Conception du miroir secondaire.
Un miroir secondaire concave.
Découpe de la pièce optique.
Il est indispensable d'emprisonner le disque entre deux vitres fines, ainsi les inévitables ébréchures de début et de fin de découpes ne se produiront pas sur le futur miroir.
Il sera donc découpé dedans à l'aide de la perceuse sur colonne, d'une scie cloche, du carborundum, de l'eau et un peu patience [3] & [4] ...
Un peu de ce mélange cire/poix est coulé sur une cale martyr, le bloc de verre y sera collé et ne pourra ainsi entrer en rotation [2].
Au bout d'une heure, je me retrouve avec petit disque de verre de 74 mm de diamètre que je décollerai dans un bain d'acétone [5] & [6] .
Un chanfrein en 40" chrono !
Afin que les arrêtes ne sébrèchent pas il est temps de chanfreiner. La méthode que j'utilise est très rapide et produit un chanfrein très régulier.
Il faut impérativement pulvériser de l'eau au point de contact de la bande abrasive pour éviter la poussière de verre dangereuse pour les voies respiratoires, la peau et les yeux.
La pièce optique a été collée au préalable sur un des axes lent de la machine à polir avec un ciment d'opticien (70 pour cent de cire jaune & 30 de poix environ). Un coup sec avec un objet métallique sur le socle en bois permettra de la décoller facilement.
Ce n'est que récemment que j'apprends qu'il est préférable de tailler un si petit miroir dans un diamètre plus grand. Cela me permettra de redimentionner ce secondaire et de changer le grandissement qui devrait se situer aux environs de 6. Le secondaire de 74 mm est donc abandonné, mais la procédure de découpe du 95 se déroule selon la même méthode mais cette fois l'anneau extérieur est conservé.
Le futur secondaire est découpé et est replacé dans l'anneau de verre d'où il provient. Scellé au plâtre et mis en forme ainsi, ce secondaire ne devrait pas présenter le bord rabattu redouté par l'opticien. Une fois la partie centrale sphérique, l'anneau extérieur et son éventuel bord rabattu sera extrait.
Contrairement à la carotte du miroir primaire je cire le sillon ce qui me permet de travailler immédiatement le verre. Le temps de séchage du vernis était trop long.
Le sillon est creusé sur 4 bons millimètres. Ensuite je réchauffe l'ensemble plusieurs fois au four micro-onde 20 secondes, pas plus. Laisser tiédir le bloc quelques minutes, car la température deviendrai très critique en l'exposant en une seule fois. L'eau contenue dans le plâtre s'évapore rapidement. Tant que le disque est chaud, il faut faire fondre de la cire de bougie au fond du sillon. Cela imperméabilise le plâtre et évite que des particules ne viennent rayer la surface lors des courses pratiquées avec les émeries les plus fines ( C400 , W 8 et pour finir W10 )
La courbure de ce disque de 150 mm de diamètre à été réalisées en 3 scéances musclées d'environ 1 h 30 chacune avec du carborundum 80 ( C 80 )
Le réunissage des surfaces outil/miroir avec une dizaine de séchées au corrindon 120 en systématisant l'inversion miroir dessus et miroir dessous à chaque renouvellement d'émerie.
Toujours un dizaine de séchée au cor 180, 6 séchées au C 230 , puis autant au C 400 et pour finir 2 séchées au W 10 une émerie très fine donc les grains font en moyenne 9 microns. L'utilisation du W 10 n'est pas obligatoire et le risque de grippage des plateaux est grand.
Une fois l'outil réalisé, la scéance de polissage peut débuter.
Après 6 heures de polissage, le rayon de courbure est de 455 mm, une mesure 'mécanique' avec le sphéromètre de fortune indiquait, lors de la fin du doucissage, un rayon de 450 mm. Ce sphéromètre rudimentaire, permet donc de donner une mesure du rayon de courbure de cet objectif, ouvert à F/D 2.8, avec une précision inférieure à 3 mm.
Les produits utilisés pour le polissage ont été respectivement : 4 heures au RZ (vitesse rapide) , 1h30 à l'aqualine (vitesse lente), et la dernière 1/2 heure à l'eau.
Le travail laborieux de d'extraction du futur miroir prisonnier dans sa couronne est facilité à l'aide de vinaigre.
Toute cette opération est effectuée par le dos du miroir, et en ayant protégé la face optique.
Au centre de courbure, la coupe du faisceau montre une surface sphérique, douce et sans zonage. Couplée avec la surface parabolique du miroir primaire, cette forme n'a aucune change de donner de bonnes images. Comme nous le montre la simulation optique du logiciel MODAS d'Yvan Krastev , le coefficient de déformation de la surface devra être elliptique, normalement le même travail que pour un paraboloïde de révolution, mais moins longtemps. La parabole a un coefficient de -1, la sphère de 0 et ce miroir secondaire devra se situer à mi-chemin, à - 0.52 (ou 52 �e la parabole)
Ce logiciel me permet de connaître la place de chaque élément.
