Tech Réglage des petits réfracteurs

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Les petits réfracteurs peuvent être ajustés en réglant l'espacement entre les lentilles.

 

Les stars tests

on peut les réaliser facilement à fort grossissement sur des étoiles blanches comme Vega (blanche par rapport à notre soleil jaune)

 

Plage couleur.

Examinez l'intensité entre 0.7um et 0.4 um (700-400nm)

 

Tout d'abord d'ou viennent les conventions de réglage.

A ) la sensibilité de l'oeil humain (deux modes : le mode rouge est celui de la perception colorée de jour)

B ) les couleurs émises dans le ciel : principalement Oiii - Halpha

Nebulium-120473a0.pdf

 

Comment faire un star test à l'oculaire ?

Prendre un oculaire de focale courte, en dessous de l'ouverture f/D de l'instrument, ce sera plus indiqué. Sur ces petits réfracteurs longs un oculaire bien corrigé de 10mm fait l'affaire

Faite la mise au point sur une étoile brillante et plutôt blanche : Véga est presque tout le temps disponible dans le ciel de France.

Raccourcir la distance du tube : intra-focale. Eloigner le tube extra-focale. La distance est courte : inférieure au millimètre, cela correspond à 1/30e de tour pour faire apparaître un anneau de diffraction

 

Des star tests d'excellente qualité à optimal, classé suivant les réglages couleurs

réglage photo Nikon /  Grand réfracteur 108

Astro 80, mixte / Goto 80 planétaire

Le violet autour de la Nikon n'est pas le violet de l'arc-en-ciel mais un mélange de rouge et de bleu : c'est un réglage F'C' (480-644)

L'équilibrage est photographique.

Le halo bleu sur la Goto et le point rose en extrafocal est typique d'un réglage planétaire type Oiii H-alpha, le bleu 480 ressort en intra et est déjà dispersé en extra (côté droit)

 

On notera la blancheur en extra-focale proche du grand réfracteur 108 et de l'astro 80

et un réglage difficile à décrypter car très concentré assez typique des petits diamètres 60mm (c'est semblable a des astro-spezial de plus grande taille)

 

Maintenant, un réglage imparfait. Il semble calé haut mais ...

une tâche blanche est présente en extra-focale

et un cercle extérieur jaune plus intense que le centre en intra-focale.

C'est le signe d'un manque de piqué : sous-correction d'aberration sphérique.

 

C'est là qu'il faut de l'explication théorique.

Modifié 6 novembre 2021 par lyl

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Retour à l'école, le prisme et la géométrie de la lumière.

Le passage de la lumière à travers un prisme disperse les couleurs, beaucoup plus que l'air : c'est une propriété du matériau. L'indice de réfraction du verre est variable suivant la couleur du spectre. Comme l'humidité dans l'air après un orage quand le soleil revient : cela forme un arc en ciel.

 

Contrôle d'homogénéité des pains de verre après refroidissement chez Schott, pour qualification en "verre optique".

 

On sait recombiner les couleurs avec un même type de prisme réalisé dans le même verre. C'est la plupart du temps invisible mais le résidu de dispersion existe. Il est proportionnel à l'écart entre les prismes.

Pour un doublet classique, on ne peut pas utiliser des verres identiques, sinon la focale de l'objectif serait infinie. On va utiliser les propriétés de deux verres différents :

un verre à faible dispersion que l'on va faire fortement converger et

un verre à plus grande dispersion que l'on va rendre moins fort.

Il va en résulter une convergence en un point focal f₀

 

à suivre : l'aberration sphérique et le spectre secondaire.

 

Modifié 6 novembre 2021 par lyl

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Notre doublet se rapproche de la perfection mais la formule de la réfraction conduit à une approximation du point de convergence. Ce dernier varie suivant la "hauteur" p (rho) de traversée du rayon à travers la "pupille" de l'objectif.

On profite de la symétrie de révolution pour indiquer 0 comme étant le passage au centre optique et 1 le passage par le bord.

Tous les objectifs ayant une forme sphérique sont sujets à cette aberration qui dépend de la variation des indices de réfraction et des forces de courbures.

Pour une couleur donnée, il en résulte une erreur résiduelle ou aberration que l'on désigne sous deux termes :

la LSA : c'est l'ampleur de la dispersion du point focal.

la TSA : c'est la hauteur de la dispersion au point focal choisi

 

Sur un doublet achromatique classique BK7-F2, il existe une et une seule couleur  "stigmatique" (qui converge en un seul point)

Pour cette couleur LSA et TSA sont quasiment nuls, cela permet une finesse optimale des images obtenues pour cette couleur.

