Comment se fabriquer un objectif compatible UV ?

[FroggySeven]

Ben ce n'est pas totalement surprenant qu'il ait fait un occulaire plus ou moins achromatique par hasard parmi des dizaines 

PS : joyeux Noël à tous  !

[balfly]

Bonsoir

Je pense que je me suis mal fait comprendre,
je ne parle pas d'oculaires,
je dis que si on a 2 lentilles de même verre, il est possible de les assembler de sorte
que l'image qu'elles donnent d'un objet n'ait pas d'aberration chromatique (en théorie, donc peu en pratique).
C'est un calcul très simple (voire simpliste) basé sur la distance focale équivalente de l'association de 2 lentilles minces et l'influence sur celle-ci de la dispersion du verre,
c'est un calcul qui se fait en deux lignes.
Ma participation avait juste un but pragmatique : FroggySeven a 2 lentilles en silice, il se pose des question d'aberration chromatiques,
je lui signale une solution possible.
Il ne s'agit pas de chromatisme apparent, me semble-t-il.

Pour le nom de la méthode, je ne l'ai pas retrouvé, j'ai donné le nom d'Huygens qui m'a semblé logique.
Quel nom faudrait-il lui donner ?

Cordialement

[seba]

Comme tu avais parlé de Huygens et qu'on connaît son oculaire qui justement peut être corrigé du chromatisme apparent, j'avais fait le lien.
Par contre la méthode que tu donnes m'étonne, je n'ai jamais vu ça nulle part et ne connait aucun objectif de cette sorte.

[balfly]

Bonsoir Seba

Claude Gabriel en parle (chercher "claude gabriel aberration chromatique" sur Goo, c'est page 36 du poly) et il n'est pas le seul.
Comme je le disais dans mon premier post ce n'est pas très performant à priori mais pour l'usage dont il est question ici cela peut représenter un progrès essentiel.

Cordialement

[seba]

Oui je vois.
Je n'ai pas compris comment il passe à la formule qu'on voit à la fin de la page 36.
Ce qui me semble un peu louche, c'est qu'ensuite il donne en exemple d'application l'oculaire de Huygens, certes corrigé du chromatisme de grandeur, mais pas du tout du chromatisme longitudinal (ce qui pour un oculaire n'est pas gênant).

[seba]

Dans cette page il y a une démonstration assez détaillée (je n'ai pas fait l'effort de tout comprendre).
Il est bien précisé que la lumière blanche reste décomposée mais que les rayons des différentes couleurs ont des trajets parallèles à la sortie, ce qui est une condition suffisante pour corriger le chromatisme de grandeur apparente.

http://serge.bertorello.free.fr/optique/dispoagr/pch.html

[balfly]

Bonsoir Seba

Pour la question du chromatisme longitudinal j'ai creusé la question.
J'ai d'abord fait le calcul du déplacement du foyer de l'ensemble lorsque la longueur d'onde lambda varie et que la condition e = (f1+f2)/2 est vérifiée et j'ai trouvé qu'il n'est pas nul.
Ce ne peut être dû qu'au déplacement du plan principal image puisque la distance focale ne varie pas.
Ceci a pour conséquence qu'il subsiste un chromatisme longitudinal, nous sommes d'accord sur ce point.
Mais le point fort qui ressort de mon calcul est que j'ai trouvé que le déplacement du plan principal image (donc du foyer image) divisé par la distance focale équivalente est sensiblement inférieur à ce qu'il serait en absence de correction (donc avec une seule lentille), il est divisé par un nombre plus grand que 2, typiquement 3 (plus précisément ce coefficient vaut 2 f1 / (f1-f2)).
Ceci veut dire que l'aberration chromatique longitudinale qui subsiste est réduite grâce à la correction.
Cette correction est moins performante que la correction classique, mais c'est la seule possible avec 2 lentilles en silice.

Cordialement

[seba]

OK c'est possible, je ne sais pas le calculer.
Cependant c'est une possibilité qui n'est jamais mentionnée.
Ni, à ma connaissance, jamais exploitée, y compris avant la découverte de l'achromatisation.
En tout cas dans tout ce que j'ai pu lire.

[balfly]

Rebonsoir Seba

L'oculaire d'Huygens n'est-il pas dans ce cas ?
Tout dépend de la façon dont on le présente.
Je suis tombé hier sur un commentaire de ses écrits, je pense qu'il faut être prudent dans ses affirmations.

Pour trouver de la littérature sur cet aspect de la correction achromatique il faudrait peut-être chercher dans le domaine qui traite de l'UV ?

