube-sonne

Daube-sonne

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On retrouve souvent dans les réponses : "pas d'obstruction"

 

Quel est le problème de l'obstruction ?

Ce n'est pas une aberration. Ca ne crée pas d'aberration en soi si ?

 

L'obstruction fait chuter le rapport de Strehl. Par exemple 33% d'obstruction fait passer le Strehl théorique à 0,79.

On pourrait trouver dans les aberrations bien connues, une qui induirait de façon équivalente cette perte de 21% du Strehl.

 

Au final peut importe le nom de l'aberration, c'est le rapport de Strehl qui compte. Même si après on peut s'intéresser à la répartition de l'énergie, plus ou moins proche du motif central d'Airy, pour un même rapport de Strehl selon le type d'aberration : on serait alors dans des finesses...

 

Frédéric Jabet (Chonum) a écrit sur son site : "Ainsi une obstruction de 32% a le même effet qu’une aberration sphérique de troisième ordre L/4 PTV"

 

Amicalement, Vincent

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Raoulklimber

Raoulklimber

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Ok merci,

 

Après quelques lectures rapides je crois comprendre que la présence de l'obstruction fait baisser l'intensité du point centrale sur la figure d'Airy et augmenter l'intensité des anneaux.

Donc ça "étale" l'image d'un point, donc c'est pas bien.

Donc l'instrument théorique idéal n'a pas d'obstruction.

 

Le verre (ou l'ensemble de verres) totalement dépourvu de chromatisme à toutes les longueurs d'onde visibles n'existe pas je suppose...

Les apo sont optimisées pour 3 longueurs d'onde, et non pas sur le continuum de toutes les longueurs d'onde visible...

Serait-ce théoriquement possible ? je suppose que non, sauf à trouver un "verre" dont le comportement est indépendant de la longueur d'onde...

 

Du coup il faudrait forcément un "concept" à miroirs sans obstruction non ?

Schorieder

Schorieder

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Du coup il faudrait forcément un "concept" à miroirs sans obstruction non ?

Ça existe, c'est le Schiefspiegler. Mais on est obligé de travailler hors-axe, ce qui va introduire d'autres aberrations (astigmatisme, coma).

 

Du coup, pas sûr qu'on gagne grand chose, à moins de pouvoir faire des miroirs qui ne soient pas des surfaces de révolution, mais je ne sais pas si c'est possible facilement... plutôt pas, je pense.

Raoulklimber

Raoulklimber

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Oui, je lis également la discussion sur le Schiefspiegler.

C'est justement elle qui m'a inspiré cette "grande question".

 

Il faut donc partir sur une base télescope hors axe (pas d'obstruction, pas de chromatisme).

Ensuite peut-on dessiner une variante de Schiefspiegler qui n'induise pas d'aberrations ?

Je crois qu'il y a déjà la variante Stevick-Paul intéressante :

"The Stevick-Paul configuration results in all optical aberrations totaling zero to the third-order, except for the Petzval surface which is gently curved." (source wikipédia)

Et aussi la "Yolo" un peu du même genre.

Mais tout cela impose un très grand F/D.

 

Et sinon, en plus simple, il y a le télescope de Herschel.

 

Je verrais bien un compromis entre le Schiefspiegler, le Herschel et le Newton : miroir secondaire hors axe et à 45° avec une forme qui corrige les aberrations.

Pas de chromatisme, pas d'obstruction, on fait un primaire et un secondaire avec des formes (sans doutes très particulières) conçues pour supprimer les aberrations restantes.

On peut le fabriquer avec le F/D qu'on veut, et ça s'utilise comme un newton.

 

Est-ce possible de concevoir théoriquement ces 2 miroirs ? Ou bien reste-t-il forcément des aberrations impossible à supprimer ?

 

(vous aurez compris que la neige est toujours là et le ciel toujours couvert...)

Modifié par Raoulklimber
loulou7331

loulou7331

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La formule optique parfaite n'existe pas, si c'était le cas çà se saurait! Chaque formule a ses avantages et ses inconvénients. Il faut voir aussi la difficulté de réalisation. Une formule superbe sur le papier, donnera un truc moyen si c'est trop compliqué à réaliser.

 

Pour s'approcher de la perfection, les formules suivantes me viennent à l'idée :

- les triplets Zeiss APQ et Takahashi TOA et TSA

- un newton à f/8

- un cassegrain à f/50 (obstruction de 15%).

 

Le problème c'est que le triplet coûte extrêmement cher et sa fabrication n'est pas à la portée des amateurs, le newton risque d'être intransportable à moins de s'appeler l'Agence tous risques, et le cassegrain, pour peu que l'obstacle de la réalisation du secondaire soit franchie, est hyper spécialisé observation à petit champ.

fred-burgeot

fred-burgeot

Posté
Posté (modifié)

 

Il faut donc partir sur une base télescope hors axe (pas d'obstruction, pas de chromatisme).