Zeiss utilisait la couleur verte (raie du mercure), très stable et étroite pour contrôler ses objectifs.

De nos jours la plupart des fabricants utilisent d'autres raies. Celles qui sont idéales pour l'astronomie (à mon avis) sont celle de la lampe au Krypton qui fournit deux raies fines intéressantes.

 

Sur ces doublets long f/D, le stigmatisme est excellent, au point que LSA et TSA sont négligeables sur une large plage autour de la couleur pour laquelle le stigmatisme est réel.

Cette variation du stigmatisme des couleurs au centre optique ou variation de l'aberration de sphéricité dépendante de la couleur est appelé d'un petit nom alambiqué : le sphérochromatisme.

Il est suffisament faible (en théorie sur ces doublets) quand ces doublets sont bien réglés que le test étoile permet de vérifier le stigmatisme de plusieurs couleurs.

 

Ici quasi-stigmatisme rouge, bleu en extra-focale sur 3 instruments différents sur des instruments plus gros. Pour ceux là il est plus difficile d'obtenir un stigmatisme sur une plage large.

En dehors de jaune vert orange, les couleurs forment des disques du à la TSA/LSA qui devient non négligeable. On représente cela sur un graphe ou l'ordonnée va de 0 à 1 et l'abscisse indique le point de convergence.

Le réglage de la couleur stigmatique est plus compliquée sur les gros instruments.

 

Modifié 6 novembre 2021 par lyl

[lyl]

Maintenant : le réglage.

l'espacement des lentilles joue sur la dispersion et au final sur la position du focus de chaque couleur.

Attention à ne pas confondre avec le chromatisme car ça part du même principe, à la différence près que la pente équivalente du prisme étant forte au bord et nulle au centre :

=> la correction de e aura plus d'effet au bord qu'au centre.

=>

 

L'écartement des verres n'a pas un effet similaire au bord et au centre. Dans son réglage optimal une couleur seulement converge au même point.

On profite du fait que le chromatisme et la focale de l'ensemble varie beaucoup moins rapidement que l'aberration sphérique.

Plus j'écarte, plus le bleu s'écarte du rouge et surtout au bord. Le bleu devient stigmate. (il est sur-corrigé sur une optique "normale": le centre converge avant le bord)

 

Sur notre doublet on va cherche à trouver la valeur de e qui soit optimale pour le stigmatisme couleur.

On obtiendra ainsi un test étoile qui sera équilibré : comme sur la ligne du milieu.

Sur un achromat, la partie droite du star test est souvent brouillée par le mélange des couleurs (le spectre secondaire).

Donc on utilise comme référence la partie intra-focale. (gauche de l'image).

 

 

Voici le diagramme de position des focii pour deux cas (pour rappel, ordonnée 0 <=> passage au centre de l'objectif, ordonnée 1 <=> passage par le bord de l'objectif ) :

- comme la ligne du haut. Une légère sous-correction (le bleu devient stigmatique, l'image n'est pas nette non plus sauf en champ profond ou l'on travaille dans les bleu-vert).

la cause est un écartement e trop grand ou des courbures r2/r3 trop différentes.

- comme la ligne du bas. Forte sur-correction (couleurs importantes pas nettes et anneaux non équilibrés, extra-focale très brouillée)

la cause est un écartement e trop petit et/ou des courbures r2/r3 trop semblables.

sous-cor :      sur-cor : 

 

 

Heureusement la plupart des optiques japonaises sont conservatrices

C'est à dire, vont plutôt souffrir de rayon r2 et r3 trop proches que trop éloignés. C'est un principe de fabrication qui vient de ce que 50 ans avant et même avec les formules de Conrady, on a tendance à les laisser trop similaires.

En effet dans les années 1900 on créait les optiques sans traitement anti-reflet et souvent on fabriquait les verres flint et crown l'un sur l'autre puis on différenciait les courbures r2/r3 ensuite.

L'un sur l'autre c'est dans l'étape de contrôle, pas de la fabrication : faire apparaitre des anneaux de newton quand on approche les verres. Quand les courbures sont proches, il y a peu d'anneaux.

Les tables qui donnait ces rayons ont été calculées/expérimentés avec un écart e de 1/2000 à 1/1000 de la focale et sont restées en vigueur bien longtemps.

Les outils de contrôle des courbures sont le plus souvent des "tests plates" qui sont des modèles figés.

