Alpy600 et ouverture du télescope
Posted: Wed Jun 06, 2018 6:34 pm
In this small note, I confirm that it is perfectly possible to use the Alpy600 spectrograph coupled to a f/4 telescope without significant damage, and also a f/3.5 telescope. The optical aberration increase is marginal if you use a 23 microns slit width or upper. I note that there are some advantages to using a f/4 Newton telescope compared to f/5 telescope for example (less sensitivity to seeing, more efficient guiding operation, lower weight ...).
J'ai eu l'occasion de faire un commentaire sur un autre forum (astrosurf) concernant l'usage du spectrographe Alpy600 avec un télescope très ouvert, f/4, ou même f/3,5. J'ai profité de la question pour refaire du "ray-tracing" dans la configuration Alpy600 pour bien montrer comment se présente les choses :
Si on est bien attentif, on constate que le faisceau à f/4 passe sans encombre dans l'instrument. Je confirme que Alpy600 est calculé, et de fait utilisable, jusqu'à cette ouverture. Noter que le domaine spectral simulé va ici de 0,38 micron (les rayons qui tombent dans la partie supérieur) à 0,70 micron (les rayons qui interceptent le détecteur dans le partie inférieure).
La nouveauté est le test d'un couplage à un télescope ouvert à f/3,5. A présent, il y a une légère occultation du faisceau (dans le bleu) par la seconde face du GRISM (l'élément dispersif). Mais on demeure dans le marginal pour ce qui concerne le vignetage. Pour mieux quantifier les choses, la figure suivante montre la distribution des rayons sur la face optique critique, la seconde du GRISM :
Le cercle rouge est le contour physique du GRISM, le cercle bleu est le diamètre libre compte tenu de la présence d'un épaulement qui permet de tenir l'élément optique. A f/4 on tangente le bord mécanique. A F/3.5 il y a une perte (qui concerne surtout le bleu extrême), mais je l'évalue sur le flux total à moins de 5%, ce qui est complètement marginal. Je valide sur ce point le montage du Alpy600 sur un télescope f/3.5 si on possède ce type de télescope, pas de soucis (le T60 du Pic du Midi par exemple).
La perte de finesse du spectre car l'optique est plus sollicitée avec un faisceau très ouvert est le risque. Cependant, là encore on ne s'en apercevra vraiment que si on utilise une fente très étroite, 14 microns (oui, j'emploie parfois cette largeur !), voire 23 microns. Au dessus, 35 microns et en allant vers 50 microns, c'est en fait la fente qui limite la résolution et pas l'optique du spectrographe. Donc dans l'absolu, le spectre est potentiellement moins fin à f/4 ou f/3,5 qu'à f/5, mais en pratique, à moins de chercher une résolution vraiment ultime, avec une fente plus étroite que 23 microns, je pense qu'il n'y a pas de détérioration notable.
L'emploi d'une configuration à f/3,5 ou f/4 par rapport à f/5 a quelques vertues par ailleurs : une moindre sensibilité au seeing à fente de largeur égale puisque la focale est plus courte, un guidage plus simple, une luminosité supérieure sur des objets étendus. Il faut bien sur jouer finement sur la focalisation, c'est clair. Il faut mettre le paquet sur un focuser de haute qualité et motorisé.
A tout prendre, j'ai l'intuition qu'un Newton f/4 est plus satisfaisant qu'un f/5 avec ce spectrographe. Le premier tube est par ailleurs plus compact et léger, ce qui ajoute du confort, et au final de la performance (moindre sensibilité au vent). Je m'oriente du reste dans cette direction en me procurant actuellement un Newton 250 f/4. C'est aussi tout bon lorsqu'on emploie une fibre optique (spectrographe eShel par exemple).
Christian B.
J'ai eu l'occasion de faire un commentaire sur un autre forum (astrosurf) concernant l'usage du spectrographe Alpy600 avec un télescope très ouvert, f/4, ou même f/3,5. J'ai profité de la question pour refaire du "ray-tracing" dans la configuration Alpy600 pour bien montrer comment se présente les choses :
Si on est bien attentif, on constate que le faisceau à f/4 passe sans encombre dans l'instrument. Je confirme que Alpy600 est calculé, et de fait utilisable, jusqu'à cette ouverture. Noter que le domaine spectral simulé va ici de 0,38 micron (les rayons qui tombent dans la partie supérieur) à 0,70 micron (les rayons qui interceptent le détecteur dans le partie inférieure).
La nouveauté est le test d'un couplage à un télescope ouvert à f/3,5. A présent, il y a une légère occultation du faisceau (dans le bleu) par la seconde face du GRISM (l'élément dispersif). Mais on demeure dans le marginal pour ce qui concerne le vignetage. Pour mieux quantifier les choses, la figure suivante montre la distribution des rayons sur la face optique critique, la seconde du GRISM :
Le cercle rouge est le contour physique du GRISM, le cercle bleu est le diamètre libre compte tenu de la présence d'un épaulement qui permet de tenir l'élément optique. A f/4 on tangente le bord mécanique. A F/3.5 il y a une perte (qui concerne surtout le bleu extrême), mais je l'évalue sur le flux total à moins de 5%, ce qui est complètement marginal. Je valide sur ce point le montage du Alpy600 sur un télescope f/3.5 si on possède ce type de télescope, pas de soucis (le T60 du Pic du Midi par exemple).
La perte de finesse du spectre car l'optique est plus sollicitée avec un faisceau très ouvert est le risque. Cependant, là encore on ne s'en apercevra vraiment que si on utilise une fente très étroite, 14 microns (oui, j'emploie parfois cette largeur !), voire 23 microns. Au dessus, 35 microns et en allant vers 50 microns, c'est en fait la fente qui limite la résolution et pas l'optique du spectrographe. Donc dans l'absolu, le spectre est potentiellement moins fin à f/4 ou f/3,5 qu'à f/5, mais en pratique, à moins de chercher une résolution vraiment ultime, avec une fente plus étroite que 23 microns, je pense qu'il n'y a pas de détérioration notable.
L'emploi d'une configuration à f/3,5 ou f/4 par rapport à f/5 a quelques vertues par ailleurs : une moindre sensibilité au seeing à fente de largeur égale puisque la focale est plus courte, un guidage plus simple, une luminosité supérieure sur des objets étendus. Il faut bien sur jouer finement sur la focalisation, c'est clair. Il faut mettre le paquet sur un focuser de haute qualité et motorisé.
A tout prendre, j'ai l'intuition qu'un Newton f/4 est plus satisfaisant qu'un f/5 avec ce spectrographe. Le premier tube est par ailleurs plus compact et léger, ce qui ajoute du confort, et au final de la performance (moindre sensibilité au vent). Je m'oriente du reste dans cette direction en me procurant actuellement un Newton 250 f/4. C'est aussi tout bon lorsqu'on emploie une fibre optique (spectrographe eShel par exemple).
Christian B.