A la recherche des photons perdus

[Christian Buil]

La plupart des éléments optiques que l'on emploie voit leur efficacité radiométrique diminuer au fur et à mesure que l'on s'enfonce dans l'ultraviolet. C'est le cas bien sur des télescopes. Voici les transmissions optique (hors obstruction centrale) de divers télescopes populaires que j'ai pu mesurer (mesure délicates) :



Le protocole consiste à observer avec le même spectro, la même étoile. On corrige la transmission atmosphérique et on travaille avec une fente très large pour éliminer la variable seeing.

Mauvaise surprise, le traitement de surface du télescope RC10 (un Kepler GSO) chute sensiblement dans l'ultraviolet. C'est en tout cas net : le traitement d'un CN212 est meilleur dans l'UV "lointain" au point que malgré un diamètre plus petit, le CN212 fait quasi peu égal en nombre de photons collectés vers 345 nm. Mais, le RC10 garde son avantage du diamètre dans le bleu et le proche UV.

La situation d'un Schmidt-Cassegrain moderne, traité XLT, est plus dramatique. Les coatings optimisés pour le visible et la présence de la lame de fermeture, confirme qu'il est délicat d'employer ce type de télescope si on veut aller loin dans l'UV.

Aussi, une nouvelle mesure de la transmission de la fente Alpy600, que l'on utilise actuellement dans UVEX :



Là encore, ce n'est pas très bon dans l'UV lointain. En 2017, lorsque j'ai fait mes premières observation avec des spectro type UVEX (UVEX(1)), je n'utilisais pas de fente du tout, et je comprend mieux pourquoi en ce temps là je taquinais la longueur d'onde de 320 nm, et plus tout à fait maintenant.

Christian B

[Peter Somogyi]

Hello Christian,

When we bring catadioptric systems into measurement, I'd be interested next in the transmissions of better barlows (TeleVue 2x, APM 1.5x or 2.5x, or other), in order to combine with newtons (f/4 preferable).
It's the barlows exactly that allows using multiple spectroscopes (Alpy, LHires: + APM Barlow 2.5x) on the same scope, so this flexibility is quite meaningful, I think.

Cheers,
Peter

[etienne bertrand]

Super intéressant.
Si tu pouvais faire ce test sur les réfracteur Takahashi pour voir ce que ça donne ? Il me semble que tu as les FSQ85 et 106.

[Michel Verlinden]

Bonjour,
Merci Christian de ces tests. Ce n'est pas non plus une bonne nouvelle pour les utilisateurs de SCT avec l'UVEX.
Dans le cas où une fente étroite est utilisée (disons 23 µm ou moins), le rendement de celle-ci (pour une étoile) dans le proche UV peut-il être amélioré en utilisant un filtre bleu sur la caméra de guidage ?
Existe-t-il un dispositif motorisé et automatique permettant d'orienter une fente selon l'angle parallactique d'une cible ? Ou l'orientation de la fente est-elle une procédure seulement manuelle ?
Amicalement,
Michel VERLINDEN

[Ibrahima]

Bonjour Christian et merci pour ces mesures très instructives.

Les SCT C8 et C9.25 que tu as testés ne sont pas les versions HEDGE.
Penses-tu que tes conclusions seraient les mêmes pour des versions HEDGE des SCT Celestron?

J'ai fait, il y a quelques jours, une mesure similaire (mais bien moins précise) sur une chaine complète C14 HEDGE + réducteur de focale + LHIRES 3 + Camera.
La courbe montrait une forte extinction du signal en dessous 4100 Ang, ce qui tend à confirmer tes conclusions au moins pour cette version de C14.

Merci et bonne soirée,
Ibrahima.

[Christian Buil]

Peter, the addressed problem concerns more particularly the ultraviolet, below 390 nm - a region where UVEX is particularly efficient, of course. For the study of this part of the spectrum, it is impossible to use a barlow because the presence of chromatic aberration and the absorption of the optical material. It is not possible to add an optical complement if the goal is to observe the ultraviolet. Of course, it is much more satisfying for the visible part of the spectrum.