Cordialement

[seba]

L'oculaire de Huygens, ce qu'on peut en lire, c'est qu'il a été un progrès en ce qui concerne le champ et que dans les combinaisons 3-2-1 ou 4-3-2 il est corrigé du chromatisme apparent.
Qu'il n'est pas corrigé du chromatisme longitudinal, sans que ce soit quantifié; que cette aberration n'est pas très importante pour un oculaire.

[seba]

Pour la correction du chromatisme des objectifs UV : c'est évoqué dans deux bouquins que je possède.
On peut y lire que les matériaux utilisables sont rares (essentiellement silice fondue et fluorine).
Que les deux matériaux sus-cités permettent de réaliser un objectif achromatique.
Que les objectifs UV réalisés avec un seul matériau sont destinés à être utilisés avec une source monochromatique (objectif de stepper par exemple).
Et que si possible l'utilisation de miroirs est préférable.

[FroggySeven]

le soucis, c'est que les systèmes à miroirs nécessitent des correcteurs à lentilles pour la photo

... à l'exception notable des Ritchey-Chrétien (mais qui ont des focales très très longue).

Encore plus curieux du coup de tester mon dublet UV quand je le receverai !!!

[seba]

Les miroirs ont plusieurs avantages : pas de chromatisme, domaine spectral étendu.
Et aussi des inconvénients : généralement il y a une obstruction, champ assez réduit, bafflage compliqué.
Les combinaison à 2 miroirs sont variées : Ritchey-Chrétien, Cassegrain, Gregory, Schwarzschild, Dall-Kirkham...
Il existe des objectifs de Schwarzschild pour la microscopie, d'ailleurs conseillés pour les UV (Edmund Optics en vend).
Enfin il existe des systèmes à 3 ou 4 miroirs, ou/et hors d'axe (sans obstruction) mais ce sont des objectifs très spécialisés ou des réalisations uniques.
Il faut signaler aussi cet appareil, de Wolcott, muni d'un seul miroir, très ouvert.
Il a été fabriqué avant l'objectif de Petzval.
Comme son objectif était bien plus lumineux que tout ce qui existait alors, il a pu ouvrir le premier studio de portraits au monde.

[azzaizzo]

De temps en temps on peut trouver sur la baie un Meta Makowsky Katoptaron TS E 1: 8/500 mm", qui se compose uniquement de miroirs, il est identique au "Goema Katoptar TS 1: 8 / 500mm E (aussi sous le nom de Telespect 11/500.
A+

[seba]

De temps en temps on peut trouver sur la baie un Meta Makowsky Katoptaron TS E 1: 8/500 mm", qui se compose uniquement de miroirs, il est identique au "Goema Katoptar TS 1: 8 / 500mm E (aussi sous le nom de Telespect 11/500.

Tiens en plus c'est un hors-d'axe (pas d'obstruction).
Je me demande bien comme il est fabriqué, en principe le miroir primaire devrait être une surface qui n'est pas de révolution.

[CliClaqueux]

Et voir les lentilles en goutte d'eau avec des membranes qui laisserais passer l'UV ?

[balfly]

Bonsoir Seba

Je persiste sur le fait que la correction "d'Huygens" corrige aussi notablement le chromatisme longitudinal,
le pdf que je mets en pièce jointe montre mon calcul.
(je ne suis pas sûr que quelqu'un le lira mais je ne peux rien faire de plus).
Je suis d'accord sur le fait que ceci ne change rien à l'Histoire, on a trouvé mieux, même pour l'UV.
Mais pour celui qui n'a que 2 lentilles en silice ?

Cordialement

[seba]

OK je te fais confiance, de toute façon je ne sais pas vérifier tes calculs (j'ai tout lu).
Je n'ai jamais su poser ou résoudre une équation différentielle.
Donc à essayer, mais avec deux lentilles en silice à mon avis ça va être difficile de faire la part des choses car les autres aberrations vont sans doute être prédominantes.

[FroggySeven]

il y a plein de combinaisons à deux miroirs... mais beaucoup ne plus sont correctes, en particulier en photo (contrainte de l'aplanétisme), dès qu'on s'éloigne à peine du centre du cercle image...
... si on ne les corrige pas avec des lentilles (sauf Ritchey-Chretien en théorie... mais en pratique on fait aussi des correcteurs pour RC !).

Meta Makowsky Katoptaron TS E 1: 8/500 mm : incroyable ces objectifs hors axe. ça doit coûter bonbon de faire un miroir concave qui n'accepte pas de symétrie de révolution.

L'appareil de Wolcott fait un peu penser à certains rare télescopes Newton sans secondaire dédiés à la photo numérique (capteur face au miroir),
et beaucoup à la chambre de Schmidt (particularité de la marque Célestron de transformation de ses Schmidt-Cassegrain,
qui porte le nom commercial d'  "hyperstar").