Two Mirror Telescope Design
Design by Ivan Krastev
Symbol Characteristic Dimension
____________________________________________________________________________
Two Mirror Telescope Design
Design by Ivan Krastev
Symbol Characteristic Dimension
____________________________________________________________________________
D1 Diameter of the Primary Mirror 300.00
F1 Focal Length of the Primary Mirror 1127.00
A1 Focal Ratio of the Primary Mirror 3.76
R1 Radius of Curvature of the Primary Mirror 2254.00
X1 Sagitta of the Primary Mirror 4.9967
E1² Eccentricity at Square of the Primary Mirror 1.000
L1 Linear Field Diameter of the Primary Mirror 7.87
D2a Axial Beam Diameter of the Secondary Mirror 70.27
D2w Clear Aperture Diameter of the Secondary Mirror 79.98
F2 Focal Length of the Secondary Mirror -227.68
R2 Radius of Curvature of the Secondary Mirror -455.36
X2a Sagitta of the Secondary Mirror [D2a] -1.3574
X2w Sagitta of the Secondary Mirror [D2w] -1.7593
E2² Eccentricity at Square of the Secondary Mirror 0.526
D3 Minimum Diameter of Hole in the Primary Mirror 54.26
F Effective Focal Length of the System 7070.00
A Effective Focal Ratio of the System 23.57
L Linear Field Diameter of the System 49.36
Dm Mirror Separation 1390.97
BWD Back Working Distance 265.00
BFL Back Focal Length 1655.97
ODS Object Distance of the Secondary Mirror -263.97
Dfs Diameter of the Front Shield 143.90
Lfs Length of the Front Shield 252.82
Drs Diameter of the Rear Shield 64.61
Lrs Length of the Rear Shield 564.42
Dep Diameter of the Exit Pupil 59.42
Lep Exit Pupil Distance -1400.37
Eab Central Obstruction [D2a/D1] in [� 5.49
E2w Central Obstruction [D2w/D1] in [� 7.11
Efs Central Obstruction [Dfs/D1] in [� 23.01
D1i Diameter of Inoperative Zone of the Primary Mirror 70.27
D2i Diameter of Inoperative Zone of the Secondary Mirror -26.17
q Central Obstruction Ratio -0.23
ß Reciprocal Magnification of the Secondary Mirror -0.20
m Magnification of the Secondary Mirror -6.27
2w Unvignetted Field Angle in Degrees [°] 0.40
____________________________________________________________________________
*** All Dimensions are in Millimeters [mm]!
Seidel Aberration Coefficients
____________________________________________________________________________
SI Coefficient for Spherical Aberration 0.00000
SII Coefficient for Meridional Coma 0.05082
SIII Coefficient for Astigmatism 3.25786
Les retouches utilisées, comme déjà énoncé, proviennent du CTA.
Ci dessous, on peut voir toutes les étapes pour parvenir à ce que tous les faisceaux déterminés par l'écran à échancrure de Couder focalisent au bon endroit, ou du moins, au meilleur endroit possible le long du segment d'aberration longitudinale. Sur ce carnet de retouche, on trouvera donc les interventions efficaces comme les autres, celles qui m'ont fait perdre du temps. En revanche, ces dernières apportent beaucoup en matière d'expérience.
Les colonnes vertes sont les mesures lues sur le palmer, les bleues donnent les écarts relatifs entre zone 1 et 2 (idéalement 0.58 mm) et zone 2 et 3 (idéalement 0.71) et les colonnes jaunes indiquent permettent de visualiser en pourcentage le but à atteindre ( < à 100 �as assez creux, > à 100 �rop creux, = à 100 �erait parfait)
Le premier graphique nous montre le profil de la surface d'onde ainsi que la parabole de la meilleure onde de référence. La plus grande différence entre ces deux courbes nous indique le plus grand défaut. L'amplitude de ce dernier (noté ε) est indiquée en nanomètres (1 nanomètre = 1nm = 1/1000 de micromètre) et en fraction de longueur d'onde (λ). Dans ce cas, nous prenons comme référence la longueur d'onde λ=560nm.
A ce niveau, on note que les défauts sont inférieurs à 125 nanomètres, le critère minimum de Rayleigh est tout juste respecté (1/4 de la longueur d'onde la lumière jaune). Mais avec le niveau d'incertitude de la prise de mesures à l'appareil de foucault, il est à parier que l'on soit en dessous de ce minimum acceptable...
La seconde courbe illustre les aberrations transversales comparées au disque de diffraction. Cette courbe est entièrement contenue entre les limites ρ et -ρ (critère de Couder) quand tous les rayons issus du miroir sont dirigés vers l'intérieur de la tâche de diffraction. Et là, le miroir ne satisfait pas encore à cette exigence.
Le travail de retouches doit continuer.
En travaux... la suite prochainement.
