Brevet FR2820514A1 — publié le 20020809

La présente invention concerne un télescope astronomique. La Figure 1 est une représentation schématique d'un système optique tel que mis en oeuvre dans un télescope astronomique dit de Cassegrain de l'art antérieur. Le système optique est arrangé de telle sorte que le flux lumineux 1 provenant d'un objet à l'infini, transmis dans une direction venant de la gauche de la Figure 1, se trouve réfléchi par un miroir parabolique 2, dit miroir primaire. Le faisceau ainsi réfléchi tombe alors sur un miroir hyperbolique convexe 3, dit miroir secondaire, dont l'un des foyers coïncide avec celui du miroir parabolique 2. Le faisceau réfléchi par le miroir secondaire 3 forme une image au second foyer 4 du miroir hyperbolique. Le miroir primaire 2 étant percé en son centre, le second foyer du miroir hyperbolique 3 se trouve être en retrait par rapport au tube portant le miroir primaire 2. Ce foyer 4 est appelé Foyer de Cassegrain. Il est connu que le télescope de Cassegrain peut être utilisé comme tm réflecteur présentant une large ouverture. Cependant, les aberrations hors de l'axe optique réduisent alors considérablement l'angle de champ utile. En effet, dés un champ de l'ordre de 1 , les aberrations de coma et d'astigmatisme sont très importantes. L'objectif de la présente invention est de proposer un télescope astronomique simple dans sa conception et dans son mode opératoire, réalisé avec des miroirs sphériques et permettant d'obtenir un angle de champ large sans les problèmes d'aberrations rencontrés par le télescope de Cassegrain. A cet effet, l'invention concerne un télescope astronomique comprenant, dans l'ordre, de l'entrée d'Lm faisceau lumineux à sa sortie: - un miroir réflecteur sphérique concave, - un miroir réflecteur sphérique convexe, un système optique de correction d'aberration, Selon l'invention, le système optique comprend an premier et un second correcteurs sphériques, comprenant, ensemble, quatre lentilles corrigeant les aberrations. Dans différents modes de réalisation particuliers, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles, ce télescope présente les caractéristiques suivantes: - chaque correcteur sphérique comprend une première et une seconde lentilles sphériques, - la première lentille sphérique du premier correcteur présente une face d'entrée concave pour un faisceau lumineux et la seconde lentille sphérique du premier correcteur présente une face de sortie convexe, - la première lentille sphérique du second correcteur présente une face d'entrée convexe pour un faisceau lumineux et la seconde lentille sphérique du second correcteur présente une face de sortie concave, - les lentilles sont formées d'un verre courant, - les lentilles sont formées d'un verre de type Schott BK7, - les lentilles sont séparées par un espace d'air, - le premier et second miroirs réflecteurs et l'ensemble des lentilles. ont les spécificités du tableau suivant dans lequel le numéro (No) désigne un dioptre ou un milieu (dans l'ordre de propagation de la lumière), les autres colonnes fournissant les caractéristiques des dioptres, les longueurs étant exprimées en millimètres: No. Rayon de courbure Epaisseur Indice Demi-diamètre 0 0 le+8 1 1 0 0 1 2 -2450 -647,63 1 200 3 -2439,6 482,77 1 98 4 -344,34 8,8778 1,517 63 -823,29 1,2362 1 63 6 214,22 10,559 1,517 63 7 341,72 285,42 1 63 8 442,13 6,3433 1,517 40 9 146,84 6,3376 1 40 28964 9,6245 1,517 40 11 -244,13 222,68 1 26 12 0 302,412 1 26 13 0 0 1 26 14 0 0 1 26 0 0 1 26 L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un télescope de Cassegrain de l'art antérieur décrit plus haut; - la figure 2 est une représentation schématique du télescope astronomique, selon l'invention; - la figure 3 est une représentation schématique de l'image d'une source circulaire, au centre du plan focal, en fonction de l'angle d'incidence du faisceau lumineux par rapport à l'axe optique; La Figure 2 est donc une représentation schématique d'un mode préféré de réalisation du télescope, selon l'invention. Le télescope est un télescope astronomique dont les miroirs réflecteurs 16, 17 sont à surface sphérique et auxquels a été associé un système optique 18-21 de correction d'aberration. On entend par télescope astronomique à surface sphérique, un télescope de même schéma que le télescope de Cassegrain mais dans lequel les miroirs n'ont pas comme méridiennes la parabole et l'hyperbole mais des cercles. Ces miroirs 16, 17 sont donc faciles à polir optiquement mais présentent une aberration sphérique importante à l'infini. Il est alors nécessaire de corriger ces aberrations. Le système optique de correction d'aberration comprend deux correcteurs sphériques, chacun comprenant deux lentilles. Ces lentilles sphériques 18-21 corrigent les aberrations sphériques générées par le premier 16 et second 17 miroirs réflecteurs sphériques, respectivement concave et convexe, et d'autre part, les aberrations chromatiques générées par les lentilles 18-21. Le système optique est arrangé de telle sorte qu'utm flux lumineux, provenant d'un objet céleste placé à l'infini et se propageant soit suivant l'axe optique, 0, soit hors de l'axe optique avec un angle de champ de 0,5 , 0', est transmis dans une direction venant de la gauche de la Figure 2 et se trouve alors réfléchi par un miroir sphérique concave 16, dit miroir primaire. Le demi-diamètre du miroir primaire 16 est de 200 mm. Ce miroir 16 est percé en son centre. Le faisceau ainsi réfléchi tombe sur un miroir sphérique