AiryLab. 12 impasse de la Cour, 83560 Vinon sur Verdon Rapport de mesure Référence : 2012-03001 FJ Référence 2012-03001 Client Airylab Date 10/01/2012 Type d'optique Lunette Apochromat Opérateur FJ Fabricant Skywatcher Procédure de mesure RF-DP Nom/modèle 150APO Esprit Haso HA-4333 S/N 11-1-4 LIP LI-1028 Objectif(s) MOD32-6.4 Longueur d onde Miroir RS-530 473 Incertitude PTV 5,45nm Termes d'aberration pris en compte dans les résultats Incertitude RMS 0,54nm Tilt X Interpolation X2 Tilt Y Mode Zonal + modal Focus référence Oui Astig 0 Mesures moyennées 400 Astig 45 Double passage Oui Coma 0 température 26 Coma 90 Sous pupilles - Sphérique Conjugaison de pupille Oui 543 635 805 Essais réalisés Centrage sur l'axe (1) Mesure sur l'axe Mesure chromatisme Mesure sur mécanique Alignement optique («collimation») Mesure dans le champ Courbure de champ Système correcteur Conjugaison RR Oui Oui Oui Non Oui Oui Oui Foyer (1) : RR rétroréflexion laser HENE, RA réduction des aberrations de champ. Page 1
Sommaire 1 Données théoriques... 3 2 Mesure sur l axe optique... 4 2.1 Mesure à 635nm... 4 2.1.1 Front d onde... 4 2.1.2 Fonction de transfert de modulation... 5 2.1.3 Réponse en percussion... 5 2.1.4 Décomposition de Zernike... 6 2.2 Mesure à 543nm... 7 2.2.1 Front d onde... 7 2.2.2 MTF... 8 2.2.3 Réponse en percussion... 8 2.2.4 Décomposition de Zernike... 9 2.2.5 WFE sans astigmatisme de 3eme ordre... 10 2.2.6 Front d onde résiduel sans les 33 premiers termes de Zernike... 10 2.3 Mesure à 473nm... 11 2.3.1 Front d onde... 11 2.3.2 Polynôme de Zernike... 11 2.4 Chromatisme... 12 2.4.1 Décalage des meilleurs foci sur l axe... 12 2.4.2 Sphérochromatisme... 12 3 Mesure avec correcteur... 14 3.1 Mesure à 635nm... 15 3.1.1 Front d onde... 15 3.2 Mesure à 543nm... 16 3.2.1 Front d onde... 16 3.3 Mesure à 473nm... 17 3.3.1 Front d onde... 17 3.4 Mesure dans le champ à 635nm... 18 3.4.1 Courbure de champ... 18 3.4.2 Spot diagram... 19 3.4.3 Taille de la PSF avec correcteur... 20 3.5 Evolution de l aberration sphérique de 3eme ordre... 14 Page 2
1 Données théoriques Focale : 1050mm. Pupille mesurée : 150mm. Nombre d ouverture : 7 Diamètre théorique de la tâche de diffraction : Focale 1050 Diamètre 150 Longueur d'onde Taille PSF µm 635 10,85 543 9,27 473 8,08 Fréquences théoriques de coupure de la fonction de transfert de modulation (MTF) en cycles/mm Focale 1050 Diamètre 150 Longueur d'onde Coupure 635 224,97 543 263,09 473 302,02 Note : ces informations sont théoriques et permettent de recouper les résultats des mesures. Page 3
2 Mesure sur l axe optique 2.1 Mesure à 635nm 2.1.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,763 Note : un astigmatisme de 3eme ordre est présent. Il est probablement du à un mauvais alignement des lentilles entre elles comme le montre la rétro-réflexion d un laser HENE. Page 4
Sans cet astigmatisme la WFE serait la suivante : 2.1.2 Fonction de transfert de modulation MTF parfaite en bleu 2.1.3 Réponse en percussion Page 5
2.1.4 Décomposition de Zernike Page 6
2.2 Mesure à 543nm 2.2.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,873 Page 7
2.2.2 MTF 2.2.3 Réponse en percussion Page 8
2.2.4 Décomposition de Zernike Page 9
2.2.5 WFE sans astigmatisme de 3eme ordre 2.2.6 Front d onde résiduel sans les 33 premiers termes de Zernike Page 10
2.3 Mesure à 473nm 2.3.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,761 2.3.2 Polynôme de Zernike Page 11
2.4 Chromatisme 2.4.1 Décalage des meilleurs foci sur l axe Rouge 635 nm 0 µm Vert 543 nm 0 µm Bleu 473 nm -10 µm 2.4.2 Sphérochromatisme Base de calcul : aberration sphérique 3eme, 5eme et 7eme ordre. 76 51 26 1-0,5000-0,4000-0,3000-0,2000-0,1000 0,0000 0,1000 Chromatisme longitudinal, Unités mm Page 12
4,00E-02 3,00E-02 2,00E-02 1,00E-02 0,00E+00-1 -0,5 0 0,5 1-1,00E-02-2,00E-02-3,00E-02-4,00E-02 Chromatisme transverse, Unités mm Page 13
2.5 Evolution de l aberration sphérique de 3eme ordre 50 40 30 20 10 0-10 473 523 573 623-20 -30-40 -50-60 Référence : 2012-03001 FJ Aberration sphérique 3eme ordre en nm en fonction de la longueur d onde en nm Page 14
Fin du document. 3 Mesure avec correcteur 3.1 Mesure à 635nm 3.1.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,667 Page 15
3.2 Mesure à 543nm 3.2.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,817 Page 16
3.3 Mesure à 473nm 3.3.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,870 Page 17
3.4 Mesure dans le champ à 635nm 3.4.1 Courbure de champ avec correcteur Mesure de 0 à 21mm Cercle de pleine lumière : >42 mm Rayon de courbure de Petzval mesuré : 630mm Décalage du point à 21mm de l axe : 383 µm 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 Page 18
3.4.2 Spot diagram Le cercle représente la taille théorique de la tâche de diffraction. Les points verts représentent les rayons marginaux (extérieur de la pupille), les bleus les rayons paraxiaux (proche de l axe optique). Les spot diagrams dans le champ sont donnés sans prendre en compte la courbure de champ à gauche (cas d une utilisation avec un oculaire), et avec la défocalisation due à la courbure de champ à droite (cas d une utilisation avec un film/capteur plan). Sur l axe 6mm Focalisé / défocalisé Page 19
12mm Focalisé / défocalisé 21mm Focalisé / défocalisé 3.4.3 Taille de la PSF avec correcteur Page 20
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 Taille de la PSF en µm par rapport à la distance à l axe en mm Page 21