 

Or, l'optique japonaise utilise de la cale en étain ou étain-argent, fine de 0.2mm, souvent collée à la gomme laque (que l'on peut dissoudre à l'acétone).

C'est très inférieur au 1/2000 (0.45mm pour 60/900) ou 1/1000 (=>0.9mm) des tables des années antérieures.

 

Donc deux facteurs qui font que les doublets ont un espacement trop faible si l'ouvrier opticien est un peu pressé ou laxiste sur le temps passé à ajuster les courbures.

C'est franchement assez rare qu'il contrôle au banc ou à la lampe spectrale la position des focii de couleur rouge et bleu et encore moins le stigmatisme à la couleur choisie.

Et surtout, il ne va pas prendre le risque de changer la courbure de l'outil qu'il va réutiliser des milliers de fois.

C'est carrément consommateur en temps et fait monter le prix de façon exorbitante !

 

Donc fin de l'histoire, on récupère des objectifs majoritairement sur-corrigés mais ajustables.

Ils ont cette aspect au test-étoile, la partie droite (extra-focale) étant souvent brouillée par le mélange des couleurs.

Donc revenons à nos moutons, le but est de transformer ce type d'objectif sur-corrigé.

en objectif aux anneaux équilibrés de cette apparence

 

En intra-focale, les anneaux vont s'approcher d'une intensité plus régulière et en extra-focale, on va commencer à voir apparaître des couleurs distinctes.

Le cercle blanchâtre que l'on voit dans le moyen "Extrafokal" va se rapprocher du meilleur focus. (Une belle 60/900 en dessous)

Attention, certains objectifs peuvent être d'origine sous-corrigés et dans ce cas (rare) on ne peut rien faire. C'est également l'indicateur qu'on a trop forcé sur le réglage.

 

Egalement à l'oculaire, il vaut mieux éviter un point rouge trop serré en extra-focale mais ce n'est pas gênant sur les 60-800 et les 70-900.

Sous-correction : trop d'espace.

D'autre part, le test étoile sur une optique proche du réglage optimal va vous permettre de vérifier l'effet d'un prisme ou du réglage d'un oculaire.

 

Certains oculaires sont plus sous-corrigés que d'autres mais quasiment tous les oculaires simples le sont un peu. Ce n'est pas gênant.

Le réglage de l'aberration sphérique "légèrement sur-corrigé" dans le jaune-orange rééquilibre la situation sur les réfracteurs anciens.

== Kellner combiné avec une Scopetech 80-1200=>

Modifié 13 décembre 2023 par lyl
inversion sur-corrigé/sous-corrigé

[lyl]

La manip :

On découpe des cales d'étain au cutter et on colle avec précaution par dessus les autres cales.

Puis on remonte l'objectif dans sa cellule 1/2h plus tard et on teste

Note subsidiaire : n'utilisez pas des Nagler pour faire votre test étoile.

Seul le Nagler 1 est un oculaire classique pour objectif sur-corrigé et renvoi à prisme.

Albert Nagler avait créé le Nagler v1 comme oculaire classique à LSA sous-corrigée mais il a changé de concept pour le Nagler v2 et suivant qui sont réglés pour les réfracteurs apochromatiques photos (f/D court) calés à 555nm (sur-correction) ou les télescopes newton/dobson.

Nagler v1/Naglerv2

Utiliser l'oculaire habituel pour faire votre réglage.

Modifié 24 décembre 2021 par lyl
inversion sur-corrigé/sous-corrigé

[Jorris]

Super @lyl

Un poste à lire, et à relire.

[cajuva]

Merci pour tout ça, je vais le digérer tranquillement .... 👍

[lyl]

Cas particulier : une difficulté fréquente sur quelques objectifs fait à la machine.

 

*** Pour information, c'est issu de la belle Vixen 90M ***

*** Note : Je fais comme si je ne le savais pas à l'avance ***

 

Soit la formule, soit le polissage a provoqué une irrégularité "zonale" dans l'aberration sphérique. Ça varie en bosse(clair) et creux (sombre) suivant les couleurs.

Evidemment, c'est mieux si c'est équilibré de part et d'autre du jaune 😊 : c'est réussi.

Explication : la limite 0.707 (racine de 2 sur 2) correspond à un ratio de surface ou vis à vis du flux à 50% dans la partie extérieure (couronne extérieure) et 50% à l'intérieur de cette limite.