Excellent l'histoire de Petzval !

Lentille en eau : pourquoi pas, avec deux ménisques collés, pour faire des grosses lentilles pas cher qui laissent assez bien passer les UV  !
mais bon... si c'est juste pour l'amusette, une petite lentille en silice fondue, ça ne coûte pas très cher (voir en verre nora non traité UV assez fine).

J'ai reçu mes lentilles et mon filtre UV !!!  Je ne peux pas me pencher dessus avant 15 jours,
mais j'ai fait un essai rapide sur une feuille de papier. Dans le visible, ça fait une jolie petite image d'un ou deux cm de diamètre comme n'importe quelle lentille.
Bref, comme on pouvait s'y attendre, l'achat d'une petite lentille UV donne un résultat certainement bien plus adapté à un petit capteur qu'une chambre noire.
En revanche, déception sur le filtre, qui est très clair et rose... Une coupure à 400nm, même franche, c'est trop haut :-(

Chez Edmund optque, c'est ce qu'il y avait de plus près de l'UV en filtre passe bas.
En fait, si on veut vraiment observer les UV, il vaut peut-etre mieux un filtre passe bande (genre 350-380nm).

[balfly]

Rebonsoir Seba

Merci de la réponse.
Ce serait mieux que mes calculs soient contrôlés.
Je ne crois pas qu'il y ait d'erreur bête de calcul, j'ai refait tout le calcul en rédigeant.
Mais on n'est jamais sûr qu'il n'y a pas un défaut à la base et là ce n'est pas en refaisant le même calcul qu'on le détecte.

Au sujet des autres aberrations des lentilles en silice, c'est sûr qu'il y a un risque qu'elles prédominent.
Ceci dit en réfléchissant à la question, sans cependant faire de calculs, j'ai l'impression que cette disposition "à la Huygens" peut produire une aberration sphérique plus faible que pour une seule lentille.
Donc au centre du champ ce serait peut-être pas si mauvais.
De toutes façons dans l'UV il risque d'être difficile de faire la différence entre aberration sphérique et chromatisme.

Je pense qu'à l'occasion je ferai une simulation informatique avec tracé des rayons pour analyser cela.

Cordialement

[balfly]

Bonsoir Seba

En faisant une simulation informatique avec tracé des rayons j'ai trouvé qu'il y avait un écart sensible avec le calcul que j'ai fait.
Après pas mal de cogitations j'ai fini par trouver l'erreur, qui est dans mon calcul (c'est le "défaut à la base" dont je parlais).
L'erreur provenait du fait qu'à la fin je prenais la différentielle d'une expression inadaptée.
Le résultat que j'obtiens (pdf en pièce jointe) est cohérent avec le tracé des rayons, je pense que cette fois c'est bon.
Le résultat est que la correction de Huygens apporte une légère amélioration de l'aberration chromatique longitudinale (multiplication par 2/3 typiquement).
Il reste bien sûr que l'aberration chromatique apparente est bien corrigée.

J'ai fait rapidement un test sur l'aberration sphérique, le montage de Huygens apporte une légère dégradation, ce qui confirme le fait que l'aberration chromatique ne sera probablement pas un problème et que l'utilisation d'une 2ème lentille en silice n'apporte pas d'amélioration. Mon intuition de départ n'est pas fondée.

Cordialement

[FroggySeven]

ça a l'air sympa vos trucs    'faut vraiment que je me fasse un petit programme pour ça...

[seba]

Bonsoir Seba

En faisant une simulation informatique avec tracé des rayons j'ai trouvé qu'il y avait un écart sensible avec le calcul que j'ai fait.
Après pas mal de cogitations j'ai fini par trouver l'erreur, qui est dans mon calcul (c'est le "défaut à la base" dont je parlais).
L'erreur provenait du fait qu'à la fin je prenais la différentielle d'une expression inadaptée.
Le résultat que j'obtiens (pdf en pièce jointe) est cohérent avec le tracé des rayons, je pense que cette fois c'est bon.
Le résultat est que la correction de Huygens apporte une légère amélioration de l'aberration chromatique longitudinale (multiplication par 2/3 typiquement).
Il reste bien sûr que l'aberration chromatique apparente est bien corrigée.

J'ai fait rapidement un test sur l'aberration sphérique, le montage de Huygens apporte une légère dégradation, ce qui confirme le fait que l'aberration chromatique ne sera probablement pas un problème et que l'utilisation d'une 2ème lentille en silice n'apporte pas d'amélioration. Mon intuition de départ n'est pas fondée.

Cordialement

OK, merci pour ces précisions.