Brevet FR2162278A1 — publié le 19730720

La présente invention concerne les chambres catadioptriques dites chambres de Schmidt, utilisées notamment dans les télescopes de Schmidt, et elle est relative plus particulièrement aux lames correctrices d'aberration sphérique pour de telles chambres. On sait que le système optique d'un télescope de Schmidt est constitué essentiellement par un miroir sphérique diaphragmé en son centre de courbure. Un tel système optique présentant la symétrie sphérique ne possède pas de coma; les seules aberrations qui subsistent sont la courbure de champ, d'une part, et l'aberration sphérique, d'autre part. La courbure de champ est aisément corrigée par une lentille convergente disposée dans le plan focal image du miroir sphérique. Quant à l'aberration sphérique, on la corrige par un système correcteur placé au centre de courbure du miroir sphérique pour conserver la symétrie sphérique. Ce système correcteur est néces s ire pour la raison suivante : en l'absence d'un tel système cocrecteur, un faisceau de rayons parallèles (provenant en principe d'une étoile), selon l'axe du télescope, n'est pas concentré en un point focal unique par le miroir; au contraire les rayons réfléchis par la portion périphérique de la surface du miroir sont concentrés en un point focal plus proche du miroir que les rayons frappant la portion centrale du miroir; le système correcteur a pour but et pour effet de rendre les rayons frappant la portion périphérique très légèrement divergents et au contraire les rayons frappant la portion centrale très légèrement convergents, pour qu'ils convergent tous au même foyer après réflexion sur le miroir sphérique. On utilise à l'heure actuelle deux types de système correcteur. Le premier type de système correcteur est constitué par une lame de Kerber ou de Schmidt, qui comporte généralement une surface plane d'un côté et une surface très légèrement déformée de l'autre côté, cette surface déformée étant convexe au centre et concave sur la périphérie; la lame constitue de ce fait une lentille très faiblement convergente au centre et très faiblement divergente sur sa périphérie. Le second type de système correcteur, appelé correcteur de Matsukov, est constitué par un ensemble de deux verres ou lentilles convexes-concaves à faces sphériques. La lame de Schmidt présente l'inconvénient d'exiger la réalisation d'une surface déformée de profil compliqué qui doit etre façonnée avec une très grande précision, tandis que le correcteur de Matsukov a le désavantage de mettre en oeuvre deux verres, ce qui réduit le facteur de transmission, donc la luminosité du télescope, et augmente le poids du système optique. L'invention a pour objet un nouveau type de lame correctrice pour chambre catadioptrique ou chambre de Schmidt, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par un seul verre ou lentille convexe-concave, la face concave étant sphérique, tandis que la face convexe est en forme de quadrique de révolution, notamment de paraboloïde de révolution. Une telle lame correctrice est quasiment sans puissance, l'aberration sphérique étant corrigée par la différence de chemin optique du centre au bord entre le dioptre sphérique et le dioptre en forme de quadrique de révolution. Comme indiqué précédemment, dans le mode de réalisation préféré la quadrique de révolution est un paraboloïde de révolution qui est une très bonne forme, facile à réaliser, pour la face convexe de la lame correctrice selon l'invention. Une telle lame peut être réalisée en tout verre optique approprié. La lame correctrice selon l'invention présente, par rapport aux systèmes correcteurs antérieurs, les avantages suivants - la réalisation d'une quadrique de révolution, et surtout d'une surface paraboloïde de révolution, est beaucoup plus aisée que la réalisation de la surface déformée d'une lame de Schmidt ou de Kerber; - la lame convexe-concave selon l'invention ne comporte qu'un seul verre, à la place des deux verres du correcteur de Matsukov, ce qui réduit le poids et augmente le facteur de transmission. L'invention pourra, de toute façon, etre bien comprise à l'aide d complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, sur la figure unique duquel on a représenté en section longitudinale une chambre de Schmidt dotée d'une lame correctrice selon l'invention. Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, de réaliser une lame correctrice pour chambre de Schmidt, on s'y prend comme suit ou d'une manière analogue. On a représenté en A le miroir sphérique habituel de la chambre de Schmidt dont le centre de courbure est en Cc (le diaphragme dans le plan qui contient ce centre Cc étant représenté en Pc) et le plan focal image est en Pi. Comme dans la technique habituelle, la courbure de champ du miroir sphérique A est corrigée par une lentille convergente B disposée dans le plan focal image Pi. Quant à la lame correctrice pour l'aberration sphérique, elle est placée, comme d'habitude, au centre de courbure Cc du miroir A sur l'axe a de symétrie pour conserver la symétrie sphérique. Conformément à l'invention, cette lame correctrice est constituée par une lentille C convexe-concave dont le dioptre convexe 1 est constitué par une portion de quadrique de révolution, notamment sur la figure par une portion de paraboloïde de révolution, tandis que le dioptre concave 2 de la lentille C est constitué par une portion de sphère. A titre d'exemple, la lame correctrice C peut être réalisée dans le verre vendu par la société SOVIREL sous l'appellation B1664; elle pourrait être aussi constituée par exemple en un verre vendu par la société SCHOTT sous la désignation UBK7. On a déterminé une telle lame correctrice pour l'un des deux verres précités, notamment pour le verre de SOVIREL, et ceci pour une chambre de Schmidt ayant les caractéristiques suivantes: F = 100 cm ouverture F/1. On a trouvé les valeurs suivantes Dioptre Epaisseur Rayon Indice Observations 1 130,5 face paraboloïde 10 B16 64 2 130,5 face sphérique 190 air 3 -200 miroir sphérique On notera que l'on peut, sans inconvénient, retourner la lame correctrice C (par rapport à la position représentée sur la figure), le dioptre concave sphérique 2 se trouvant alors du côté de l'arrivée des rayons lumineux, dont on a représenté, à titre d'exemple, le rayon entrant r qui, après traversée de la lame C, devient rayon rl, puis, après réflexion sur le dioptre sphérique 3, devient rayon r2 avant d'être concentré au foyer unique f sur l'axe a. Quant au rayon s, c'est le rayon principal du bord du champ, qui est fictif, car ce rayon est arrêté par le récepteur (non représenté) placé contre la lentille B. Avec une telle lame correctrice C on obtient des aberrations transversales inférieures à 10 microns en diamètre, c'est-à-dire trois fois moindres qu'avec une lame de Kerber habituelle, ce qui est un avantage supplémentaire de la lame correctrice selon l'invention par rapport à une telle lame. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. Par exemple la chambre de Schmidt peut observer un objet à distance finie sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Lame correctrice pour chambre catadioptrique dite chambre de Schmidt, destinée à corriger l'aberration sphérique lorsqu' elle est disposée au centre de courbure du miroir sphérique habituel de ladite chambre, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par une lame ou lentille, en verre optique, du type convexe-concave, la face concave ayant la forme d'une portion de sphère, tandis que la face convexe a la forme d'une quadrique de révolution. 2. Lame correctrice pour chambre de Schmidt selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la quadrique de révolution est un paraboloïde de révolution. 3. Lame correctrice pour chambre de Schmidt selon la revendication 2, destinée à une chambre de Schmidt de F = 100 cm, ouverte à F/1 et réalisée en verre SOVIREL B1664, caractérisée par le fait que le dioptre 1 de la face convexe de la lame, le dioptre 2 de la face concave de la lame et le dioptre 3 du miroir sphérique ont les valeurs données dans le tableau suivant Dioptre Epaisseur Rayon Indice Observations 1 130,5 face paraboloïde 10 B16 64 2 130,5 face sphérique 190 air 3 -200 miroir sphérique