Tutoriel: Le laser de collimation

Bonjour,

Il s'agit de montrer en images ce que j'explique souvent à propos de la collimation au laser et qui va à l'encontre d'a priori sur le sujet.

J'ai proposé de faire un petit tuto et comme on me l'a demandé, le voici !

La technique classique

La méthode classique décrite par les manuels ou les forums, demande d'installer son laser dans le porte oculaire (PO) soigneusement, de l'allumer, puis, en manipulant les vis du miroir secondaire, de centrer le point rouge dans l'œillet central du miroir primaire. Une fois bien au centre on règle le retour du laser sur le petit écran du laser incliné à 45°, avec les vis de collimation du miroir primaire.

C'est une méthode très acceptable, confortable et qui permet de réaliser une bonne collimation.

Je lis très souvent qu'il faut régler son laser, c'est à dire le collimater lui-même. Pourquoi pas mais il faut savoir que même un laser "faussé" (légèrement décollimaté) permettra une aussi bonne collimation.

En gros régler son laser ne sert à rien pour la qualité, sauf s'il est exagérément déréglé, par contre ça simplifiera les manips.

Il ne peut y avoir, comme seul défaut dû au "mauvais laser", qu'un déréglage du miroir secondaire qui n'influe pas sur la qualité de l'image, sauf cas extrême (lire les tolérances ici). Le miroir primaire sera bien réglé et c'est cela qui compte.

Si on rajoute les difficultés à positionner correctement le laser dans un PO, on arrive très souvent à dérégler le miroir secondaire, même avec un outil laser bien collimaté. Et cela d'autant plus qu'on répète l'opération à chaque collimation.

Il est important pour comprendre que la collimation d'un télescope à deux étapes bien distinctes : le réglage du secondaire et celui du primaire.

L'influence respective de ces deux réglages est très différente.

- Le réglage du secondaire concerne l'illumination de l'image (càd le centrage du champ de pleine lumière sur le centre optique) et l'homogénéité de la mise au point entre bords et centre du champ. Et faut vraiment qu'un secondaire soit bien déréglé pour le sentir à l'oculaire.

- Le réglage du primaire, lui, est crucial pour la qualité, il doit impérativement être contrôlé à chaque sortie d'instrument. Ce réglage centre la zone de moindre coma dans le champ.

Comprenant cela, en utilisant cette première méthode "classique", on accepte de dérégler son secondaire ; la manipulation du secondaire en faisant confiance à l'outil laser qui peut être légèrement faussé, avec un montage et serrage du laser dans le PO qui possède obligatoirement un jeu, conduit toujours à le dérégler plus ou moins.

Mais répétons le : ce n'est pas si important, c'est très acceptable.

Sauf pour celui qui désire conserver son réglage du secondaire pour lequel il a passé du temps. Ou encore pour l'astrophotographe qui doit conserver un champ de pleine lumière bien centré sur le centre optique. Ou enfin pour l'amateur de grand champ extrême qui risque d'être plus sensible à ce champ de pleine lumière...

Une alternative intéressante

Alors il existe une procédure toute simple qui consiste à ne pas toucher au miroir secondaire, qui sera réglé une fois pour toute avec un simple œilleton.

L'avantage est simplement d'éviter de le dérégler à chaque collimation, c'est tout, rien d'autre.

Cette variante ne fait pas mieux pour la qualité de l'image mais permet de s'affranchir de tout défaut du laser, du porte oculaire et du montage du laser dans le porte oculaire.

Alors la voici...

Tout d'abord régler son secondaire.

Les cercles bleu et rose doivent être bien concentrique (vis centrale du secondaire). Puis avec les 3 vis de réglage du secondaire (jouent sur l'orientation) faire en sorte de voir les pattes de retenue du miroir primaire dans les mêmes proportions.

On s'arrête là les cercle rouges et jaune ne nous intéressent pas ici.

Ce réglage du secondaire ne doit plus être touché (on serre bien les vis).

La collimation du primaire peut commencer et doit se faire (se contrôler du moins) à chaque sortie d'instrument.

On commence par placer son laser dans le PO sans précaution particulière.

Puis on l'allume.

Il ne "tombe" pas nécessairement au centre de l'œillet.

Sans toucher aux vis du secondaire on va titiller le laser dans le PO pour que ce point rouge aille bien au centre de l'œillet.

De là faut s'assurer que le laser ne bouge plus, reste le classique réglage du retour par les vis du primaire.

Le point rouge doit retourner dans son trou de départ.

Voilà avec un peu d'entrainement on est aussi rapide en titillant manuellement qu'en utilisant les vis du secondaire et on évite de dérégler ce dernier. Ici un laser bien réglé apportera du confort dans les manipulations mais rien sur la qualité finale du réglage. Pour rendre un peu caoutchouteux le mouvement du laser, on peut utiliser un peu de scotch sur le coulant du laser, ça aide à ce qu'il tienne sa position une fois titillé.

Le laser barlowté

L'idée c'est de ne plus avoir à viser le centre de l'œillet. On gagne encore donc en tranquillité en supprimant toute incertitude / petite erreur de centrage dans l'œillet. Surtout qu'ici ça concerne le réglage du primaire donc la qualité de l'image.