En cherchant le point focal moyen rms de la zone 70% à 1 (couronne extérieure de l'objectif) elle converge plus près (ou respectivement plus loin) que celui de la zone centrale (0 -70%). Au bout de quelques anneaux, on a la sensation de l'interférence secondaire en sombre ou en clair dans la figure principale, mais si le delta est faible (<<lambda/4) ça ne brouillera pas la figure standard.

 

Tu auras une bosse sur une plage (ici le bleu/vert) et un creux sombre pour les rouges. (image extra-focale ci-dessus, c'est rare que ce soit dans l'autre sens)

 

Pour régler ce type de combinaison de verre ou contourner ce défaut, il faut que les images intra et extra devienne non brouillée, c'est le signe d'un bon équilibre visuel.

On tire alors un peut la map, ça fait un paquet de chevauchement et au final ça se normalise avec un peu de perte de netteté sur les anneaux.

En visuel, l'essentiel c'est qu'en lumière d'étoile artificielle verte ou rouge proche (620) on soit le plus net possible sur les deux.

En photo, ça devient compliqué, l'étoile verte 532nm doit être la plus nette possible, elle compte double dans le poids des pixels.

 

 

La vixen 90M a un petit peu de sphéro-chromatisme, c'est inhérentà la combinaison de verres, mais rien à voir avec une lunette courte type apochromat photo.

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De jour, avec un filtre Baader 495nm sur la cam, la confirmation :

Ex intra-focale, c'est presque plat  sur l'intensité dans le vert-jaune. Le halo bleu est calé autour du halo rouge : ce n'est pas du F'C' terrestre mais bien un calage astro un peu plus bas. 

En extra-focale, elle a un dégradé de couleur extérieur->centre et au finale le centre qui se rassemble bien en blanc.

On est au mieux de ce qu'on peut en tirer.

Pour la petite histoire, j'ai constaté 10mn de mise en température hier (21°->5° dehors)

Et on a un point blanc visible au centre, le chromatisme est bien groupé. Pour que ce soit blanc il faut quand même qu'on ait un équilibre bleu-jaune vis à vis du spot. C'est ce qui correspond au critère de Sidgwick qui est à 1 lambda. C'est d'autant mieux équilibré que la sensation de blanc se prolonge sur plusieurs extra-focales. Celle de gauche ressemble assez à ce qu'écrivent Danjon & Couder dans Lunettes & Telescopes quant au réglage agréable à l'oeil.

"Une image blanche un peu orangée qui correspond à la superposition du vert et du rouge /.../ enfin la large auréole violette qui parait un peu plus bleue"

 

Donc, comme critères pratiques :

Chromatisme

Sur une lunette visuelle de qualité, conforme au critère de Sigwick, on peut distinguer ce mélange blanc assez loin dans le défocus extra-focal.

Ca prouve un équilibre suffisant des convergences des rayons de couleur complémentaires qui font ce blanc.

Ceci peut importe la personnalisation du calage voulu par l'opticien. Le chromatisme ne viendra pas gêner en observation astronomique.

Il pourra rester un reliquat "distractif".

Cela ne préjuge pas du piqué de l'instrument.

Si ce n'est pas le cas, ça peut être un lunette dédiée (non générique) ou un défaut du réglage du chromatisme.

 

Aberration sphérique

le bon contraste en monochromatique (ou faible largeur de bande), depuis un petit nombre des anneaux générés jusqu'à un bon nombre (une dizaine) est un bon indicateur du PtV (écart Pic to Valley) de l'aberration sphérique. Si il n'y a pas d'interférence secondaire lors du décompte de 4 anneaux, on a un piqué extra-ordinaire, probablement meilleur que lambda/8 pour cette couleur. Il est difficile de juger mieux de visu, il vaut mieux un Ronchi double passe ppour estimer l/10 ou un masque de Hartmann et/ou des mesures interférométriques se basant là-dessus pour différencier mieux.

L/8 reste excellent 0.95 strehl et plus

 

*** Pour cette 90M, le critère mettrait f/D >10.6, je ne pense pas qu'on puisse distinguer aussi nettement cette séparation avant f/12-13) Ce qui classe cet objectif parmi les R10 à R15 suivant la notation d'Istar Optical ***

Modifié 27 novembre 2021 par lyl

[flywing]

Je suis un débutant, donc ma question est peut-être naïve. Puisque des oculaires avec une surcorrection seront utilisés, cela signifie-t-il qu'une fois que nous aurons ajusté l'objectif de la lunette à une situation plus équilibrée (avec la combinaison de l'objectif et de l'oculaire), l'objectif sera encore légèrement sous-corrigé, mais moins qu'avant l'ajustement ? Merci. J'utilise google translate, j'espère que cela a un sens.