Etienne, oui j'ai des FSQ85 et 106, et j'aurais surement l'occasion de tester sur le plan de la transmission. Mais, on va être vite limité dans l'UV, surtout par le chromatisme malheureusement, comme je l'indique dans ma réponse à Peter.

Michel, le problème de la caméra de guidage et celui de la transmission. dans le bleu des fentes Alpy est une chose découplé (j'utilise une fente de 230 microns de large pour mes tests). Maintenant, oui, il est toujours préférable de guider avec une caméra plutot sensible dans le domaine plus particulièrement exploré avec le spectrographe afin de réduire l'impact du chromatisme atmosphérique. Je connais peu d'observateurs qui font cela... (mettre un filtre coloré devant la caméra de guidage, ce qui peut être efficace dans le bleu et l'UV en particulier). Actuellement, si on veut mettre l'axe long de la fente perpendiculaire à la ligne d'horizon (l'idéal), il faut faire cela manuellement. Tout est à inventer/construire dans le domaine, et oui motoriser un système de ce type de dispositif pourrait être fort utile (une sorte de ADC économique). Pour ma part, les quelque fois que je l'ai fait, c'est du manuel en me servant d'un niveau à bulle posé sur le spectrographe !

Ibrahima, je n'ai pas testé les EDGE, donc pas vraiment de réponse. Peu ou prou, ca doit être la même problématique, mais avec des amplitudes différentes toute fois. Parfois, un traitement AR moins sophistiqué des verres pour la partie visible du spectre peu se révéler meilleur dans l'UV (c'est un choix de matériau). La nature du verre de la lame est aussi important. Mais si ça se trouve, un HEDGE peu être supérieur à un XLT dans les parties extrèmes du spectre (voir l'exemple de mon vieux C8). Ce qui m'inquiète dans votre test c'est l'usage d'un réducteur de focale : faudrait voir ce que cela donne sans celui-ci dans le bleu profond.

Christian

[etienne bertrand]

Merci Christian, pour les FSQ ça permettrait de voir la qualité optique de ces superbes lunettes.

[Peter Somogyi]

Christian, I've been speculating for the 3500A-4000A range with the UVEX at med.res (of course, with the optical).

I'm also wondering, whether such a barlow could be constructible from an aspheric + biconcave UV FS lens, e.g.:
http://eksmaoptics.com/optical-components/lenses/

Peter

[Olivier GARDE]

Etienne,

Contrairement aux spectros existants come l'ALPY ou le LISA, l'UVEX est conçu avec des miroirs qui ne sont donc pas affecté par le chromatisme et les problèmes de transmission optique (surface réfléchissante et pas traversante), donc si l'on souhaites aller dans l'UV avec ce spectro conçu pour cela, il faut qu'en amont il y est également une optique comportant uniquement des miroirs : chaque photon bleu est à prendre en compte depuis l'entrée dans le tube jusqu'au capteur CCD (d'ailleurs les tests de Christian ont montré également que le choix de la CCD est également très important).

On voit déjà dans les tests réalisés par Christian, que les SCT sont hors course tout cela à cause de la lame de fermeture des SCT qui peut être considéré ici comme une lentille car la lumière traverse cette surface et sans doute également à cause du traitement de surface de cette lame. Donc un UVEX donnera tout son potentiel avec un télescope (et encore en sélectionnant bien le type optique comme le montre Christian et avec le bon f/d=8) et le fait d'introduire dans la chaine optique la moindre lentille ne fait que dégrader le flux en dessous de 390nm. Peut être qu'il existe des lentilles optimisées pour l'UV mais sans doute très couteuses....

De plus si l'on regarde les spectros "pro" du moment qui vont dans l'UV, il n'y a que des miroirs.

[etienne bertrand]

Bonjour Olivier,
Je comprends que c'est délicat avec ce spectro il y a des nouvelles difficultés à surmonter.
Mais ça m'aurait intéressé d'avoir le test de Christian sur la transmission avec ces lunettes qui sont de vrai bijoux pour voir comment elles se comportent dans la transmission de 6600A à 3200A. C'est un test intéressant en comparaison aux télescopes, les lentilles filtrent toujours plus la lumière.