Mais on gagne encore plus en confort si on considère l'alternative qui consistait à titiller manuellement le laser car c'était sa seule et unique tracasserie.

Quand le laser est monté sur une barlow son faisceau s'étale et vient éclairer l'œillet sur une large zone. On ne cherchera pas à centrer cette zone sur l'œillet. Ici ça ne sert strictement à rien.

Voici mon laser monté sur une Celestron 2x :

Et voici ce que donne l'étalement du faisceau au niveau de l'oeillet :

Tout mon œillet triangulaire est éclairé. On peut commencer à comprendre que seule la lumière tombant sur la partie réfléchissante du miroir sera renvoyée (le triangle percé apparaîtra comme une ombre).

On ne voit pas toujours bien cette ombre d'œillet sur le petit écran à 45° du laser. Il est préférable de faire une première collimation sans barlow ; en effet la zone centrale est zoomée, ça sera plus simple pour se situer ensuite dans ce que l'on voit avec la barlow. Également de faire ça dans un endroit un peu sombre. En touchant les vis du primaire on fait défiler l'ombre de l’œillet sur l'écran à 45° du laser, suffit de centrer cette ombre et c'est gagné.

De façon pédagogique on peut construire un outil ; une cible percé d'un trou, pour laisser passer le faisceau allant vers le primaire.

J'ai fait ça en 2min sous Word et l'ai imprimé sur du papier photo pour son côté résistant.

Il faut alors le placer (en le tenant à la main) à l'entrée du PO ; ce qui est peu pratique avec un tube fermé. Mais peut devenir très intéressant si installé dans un passe-filtre sur un gros dobson serrurier ; on peut être au cul du télescope et manipuler les vis du primaire tout en contrôlant cette écran maintenu par un passe-filtre.

Voilà ce que ça donne :

Il suffit ensuite de régler avec les vis du primaire le centrage de l'ombre de l'œillet sur le trou de l'écran. (Les cercles concentriques imprimés aident à la tache).

Chez moi l'œillet est un triangle ça ne change pas l'affaire ; ici on voit que la collimation n'est pas au top : un sommet du triangle dépasse plus que les autres des cercles concentriques imprimés.

Pour placer cet écran c'est assez simple car si on se trompe, le trou n'est plus centré dans le PO et le faisceau laser est bloqué par l'écran puisqu'il ne tombe plus dans le trou. Aussi vous n'avez le retour de l'ombre de l'œillet que si vous êtes bien positionné ; c'est auto-contrôlé !

Mais enfin en pratique ça ne pourra intéresser que certains d'entre nous qui n'ont pas de tube plein et qui bricoleront un système pour fixer cet écran à l'entrée du PO lors des collimation. Cet outil est très pédagogique, je recommande de l'essayer même à ceux qui ne l'utiliseront pas.

Changeons de barlow...

Le laser powermaté

L'idée c'est de ne pas trop étaler le faisceau du laser pour avoir un retour bien lumineux et visible sur l'écran à 45° du laser.

Ce que l'on obtient avec la Powermate 4x. La 2,5x ne donne pas de bons résultats sur mon tube court (300 f/4) mais fonctionne bien sur une focale plus longue (type 400 f/4,5). Au final faut tester, peut-être d'autres barlows fonctionneront mieux. Ça dépend de votre focale instrumentale puisque plus le faisceau parcourt de distance plus il sera étalé.

Le montage rien d'extraordinaire :

Ce que donne l'étalement du faisceau :

Notez que la zone couverte est bien plus petite qu'avec la Celestron 2x. De même on ne se tracasse pas pour centrer la lumière, même si ici il m'arrive de titiller un peu le laser pour plus ou moins centrer l'éclairage... Mais sans avoir besoin de s'appliquer.

Voici ce que l'on récupère sur le petit écran du laser :

Il s'agit en réalité uniquement de la partie centrale de l'œillet qui est réfléchie. Le reste étant en-dehors du champ de l'écran. Pensez donc à faire une première collimation "classique" et rapide si votre instrument est à l'ouest, car là on est zoomé sur le centre de l’œillet en quelque sorte. On peut arriver à faire défiler l'ombre de l'œillet (mon triangle) sur l'écran avec les vis de collimation. Bon mais le but du jeu c'est de centrer les anneaux d'interférence dû au petit trou central de l’œillet (heureusement qu'ils sont là, c'est une aide précieuse).

Alors voila avec un chouia de tour sur une vis du primaire :

Au final ici la collimation est une partie de plaisir, plus aucune erreur possible, toute incertitude, approximation est éliminée (surtout celle sur le centrage du spot dans l'œillet puisqu'elle touche à la collimation du primaire) seule reste* le retour du faisceau à centrer et c'est encore plus précis avec des anneaux concentriques sur une zone grossie (4~5x chez moi) correspondant au centre de l’œillet !

Espérant avoir apporté des pistes, des idées et surtout combattu les a priori sur les lasers faussés...

Bon réglages...

* reste également à s'assurer du centrage parfait de l’œillet sur le miroir primaire ; car tout dépend de lui ! N'hésitez pas à démonter le primaire, prendre une règle graduée et vérifier très précisément ce centrage.

Vincent