Superpoli


En terme optique , le superpoli désigne une qualité d’état de surface plus lisse et régulière que la moyenne .

Il existe différents types de superpoli selon l’application envisagée.

Par exemple , le superpoli pour certaines applications laser, concerne un type de défaut de surface particulier, appelé micromamelonnage micrométrique .                                                                        Pour cette application ,la surface doit présenter une très faible hauteur de rugosité  ( une fraction de nanomètre ) et la largeur de ces défauts se mesure en micron .

Le superpoli  pour l’observation astronomique ,concerne quant à lui un autre type de défaut de surface, que l’on nomme micromamelonnage millimétrique ou rugosité millimétrique .

C’est la rugosité à travailler en priorité au polissage , pour obtenir un maximum de contraste pendant les observations.

Pour l’observation astronomique , la rugosité micrométrique nous intéresse beaucoup moins .

 

Sur le ciel , l’angle de diffraction parasite généré par ce type de micromamelonnage, que l’on déduit par la formule 1,22×L÷D , ( L étant la longueur d’onde et D le diamètre du défaut ), représente plusieurs dizaines de degrés sur le ciel .

De plus la quantité de lumière diffractée est très faible ,comparé à la lumière concentrée au foyer de l’instrument.

Il en résulte donc une large zone de diffusion ( Bien plus grande que le champ de pleine lumière du telescope) mais d’une intensité surfacique extrêmement faible . Cela reste donc indétectable par l’ œil  humain.

Le deuxième cas est déjà beaucoup plus intéressant et utile pour l’observation et la photographie astronomique.

 

Le micromamelonnage millimétrique, constitue un réseau aléatoire de creux et de bosses sur la surface des optiques.

Leurs diamètres varient de moins de 0.1 mm à quelques millimètres de largeur.

La hauteur extrême  , quant à elle , peut être inférieure à 1 Angström pour les meilleurs optique mais peut aussi grimper à plusieurs dizaines d’Angströms .

Il n’y a pas de définition stricte du superpoli , mais le critère le plus sévère que l’on pourrait adopter, c’est celui de Bernard Lyot  , qui , dans les années 40 , à étudié comment fabriquer des optiques très peu diffusantes pour pouvoir observer la basse couronne solaire.

Pour y arriver les optiques devaient avoir une diffusion résiduelle autour de 1/1.000.000 .

Cela représente une rugosité voisine de 1.5 Angström RMS sur l’onde.

Depuis quelques temps,  nous voyons apparaître des miroirs prétendument superpoli , sans qu’aucun protocole de test sérieux ne soit publié avec…

Pour pouvoir qualifier un miroir de superpoli , celui-ci doit être mesuré et quantifé.

 

  1. La mesure doit être effectuée avec une lame de phase calibrée en densité ainsi qu’en déphasage .
  2. Il convient également de travailler dans le noir pendant les prises de vue.
  3. Le miroir doit être très propre pour ne pas perturber les relevés.
  4. Les mesures doivent être réalisées à une longueur d’onde précise et adaptée à la lame de phase utilisée .
  5. La photographie doit se faire au rayon de courbure de l’optique et sans miroir plan intermédiaire pour couder le faisceau .
  6. La lame à contraste de phase doit être en verre , propre et la moins diffusante possible.
  7. Le trait déphasant doit être réalisé avec un dépôt metallique (aluminum , chrome etc… )fait sous vide et son épaisseur contrôlée.
  8. Pour pouvoir réaliser des relevés sur l’optique ,  il convient de mesurer de façon aléatoires des zones de quelques cm2 , à de nombreux endroits sur le miroir, pour pouvoir en extraire une mesure RMS fiable .
  9. Le diamètre des cellules de micromamelonnage doivent être mesurées sur la photographie ,car plusieurs largeurs de défauts peuvent se trouver présents sur l’optique, en créant des angles de diffusion différents et qui se superposent les uns aux autres .
  10. Certains miroirs sont des pièges à mesurer. Il faut savoir les interpréter pour ne pas fournir une mesure trop optimiste.

Récemment j’ai été amusé de lire dans une revue d’astronomie, un test optique complet et d’apparence sérieux , réalisé par un pro, annoncant sans complexe une rugosité de 2 Angströms sur l’optique contrôlée …

Ainsi nous ne saurons rien de plus sur la façon dont le test à été réalisé … S’agit il d’une mesure sur l’onde ? Sur le verre ? D’un RMS ou d’un PV?? Quel à été le protocole utilisé pour sortir cette valeur ?

Pour conclure, mieux vaut rester méfiant sur les mesures de rugosité annoncées sans explications .