convexe 17, dit miroir secondaire. Le demidiamètre du miroir secondaire 17 est de 98 mm. Le faisceau réfléchi par le miroir secondaire 17 tombe alors sur un système optique de correction d'aberration comprenant deux correcteurs sphériques. Chaque correcteur sphérique comprend une première 18, 20 et une seconde lentille 19, 21 sphérique. La première lentille sphérique 18 du premier correcteur présente mune face d'entrée 4 concave pour le faisceau lumineux et la seconde lentille sphérique 19 du premier correcteur présente mune face de sortie 7 convexe. Le demi-diamètre des lentilles sphériques 18 et 19 du premier correcteur est de 63 mm. A la sortie du premier correcteur sphérique, le faisceau lumineux tombe sur le second correcteur sphérique. La première lentille sphérique 20 du second correcteur présente une face d'entrée 8 convexe pour un faisceau lumineux et la seconde lentille sphérique 21 du second correcteur présente une face de sortie 11 concave. Le demi-diamètre des lentilles sphériques 20 et 21 du second correcteur est de 40 mm. Les lentilles sphériques 18-21 sont formées d'un verre courant. Dans mun mode de réalisation préféré, les lentilles 18 - 21 sont formées d'un verre de type Schott BK7 (Marque déposée de la société Schott), il est connu que cette référence commerciale peut-être remplacée par une référence équivalente. Les lentilles 18-21 sont séparées par un espace d'air. L'image portée par le faisceau lumineux se propageant suivant l'axe optique 0 se forme au foyer 12. L'image portée par le faisceau lumineux se propageant hors de l'axe optique avec un angle de champ de 0,5 se forme au foyer 12'. De préférence, on choisit la configuration suivante dans lequel le numéro (No) désigne un dioptre ou um milieu (dans l'ordre de propagation de la lumière), les autres colonnes fournissant les caractéristiques des dioptres, les longueurs étant exprimées en millimètres: No. Rayon de courbure Epaisseur Indice Demi-diamètre 0 0 le+8 1 1 0 0 1 2 -2450 -647,63 1 200 3 -2439,6 482,77 1 98 4 -344,34 8,8778 1,517 63 -823,29 1,2362 1 63 6 214,22 10,559 1,517 63 7 341,72 285,42 1 63 8 442,13 6,3433 1,517 40 9 146,84 6,3376 1 40 28964 9,6245 1,517 40 1 -244,13 222,68 1 26 12 0 302,412 1 26 13 0 0 1 26 14 0 0 1 26 0 0 1 26 On obtient ainsi une bonne correction des aberrations dans le visible. La Figure 3 est une représentation schématique de l'image d'une source circulaire, au centre du plan focal, en fonction de l'angle d'incidence du faisceau lumineux par rapport à l'axe optique. La Figure 3 a) a été obtenue pour un angle de champ large, de l'ordre de 0,5 . La Figure 3 b) a été obtenue pour un angle de champ de l'ordre de 0,35 et la Figure 3 c) a été obtenue pour un faisceau lumineux se propageant suivant l'axe optique. L'image sur la Fig. 3 c) permet donc d'apprécier les corrections d'aberration apportées à l'aberration sphérique résultant de la mise en oeuvre de miroirs réflecteurs sphériques 16 et 17, selon l'invention. Les aberrations sont bien corrigées dans le visible et particulièrement pour une source émettant entre 0,486 glm et 0,656 gm. REVENDICATIONS 1. Télescope astronomique comprenant, dans l'ordre, de l'entrée d'un faisceau lumineux à sa sortie: - un miroir réflecteur sphérique concave (16), - un miroir réflecteur sphérique convexe (17), - un système optique de correction d'aberration, caractérisé en ce que ledit système optique comprend un premier et un second correcteurs sphériques, comprenant, ensembles, quatre lentilles (18, 19, 20, 21) corrigeant les aberrations. 2. Télescope astronomique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque correcteur sphérique comprend une première et une seconde lentilles sphériques. 3. Télescope astronomique selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première lentille sphérique (18) du premier correcteur présente une face d'entrée (4) concave pour un faisceau lumineux et la seconde lentille sphérique (19) du premier correcteur présente une face de sortie (7) convexe. 4. Télescope astronomique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première lentille sphérique (20) du second correcteur présente une face d'entrée (8) convexe pour un faisceau lumineux et la seconde lentille sphérique (21) du second correcteur présente une face de sortie (11) concave. 5. Télescope astronomique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les lentilles (18, 19, 20, 21) sont formées d'un verre courant. 6. Télescope astronomique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lentilles (18, 19, 20, 21) sont formées d'un verre de type Schott BK7. 7. Télescope astronomique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les lentilles (18, 19, 20, 21) sont séparées par un espace d'air. 8. Télescope astronomique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier (16) et second (17) miroirs réflecteurs et l'ensemble des lentilles (18, 19, 20, 21) ont les spécificités du tableau suivant dans lequel le numéro (No) désigne un dioptre ou un milieu (dans l'ordre de propagation de la lumière), les autres colonnes fournissant les caractéristiques des dioptres, les longueurs étant exprimées en millimètres: No. Rayon de courbure Epaisseur Indice Demi-diamètre 0 0 le+8 1 1 0 0 1 2 -2450 -647,63 1 200 3 -2439,6 482,77 1 98 4 -344,34 8,8778 1,517 63 -823,29 1,2362 1 63 6 214,22 10,559 1,517 63 7 341,72 285,42 1 63 8 442,13 6,3433 1,517 40 9 146,84 6,3376 1 40 28964 9,6245 1,517 40 il1 -244,13 222,68 1 26 12 0 302,412 1 26 13 0 0 1 26 14 0 0 1 26 0 0 1 26