[lyl]

Le 30/11/2021 à 01:12, flywing a dit :

l'objectif sera encore légèrement sous sur-corrigé, mais moins qu'avant

Oui.

 

La sur-correction "normale" est de l'ordre de quelques nanomètres. Historiquement, on prend la référence par rapport à l'invariant couleur humain jaune qui est autour de 573nm. (570-575). Cet invariant est connu depuis le 19eme siècle, à une époque à laquelle la compréhension du mécanisme de perception visuelle était encore méconnu. On mélangeait contraste et perception couleur. Les réglages empiriques ont été ensuite affinés.

 

Suite à une étude de 1955, la sensibilité des récepteurs de l’œil a été déterminée.

Comme le contraste principal est sous contrôle des cônes L et M, il est possible d'estimer une plage de contraste maximal.

En particulier sur la fovéola (2°), la plage descend plus bas, c'est du à une forme et organisation particulière : cônes plus petits et absence de cône S.

La formule d'approximation chromatique de l’œil est expliquée ici : http://www.cvrl.org/

On peut voir que les maximas encadrent des longueurs d'ondes fréquemment utilisées comme référence.

 

C'est une bonne approximation formalisée à la fin du 19eme siècle dans les ateliers d'optique que de dire qu'un bonne chaine optique sur un instrument multi-usage optimise la correction de la résolution d'image de la raie e à environ la raie d pour du visuel. C'est totalement différent en photographie.

La chaîne optique doit donc positionner le minima d'aberration sphérique au mieux pour cette plage.

La perturbation due à l'oculaire est minime dans les f/D qui concerne les réfracteurs vintages.

Zeiss pour ses réfracteurs f/15 a fait le choix de le positionner sur la raie D (589nm) : soit seulement 16nm de sur-correction. Et Zeiss préconisait en relation avec ce choix des oculaires orthoscopiques Abbe pour les forts grossissements. Sous 2mm (maximum 2.5mm) de pupille de sortie, ou 32mm de focale oculaire, on peut y voir une justification.

Dans la pratique, c'est rare que les orthoscopiques aient été utiles au-delà de 25mm de focale.

25 et 32mm en binoculaire, plus pour des raisons de distorsion / coma / couleur latérale / champ plat pour les mesures astrométriques que vraiment l'aberration sphérique, la formule de Kellner est très bien adaptée.

Citation

Die sphärischen Avweichungen bleiben für die D-Line

Ce positionnement peut varier suivant le f/D mais plus précisément de la formule optique.

Pour les réglages : positionner le piqué maximum dans le bas de la plage e-d est tout à fait pertinent.

Le contrôle visuel des images de diffraction, avec l'oculaire dans la chaîne optique, ainsi que le renvoi coudé prisme/miroir, permet de valider le réglage final.

 

Personnellement, je recommande systématiquement l'utilisation d'un renvoi coudé à prisme et je fait mes réglages en lumière Krypton : deux raies à 557nm et 587nm. On est ainsi à peu près sûr que si le réglage est bon sur une image photographique, l'association prisme + oculaire sera très proche vu qu'elles sont antagonistes.

 

prisme BAK4 => légère sur-correction à f/15

oculaire => sous-correction.

 

Des précautions plus grandes sont à prévoir sur des plus grands diamètres ou des usages particuliers (solaire, champ profond, photographie).

Modifié 24 décembre 2021 par lyl
inversion sur-corrigé/sous-corrigé

[lyl]

Comparaison photo & vision.

Un exemple de réglage d'un autofocus suivant l'ouverture de l'objectif : on tient compte du chromatique et de l'aberration sphérique sur un objectif photo moderne (Sigma 50mm f2.8 sur Nikon D700SLR)

A forte ouverture, on s'aperçoit que l'objectif est calé chromatiquement à 500nm dans le bleu : c'est un objectif photo terrestre. Le chromatisme est très faible, on retrouve le diagramme A mis à une échelle différente dans le diagramme C.

Diagramme B : à f/10, son piqué (diagramme central) est excellent sur tout le spectre et sa mise au point presque parfaite.

Sur le diagramme de droite, l'auteur prend en référence la raie jaune ~570nm pour comparer avec l'oeil humain.

 

Une idée de la perte d'acuité suivant le taux de défocalisation :  c'est comme observer une cible à une distance donnée dans le jaune et estimer le ressenti en piqué bleu et en piqué rouge.

