OPTIQUE ET VISION
6 bis avenue de l'esterel 06160 JUAN LES PINS
Tél.04.93.61.18.83 Fax.04.92.93.09.83
ovision@ovision.com
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La formule CDK en détail
Instruments PlaneWave: pourquoi la formule CDK?
La formule CDK pour Corrected Dall Kirkham a été développée par Dave Rowe.
Le but était d'obtenir un astrographe à champ plan permettant de fournir des images
stellaires ponctuelles sur les capteurs aux dimensions de plus en plus importantes
disponibles sur le marché de l'imagerie astronomique.
La plupart des formules optiques voient leurs images dégradées au fur et à mesure que l'on
s'éloigne de l'axe optique, à cause d'aberrations optiques qui se combinent, déformant le
champ et donc les images de tous les objets: les étoiles naturellement rondes montrent
ainsi d'autant plus facilement ces déformations. Ces aberrations sont la coma,
l'astigmatisme hors axe et la courbure de champ.
La formule CDK est dépourvue de coma, d'astigmatisme et son champ est plan. Sa formule
optique relativement simple propose une solution élégante et efficace à la problématique
soulevée plus haut. Elle utilise: un miroir primaire ellipsoïde, un secondaire sphérique et un
groupe de lentilles correcteur. Cet ensemble optique associé fournit un champ plan et donc
des images stellaires parfaitement ponctuelles sur une surface de 52mm de diamètre.
Performances optiques
Deux simulations sont présentées à droite.
La première est une simulation de l'image de diffraction et la seconde le spot diagram.
Dans les deux cas, chaque petit carré représente un pixel de 9 microns, taille très répandue
que l'on retrouve par exemple dans les capteurs Kodak 11000 et 16803.
Dans la simulation de gauche, les images de diffraction sur l'axe et hors-axe sont quasiment
identiques.
Dans la simulation de droite, le spot diagram à 21mm de l'axe ne mesure qu'une taille de 6
microns, ce qui confirme donc que l'intégralité du champ de 52mm montrera des images
stellaires ponctuelles, dans la limite que les conditions atmosphériques autorisent.
Les deux simulations sont faites pour un champ plan, donnant ainsi un rendu fidèle du
comportement de l'optique sur un capteur CCD. Bien sûr, en visuel, une légère courbure de
champ, compensée par l'oeil, pourrait être tolérée.
La simulation de l'image de diffraction est calculée pour 585 nm, et celle des spots diagrams
pour les longueurs d'onde de 720, 585 et 430 nm. Vous avez donc une idée fiable du rendu
final en combinant plusieurs couleurs, alors que la plupart des concurrents ne montrent leur
calcul que pour une longueur d'onde unique, donc plus favorisant.
Comparaison CDK contre Ritchey Chretien
Les simulations présentées à droite comparent les performances de deux instruments de
diamètre équivalent: un CDK 20 à gauche, et un télescope de type Ritchey Chretien 20 à
droite.
Les instruments de type Ritchey Chretien ont été rendus très populaires grâce à leur
utilisation dans le milieu professionel. Mais cette formule optique complexe et coûteuse à
fabriquer, et difficile à aligner, si elle est dépourvue de coma, présente malgré tout de
l'astigmatisme hors axe et de la courbure de champ.
La formule optique CDK élimine la coma grâce à l'intégration d'un élément correcteur.
Le gros avantage est que cette formule corrige aussi astigmatisme hors-axe et courbure de
champ! La présence du correcteur et sa disposition font que le système est dépourvu
d'aberration chromatique, contrairement aux systèmes utilisant une lame de fermeture assez
éloignée du foyer.
Le CDK offre donc un champ totalement plan et dépourvu d'aberrations pénalisantes avec les
capteurs numériques modernes.
Un système optique dépourvu d'aberrations ne veut rien dire si les optiques ne peuvent être
alignées correctement. La plupart des utilisateurs de télescopes de type Ritchey Chretien ne
peuvent jamais tirer le meilleur de leur instrument à cause de la difficulté à collimater cette
formule optique. L'alignement du miroir secondaire hyperbolique est extrêmement critique et
les tolérances extrêmement faibles.
Le CDK , lui, utilise un miroir sphérique, il n'a donc pas de centre optique et sa tolérance de
positionnement est donc conséquente! Avec des méthodes relativement simples, l'utilisateur
pourra donc tirer le meilleur de son télescope en un temps très limité.
La différence de performance entre le CDK et le Ritchey Chretien est évidente:
la principale cause de dégradation de l'image dans la formule Ritchey Chretien est la
défocalisation liée à la courbure du champ. La plupart des simulations fournies par les
constructeurs de Ritchey Chretien sont plus favorables car elles sont projetées sur un
champ courbe, que l'oeil a toujours une certaine capacité à compenser. Mais la projection
sur un capteur CCD totalement plat est radicalement différente et nécessite donc un champ
plan pour se faire un idée de l'image stellaire finale.
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