AiryLab. 12 impasse de la Cour, 83560 Vinon sur Verdon Rapport de mesure Référence : 2011-40001 FJ Référence 2011-40001 Client xxx Date 28/09/2011 et 28/03/2012 Type d'optique Lunette Apochromat Opérateur FJ Fabricant Takahashi Procédure de mesure RF-DP Nom/modèle TOA130NF Haso HA-4333 S/N xxx 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 / 20 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... 4 2 Mesure sur l axe optique... 5 2.1 Mesure à 635nm... 5 2.1.1 Front d onde... 5 2.1.2 Fonction de transfert de modulation... 5 2.1.3 Réponse en percussion... 6 2.1.4 Décomposition de Zernike... 6 2.1.5 Front d onde résiduel après retrait des 33 termes de Zernike... 7 2.1.6 Front d onde après retrait coma et astigmatisme 3eme ordre... 7 2.2 Mesure à 543nm... 8 2.2.1 Front d onde... 8 2.2.2 MTF... 9 2.2.3 Réponse en percussion... 9 2.2.4 Décomposition 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 67FL... 14 3.1 Mesure à 635nm... 14 3.1.1 Front d onde... 14 3.2 Mesure à 543nm... 15 3.2.1 Front d onde... 15 3.3 Mesure à 473nm... 16 3.3.1 Front d onde... 16 3.4 Mesure dans le champ à 635nm... 17 3.4.1 Courbure de champ... 17 3.4.2 Spot diagram... 18 3.5 Evolution de l aberration sphérique de 3eme ordre... 20 4 Mesure complémentaire du 06/02/2012 à 635nm... 21 4.1 Front d onde... 21 4.2 MTF... 22 4.2.1 Réponse en percussion... 22 Page 2
4.2.2 Décomposition de Zernike... 22 Page 3
1 Données théoriques Focale : 1000mm. Pupille mesurée : 130mm. Nombre d ouverture : 7.7 Diamètre théorique de la tâche de diffraction : Focale 1000 Diamètre 130 Longueur d'onde Taille PSF µm 635 11,92 543 10,19 473 8,88 Fréquences théoriques de coupure de la fonction de transfert de modulation (MTF) en cycles/mm Focale 1000 Diamètre 130 Longueur d'onde Coupure 635 204,72 543 239,41 473 274,84 Note : ces informations sont théoriques et permettent de recouper les résultats des mesures. Objectif Cooke FPL53-BS7-FPL53 Page 4
2 Mesure sur l axe optique 2.1 Mesure à 635nm 2.1.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,937 Note : la mesure dans le porte oculaire donne un résultat identique, la lunette ne présente pas de problème d alignement de la cellule. 2.1.2 Fonction de transfert de modulation Page 5
MTF parfaite en bleu 2.1.3 Réponse en percussion 2.1.4 Décomposition de Zernike Page 6
2.1.5 Front d onde résiduel après retrait des 33 termes de Zernike 2.1.6 Front d onde après retrait coma et astigmatisme 3eme ordre Les principaux contributeurs à l erreur PTV sont la coma et l astigmatisme de 3eme ordre. Ceci est probablement la conséquence d un tilt d une des lentilles de l objectif. En retirant ces contributeurs ne reste que les erreurs dues aux erreurs de zone des surfaces des lentilles. Un réglage de la lentille concernée pourrait amener les performances à un niveau proche de 50nm PTV. Page 7
2.2 Mesure à 543nm 2.2.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,936 Page 8
2.2.2 MTF 2.2.3 Réponse en percussion Page 9
2.2.4 Décomposition de Zernike Page 10
2.3 Mesure à 473nm 2.3.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,940 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 Vert 543 nm -60 µm Bleu 473 nm -10 µm 2.4.2 Sphérochromatisme Base de calcul : aberration sphérique 3eme, 5eme et 7eme ordre. 76 51 26 1-1,0000-0,8000-0,6000-0,4000-0,2000 0,0000 0,2000 Chromatisme longitudinal, Unités mm Page 12
1,00E-02 8,00E-03 6,00E-03 4,00E-03 2,00E-03 0,00E+00-1 -0,5 0 0,5 1-2,00E-03-4,00E-03-6,00E-03-8,00E-03-1,00E-02 Chromatisme transverse, Unités mm Page 13
3 Mesure avec correcteur 67FL 3.1 Mesure à 635nm 3.1.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,928 Page 14
3.2 Mesure à 543nm 3.2.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,948 Page 15
3.3 Mesure à 473nm 3.3.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,921 Page 16
3.4 Mesure dans le champ à 635nm 3.4.1 Courbure de champ Mesure de 0 à 27mm Cercle de pleine lumière : >54 mm Rayon de courbure de Petzval mesuré : non déterminable Décalage du point à 27mm de l axe : 0 µm 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 -20-25 Décalage absolu en µm 0 5 10 15 20 25 Les variations constatées sont de l ordre de l incertitude de mesure. Aucune courbure n est relevée. Page 17
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 18
12mm Focalisé / défocalisé 18mm 27mm Focalisé / défocalisé Focalisé / défocalisé Page 19
3.5 Evolution de l aberration sphérique de 3eme ordre 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 473 523 573 623 Aberration sphérique 3eme ordre en nm en fonction de la longueur d onde en nm Page 20
4 Mesure complémentaire du 06/02/2012 à 635nm 4.1 Front d onde Ratio de Strehl : 0,979 Page 21
4.2 MTF 4.2.1 Réponse en percussion 4.2.2 Décomposition de Zernike Page 22
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