Voilà qui devrait calmer quelques personnes sur l'aspect "indispensable" d'utiliser des apochromats en visuel. Autant c'est indispensable pour le capteur photo, autant c'est inutile et du gaspillage en visuel.

0.75 dioptrie correspond à l'acuité du bleu 480nm et 0.5dioptrie au rouge le plus lointain, On est pas si loin que ça du H-alpha.

 

Sur ce vieux diagramme : le réglage chromatique de la fluorite FS80 Takahashi comparé à la Vixen 80M.

Pour rappel, toutes les fluorites ne sont pas apochromatiques mais on va le voir ci-dessous quel est leur avantage dans leur conception : le minima du focus positionné vers 470nm, ce qui n'est pas toujours possible quand on fait un apochromat photo.

Le piqué principal est sensiblement le même, seule la pureté chromatique de l'image diffère en dehors de la bande Oiii-C.

En champ profond par contre, ce défocus négatif entre e et "z" est utile sur la fluorite : il compense partiellement le défaut de l'oeil dans la plage e-Oiii et permet un très beau rendu des nébuleuses en vision mésopique/scotopique.

"z" est le début approximatif de notre zone de très mauvaise perception colorée, combinaison du contraste et de sensibilité : "le trou indigo" entre le bleu pacifique et la sensation de violet.

Note : ce document a déjà servi pour d'autres explications, la partie du bas est un peu inutile ou redondante avec l'explication au-dessus.

Modifié 1 décembre 2021 par lyl

[flywing]

J'ai commencé à m'informer sur l'optique des télescopes (ray tracing, etc.), c'est donc vraiment fascinant de voir les informations que vous avez postées sur la façon dont les yeux humains perçoivent les couleurs et comment cela se rapporte à la conception des télescopes, merci !

[lyl]

Il y a 2 heures, flywing a dit :

les informations que vous avez postées

Sachez que je dois remercier vos compatriotes japonais : les manufacturiers de Scopetech.

A propos des détails de la correction d'aberration sphérique : en m'explicant avec quelle précision ils contrôlaient les optiques.

Et leur obstination à me dire que ça fonctionnait mieux avec les accessoires. (leurs accessoires)

Tout cela a remis en question les bases que j'avais.

Modifié 1 décembre 2021 par lyl

[flywing]

En fait, je ne suis pas japonais (😀,je suis américain), et je suis juste un utilisateur avide de google translate/DeepL afin de pouvoir suivre les discussions sur les télescopes anciens en japonais, français, anglais, etc.🙂

[PEV77]

Le 06/11/2021 à 12:10, lyl a dit :

Sur un achromat, la partie droite du star test est souvent brouillée par le mélange des couleurs (le spectre secondaire).

Donc on utilise comme référence la partie intra-focale. (gauche de l'image).

 

le con ! dire que je me fiais à l'extra-focale...! merci pour ces infos lyl

[lyl]

Vu que j'ai du corriger les posts du sujet...

 

Une précision sur les termes sous-correction et sur-correction de l'aberration sphérique et des objectifs.

 

La définition exacte :

Citation

Une lentille aux rayons de courbure sphériques produit une sphère « sous-corrigée » aberration, définie comme les rayons marginaux focalisant plus près de l'objectif que les rayons paraxiaux.

Sur une lentille simple convergente, toutes les couleurs sont sous-corrigées.

Les rayons passant par le bord convergent plus courts = LSA négative.

sur-corrigé = LSA positive.

spherical-aberration-undercorrection.pdf

Modifié 24 décembre 2021 par lyl

[lyl]

Et cela peut aider pour la compréhension des indications dans les livres et articles.

 

Une précision sur les termes sous-correction et sur-correction du calage chromatique et des objectifs.

 

... Quant à la correction chromatique des achromats, je me réfère au Danjon & Couder, Lunettes et Telescopes de 1935.

§ 37 page 108 et §38 page 111.

L'objectif standard à correction FC (verres crown D508 et flint D332 de Parra-Mantois à cette époque) possède son minima à 552nm mais que pour la blancheur de l'ensemble du disque d'Airy et de l'auréole au pourtour, "la dissimulation du spectre secondaire" est optimale à 575nm".

 

Page 112-113, D&C précise qu'il offre un rendu proche du maxima de luminosité pour l'oeil à 555nm "maximum de clarté pour l'observation des étoiles"

Il enchaine :

"En fait les bons objectifs les moins surcorrigés ont le minimum focal à 0.565um".