Ensuite peut-on dessiner une variante de Schiefspiegler qui n'induise pas d'aberrations ?

 

Pas besoin de faire dans le "hors-axe" pour se débarrasser de l'obstruction.

Un T400 avec un diaphragme sur le côté (pour éviter le miroir secondaire) et on a un engin de 160mm de diamètre sans le moindre chromatisme, sans obstruction, stigmatique sur l'axe (à l'inverse du Schiefspiegler), coma lointaine car c'est celle d'un Newton dans les environs de F/10 ou plus.

 

J'en connais qui ont essayé, sur des T400, sur beaucoup plus gros aussi. Ils ont pointé Jupiter avec. Ca a été l'occasion pour eux de vérifier à quel point l'image est plus confortable et facilement détaillée à plein diamètre ;)

grâce à la diffraction bien moindre et au surplus de "luminosité" dont l'oeil a besoin.

 

Perfection optique ne veut pas dire observation détaillée :) la diffraction et la physiologie ont leur mot à dire.

La turbu aussi bien sûr, comme le disait Daubesonne.

 

Fred.

Modifié par fred-burgeot
sost

sost

Posté
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On en revient toujours au diamètre, quelque soit la problématique de départ ( qualité optique, formule, telescope, lunette .... ) c'est le plus grand diamètre urilisable qui est le meilleur instrument.

Le problème est plutôt de répondre à "utilisable", poids, transport, turbulence....

Raoulklimber

Raoulklimber

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Tiens c'est une bonne idée, je vais fabriquer un newton hors axe de 80 mm.

C'est moins de 5 minutes de travail, il me suffira de mettre un carton sur l'ouverture du dob avec un trou de 80 mm.

Ainsi je pourrais comparer l'image avec ce que l'on voit dans la lunette 80 ED d'une amie (en choisissant les oculaires pour obtenir le même grossissement sur les 2 bestioles).

 

Ce sera l'apo de 80 mm la plus lourde et encombrante du monde ;) (et en plus faut faire la collimation)

Qorche

Qorche

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Bonjour,

 

la formule optique parfaite n'existe pas, mais quelques-unes s'approchent de la perfection, notamment du côté des anastigmates à trois miroirs asphériques (en anglais).

 

Nombre de télescopes professionnels sont des anastigmates à 3 miroirs.

 

Précisions également que la qualité optique des télescopes "haute résolution" provient aussi du choix d'un rapport focal élevé. Car s'il est possible d'être optiquement parfait sur l'axe à F/4 (ex. Newton), limiter les aberrations hors axe implique des montages beaucoup plus complexes.

 

En ce qui concerne le Korsch, toute homophonie avec mon pseudo est fortuite :p

Raoulklimber

Raoulklimber

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Effectivement le LSST est un Paul-Baker je crois.

Le problème c'est qu'on ne peut observer qu'avec une caméra, c'est impossible de mettre un oculaire là dessus...

 

Moi j'aime bien le Stevick-Paul, il semble théoriquement très bien. Bon en pratique c'est autre chose (alignements, mécanique, réflectivité des 4 ! miroirs).

 

Sinon en restant dans les designs plus classiques et en acceptant une obstruction, le Ritchey-Chrétien est déjà très bien corrigé. Si la plupart des grands télescopes pro sont de ce modèle c'est sans doute pas pour rien...

Invité Wolfan

Invité Wolfan

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Bonjour,

 

Il me semble (dans le cas lulu) qu'il faut un juste équilibre entre un certains nombre de lentille avec une qualité optique égale..... non ?

 

Pour moi la formule se résume à l'optimisation de son matériel par le biais des accessoires, ils doivent garantir le bon maintien de l'image finale.

 

- doublet standard (la plus longue focale possible) +

- porte oculaire sans "jeu" (l'axe optique le plus aligné) +

- renvoi coudé de qualité (accessoires indispensables au lulu) +

- oculaires type plossl ou ortho (parce que les méthodes simples sont souvent les meilleurs !)

 

Bon ciel étoilement lunaire à tous

Modifié par Wolfan
Invité Wolfan

Invité Wolfan

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Ma préférence (qui n'engage que moi)?

Ne connaissant rien en optique, je me réfugie dans le pragmatique:

un instrument non obstrué, avec un taux de transmission de lumière proche du maximum, transportable, facile et rapide à mettre en oeuvre et dont le rendu visuel flatte l'oeil.

 

Bonjour Starac :)

 

Cette fameuse description ne correspondrai pas à ce genre "d'individu": :be::be::be:

22102-1443203222.jpg

 

Enfin il me semble de plus petite taille....:o;)

 

Bon ciel étoilement lunaire à toi

Modifié par Wolfan

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