Observation de la lumière diffusée par le micromamelonnage visible à la surface d'un miroir astronomique (polissage industriel réalisé à Taiwan). Comparaison photographique entre strioscopie et contraste de phase.
L'optique testée est un miroir parabolique aluminé
(tout neuf) de 304 mm de diamètre en BK7, épaisseur 38 mm au
bord, de longueur focale 1508 mm, équipant un télescope Dobson
du commerce.
Analysé au test de Foucault, ce miroir présente
une forme parabolique régulière et un bon lambda. En ce qui
concerne l'état de surface, la surface montre de nombreuses traces
de l'outil ayant servi au polissage.
Ci-dessus, cliquez pour agrandir les images faites au test de
Foucault
Ci-dessus, les mêmes images avec une netteté accentuée.
Cette image traitée montre bien le micromamelonnage que l'on observe
au contraste de phase (photos ci-dessous)
Ci-dessus, comparaison entre l'aspect au Foucault et au contraste
de phase.
Cliquez pour agrandir et faire "clignoter" en faisant successivement entrer
et sortir la souris de l'image.
Au contraste de phase, la rugosité du miroir est bien visible.
La couronne extérieure présente une rugosité plus importante
que la partie centrale.
Enfin, en otant la fente et en éclairant le miroir directement
à l'aide de la fibre optique (diamètre 4 mm et source 150 W),
on place l'appareil photo juste à côté de l'image lumineuse
réflechie par le miroir. On observe alors la diffusion de la lumière
par la surface. Attention le miroir est aluminé et le reflet est
intense, il faut veiller à ne pas mettre l'oeil dans le faisceau car
il est éblouissant et cela pourrait être dangereux pour les
yeux !
Ci-dessous, voici trois images réalisées en plaçant
l'appareil photo dans des positions différentes par rapport à
l'axe optique du miroir. Toute la diffusion n'apparaît pas car l'appareil
photo est placé à 2 cm de l'axe optique, d'un seul côté
du reflet. Pour reconstituer toute la surface, il faudrait réaliser
de nombreux clichés en plaçant l'appareil photo tout autour
de l'axe optique. Mais même incomplète, cette cartographie de
la diffusion montre deux choses :
Cliquez pour agrandir l'image et lire les commentaires
Ci-dessous, vous pouvez comparer chaque cliché individuellement
avec l'image au contraste de phase. Pour faire clignoter, bougez la souris
près du borde l'image et vous verrez se superposer les défauts
En ce qui concerne l'intensité lumineuse des structures
visibles à la surface du miroir, la source a d'abord été
photographiée de face (appareil photo dans l'axe optique, capteur
ébloui et temps de pose automatique) au 1/2000 s à F/10,3 (image
de gauche ci-dessous). L'image du milieu montre la diffusion lumineuse à
côté du reflet éblouissant et a été posée
1/8 s à F/5,1.
Le rapport des temps de pose est 2000/8 = 250
Le rapport des ouvertures est (10,3 / 5,1 ) au carré = 4
Le rapport total est 250 x 4 = 1000
Cette valeur indique-t-elle l'ordre de grandeur de la diffusion lumineuse
par le miroir ?
Sachant que l'appareil photo était placé à 2 cm de l'axe
optique, il est fort probable que cette diffusion augmente lorsqu'on s'en
rapproche.
D'autres manips seront réalisées en améliorant
le montage, notamment pour diminuer la lumière parasite qui entre
dans l'appareil photo lors des longs temps de pose
Conclusion ?
Quelle est la contribution de cette diffusion lumineuse dans les
images à l'oculaire ? Peut-on calculer l'intensité du fond
de ciel dans un instrument qui diffuse 1/1000 de la lumière qu'il
reçoit ?
Beaucoup de questions auxquelles il faudra répondre...
Mais une chose est sure : le micromamelonnage, lorsqu'il est important,
diffuse une quantité non négligeable de lumière hors
de l'axe optique. Cette diffusion peut être observée avec des
moyens faciles à mettre en oeuvre (source lumineuse intense placée
au centre de courbure) ne nécessitéant aucun appareillage optique.
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