Ensuite il écrit que :

"Au contraire, pour étudier les détails de la surface des planètes, dont la lumière est relativement riche en rayons jaunes et rouges, il faut préférer un objectif un peu plus sur-corrigé ou le minimum focal est amené à 0.580um"

Il enchaine sur l'importance multiplicateur de taille du disque d'Airy qu'un objectif de 50cm autour de f/15 présente 3 ou 4 anneaux brillants avec une dispersion du spectre secondaire à 10 fois la taille du disque d'Airy (sans changer la résolution pour les étoiles doubles). Il écrit à propos de la grande lunette de Strasbourg qu'il connait bien.

C'est bien entendu hors dimension pour les "petits" réfracteurs

 

C'est  à la page 114 qu'il parle de filtre jaune clair pour maximiser le contraste et l'on retiendra que les bons objectifs sont sur-corrigés vers 565nm, ce qui correspond à ce que Zeiss avait choisi pour l'objectif E en BK7-F2.

 

Pour conclure. la sur-correction chromatique prend pour référence le doublet FC de Parra-Mantois, De nos jours, on doit prendre un aplanat FC en BK7-F2, crown devant qui est entre 555nm (J-BK7A + J-F2) et 557nm suivant les versions des verres. Ce n'est pas un hasard.

On parlera de sous-correction chromatique si le minima est placé plus dans le bleu-vert, par exemple à 530nm et de sur-correction chromatique si il est placé à 567-575-580 nm.

 

Classification de correction chromatique.

a) Les objectifs dit "terrestre" comme les Nikon f/15 et les Zeiss Kometen Suchen courtes sont sous-corrigés chromatiquement et sous-corrigés pour la LSA, nettement pour la Nikon qui est je pense en F'C', minima focal entre 546 et 555nm.

b) L'astro M80 a destin photo-visuel est une FC assez stricte, très légèrement sur-corrigée. (Dans l'histoire de la compagnie, on note que l'un des patrons d'Astro Tokyo était fan de l'observation lunaire).

c) Les objectifs Zeiss type E et C sont légèrement surcorrigés (565-567)

Probablement que les Vixen "M" sont nettement sur-corrigées, en particulier la 90M qui apparaissait jaune clair, ce n'est pas une combinaison BK7-F2 mais une plus adaptée pour améliorer celà. (l'avantage des deux corrections : clarté et minima focal plus planétaire)

d) La Planet Killer Vixen 80L est probablement une des dernières lunettes de série la plus fortement sur-corrigée, à confirmer pour moi prochainement. Je pense vers 575nm. J'y ai vu un faible liseret bleu profond en lunaire comme l'indique Danjon et Couder et une couleur sur Albireo plus dans le rouge qu'un objectif de type C. Elle n'est pas neutre sur les couleurs d'étoiles comme prédit.

e) La Clavé 150f15 étant fortement surcorrigée (calée à 580nm : dédiée planétaire) tout comme l'Istar 150f15 (peut-être plus forte encore)

Modifié 25 décembre 2021 par lyl

[lyl]

Quelques documents et commentaires.

Star-Testing.pdf

Remarques sur Test Etoiles des réfracteurs

par Roland Christen

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Trouver des anneaux intérieurs/extérieurs identiques dans un achromat est normal. Cela est dû à la nature des aberrations chromatiques, qui concernent toutes les couleurs, sauf vert°, loin de la mise au point, où ils ne peuvent pas interférer avec le modèle de diffraction.

Dans un objectif apo, le rouge, le jaune, le vert et le bleu sont tous très proches de la mise au point, mais pas parfaitement, pas exactement en même temps foyer identique°°.

Ces couleurs ont tendance à interférer parfaitement avec le modèle de diffraction.

Chaque objectif apo que j'ai jamais testé, même ceux qui ont été testés près de 1/20 d'onde PV, se montrent différents à l'intérieur et des schémas d'interférence extérieurs.

C'est normal.

Par contre, j'ai un 8" SCT qui montre parfaitement identique à l'intérieur par rapport à l'extérieur diagrammes de diffraction, mais ne teste que 1/4 d'onde°°°. Le vrai test d'une optique n'est pas tant de savoir comment le diagramme de diffraction regarde en dehors du foyer, plutôt, combien de déchets superflus flottent autour d'une étoile lorsqu'elle est nette. (dans mon 8" SCT il y a pas mal de ça).

Dans un achromat avec une optique parfaite, il y a beaucoup de lumière bleue et rouge floue autour de n'importe quel objet.

Plus brillant que l'objet soit, plus cette lumière interfère avec l'image.

Ce qui sauve les achromats est un ensemble de filtres.+

Celà ne "répare" pas l'aberration chromatique, cela vous permet plutôt de voir l'image en une seule couleur en monochrome très fortement++.

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Si les anneaux extérieurs sont identiques de part et d'autre du foyer, il n'y a pas aberration sphérique importante. Ce que vous voyez dans la différence de contraste sur les bagues intérieures est due à des effets chromatiques.

Utilisez un vert ou un jaune filtre (en fait, utilisez-les tous les deux en même temps) pour isoler le milieu du spectre visible.

Essayez différents oculaires si le réfracteur est plus rapide que f10, vous pouvez voir différents effets de contraste. Plossls et certains Orthos ont tendance à ajouter une sous-correction à l'image. Lorsque vous trouvez l'oculaire qui donne le flou le plus égal images, utilisez-le dans votre observation.

Astuce - oculaire multi-éléments comme les Naglers ont la meilleure correction sphérique pour les optiques rapides.+++

 

Roland Christen, ASTRO-PHYSICS

 

° vert, jaune ou orange suivant les calages.

°° : causé par le sphérochromatisme. L'exemple minimal est pour la Vixen 90M ci-dessus qui montre un début d'interférences secondaires. Ce n'est pas aussi tranché pour les lunettes fluorites. (mais ce n'est pas le sujet ici)

°°° : un SCT n'est pas parfait, les gros SCT à f/10 de Célestron montre des signes de chromatisme et sphérochromatisme, c'est ce qui limite leur taille à 14" et demande déjà des ajustements de mise au point en astrophotographie LRGB.

 

+ : très exagéré, Roland mentionne probablement les optiques à f/10-f/11.

++ : Roland est revenu là-dessus dans des textes plus récents en écrivant sur la bande spectrale utile.

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Il n'a jamais été question pour aucun fabricant de réfracteurs achromatiques d'ériger le diamètre de 6" en standard. Zeiss s'est limité à 5" (60-130mm) pour ce qui est de la correction à f/15. La Zeiss E130, n'était même pas le modèle le plus prisé,

La Zeiss E110 que je connais peut inscrire les spots de 481nm à 705nm dans 25um, elle n'est pas CeF mais plutôt Oiii (495.89nm)-Nii(658.4nm) raies "Nebulium" qu'elle inscrit dans 16um au centre champ.

Elle maintient également un strehl >0.97 de 541 à 597nm quand on fait la mise au point dans le jaune.

Et parmi les tentatives réussies récentes, il ne faut pas oublier la 4" f/12 d'Istar Optical calée FC (c'est la référence du Rutten & van Verooij).

Mais bon, c'est normal Roland est de l'école américaine d'optique terrestre d'après la seconde guerre mondiale. Il prend exemple sur le calage F'C' terrestre.

Ceci dit c'est de l'argumentation commerciale que de réduire les qualités des achromats en verre ordinaire à la largeur de leur plage de correction quand elle reste malgré tout plus large que celle de l'oeil.

Sauf erreur, c'est ça qui compte quand on veut dire que l'instrument est bien fait pour l'usage en "découverte du ciel" par un particulier.

2019 : il y a 2 ans maintenant. En visuel, il descend la limite à 450nm. La vérité ? : la zone Z "indigo" en perception mésopique que tous les constructeurs ED utilisent sans vergogne depuis 40 ans sans le dire, alors qu'avant c'était clairement annoncé.

Quand Roland parle de Fast 6"f9 ED doublet, il fait référence à la première série ED sortie par Meade en 6" : "The white elephant"

Les optiques russes, plus honnête place la plage visuelle entre 440nm et 680nm sans chipoter plus que ça pour leur traitement interférométrique. C'est la marge 130% habituelle russstik 😊

 

+++ : ces deux dernières phrases sont justes et comme je disais plus haut : laisser les Nagler modernes dans le tiroir quand vous tester les optiques vintage.

Modifié 26 décembre 2021 par lyl
changement de référence, taille image

[LH44]

Pour ceux qui sont intéressés de tout lire, la référence du document complet de Roland Christen dont est issu l'extrait montré par Lyl : Color Correction in Refractors (csun.edu)

 

Et l'extrait de la discussion : main@ap-ug.groups.io | Polychromat

Modifié 25 décembre 2021 par LH44