Pointeur laser grand champ

Un ancien projet (1999).

Un problème avec les télescopes, est l'alignement optique des miroirs : l'alignement de l'axe optique du miroir primaire avec l'axe optique de l'oculaire à travers le miroir secondaire. On peut faire ce réglage de nuit avec une étoile en utilisant des méthodes connues.

Pour réaliser cet alignement, à SCIENCES POUR TOUS, nous utilisons aussi des pointeurs laser qui permettent un réglage rapide de jour, coupole fermée.

Aujourd'hui, on trouve dans le commerce (Selectronic...) des pointeurs laser rouge collimatés réglables pour moins de 5 € 

NOTA : ici, la seule qualité que l'on demande au pointeur : c'est la petitesse du point. L'idéal serait d'avoir un point de moins de 2 ou 3 mm de diamètre à 5 m... (Il y a mieux mais c'est plus cher !) On peut aussi monter une diode laser rouge sur une optique de moteur laser d'imprimante laser, meilleurs mais plus compliqué...

On peut améliorer le Pointeur laser réalisé avec un bloc optique CD en augmentant considérablement le champ, intéressant en particulier pour les "gros télescopes". Il faut remplacer la lame semi réfléchissante par une lamelle de microscope (18 x 18 x 0.1 en verre : la faible épaisseur évite les doubles réflexions). On monte cette lamelle, qui est très fragile, à 45°. Le pointeur laser est installé perpendiculaire à l'axe. On installe une mire dépolie au-dessus de la lamelle, centrée sur l'axe. Si on construit le support de lamelle en fil (cuivre 0.5) et donc quasi invisible, le champ utile peut être beaucoup plus grand que la lamelle elle-même : nous l'avons réalisé avec un champ de 35 mm de diamètre.

Le laser sort du pointeur, une grande partie du faisceau traverse la lamelle ; mais une portion se réfléchit, part vers secondaire puis primaire. Le retour du faisceau traverse la lamelle et arrive sur la mire en mylar dépoli.

Le champ très important est très pratique. Par contre, la faible réflexion de la lamelle produit un faisceau peu puissant utilisable seulement dans la pénombre ou l'obscurité. Nous cherchons une solution chimique simple pour métalliser partiellement la petite zone de lamelle (un disque de 2 ou 3 mm de diamètre) qui réfléchit le laser (si vous avez des idées, écrivez-nous !).

Réalisation :

Comme pour le Pointeur laser réalisé avec un bloc optique CD, on utilise 2 plaques en tôle d'alu : la première est fixée sur le porte-oculaire du télescope, la 2ème est fixée sur la 1ére avec 3 vis et 3 ressorts qui permettent le réglage de perpendicularité. L'élément central de ce pointeur est une lamelle standard de microscope en verre de 18 x 18 utilisée en lame semi-réfléchissante. Sa très faible épaisseur évite les réflexions double. Elle est fixée par collage sur des fils en cuivre 0.5 qui permettent un préréglage et laissent passer le faisceau retour même en dehors de la lame, ce qui permet un champ de réglage très grand.

- tôle 1 : on découpe et on perce les 3 trous d=3 de fixation sur le porte-oculaire, un trou d=35 pour laisser passer le faisceau, les 3 trous de réglage d=3.5 pour les vis et ressorts. L'interrupteur et le boîtier de piles.

- tôle 2 : on découpe et on perce, un trou d=35 pour laisser passer le faisceau, les 3 trous de réglage d=3.5 pour les vis et ressorts. Le pointeur laser, monté sur ressorts ou avec des cales de réglage, 3 trous d=3 pour maintenir la tôle 3.

- tôle 3 : qui accueille la mire en mylar dépoli : un trou d=35 pour laisser passer le faisceau, 3 trous d=3 pour la liaison à la tôle 2 et au moins 3 trous pour maintenir le mylar dépoli.

Il reste l'opération délicate : former les fils de cuivre qui tiendront la lamelle, les coller sur la tôle 2, puis coller la lamelle sur la tôle 2 en mettant le minimum de colle pour ne pas trop gêner le retour du faisceau.

Il faut ensuite rajouter une protection autour de la lamelle (nous avons utilisé un bouchon plastique de bombe de déodorant !).

En posant le pointeur contre le mur, face au miroir de la salle de bain, on peut prérégler la lamelle (sans la casser !) pour avoir un faisceau à peu près perpendiculaire (le réglage final se fera avec les vis sur les ressorts)

Photo du pointeur installé sur le porte-oculaire : 

Utilisation (Newton) :

- Installer le pointeur à la place de l'oculaire et allumer le laser : on voit le point rouge "aller" sur le secondaire, le point rouge sur le primaire, un 2ème point rouge "retour" sur le secondaire (si déréglé) et un point rouge "retour" sur la mire en plastique dépoli du pointeur.

- Repérer le point rouge retour sur la mire et faire tourner doucement le pointeur dans le porte-oculaire d'un 1\2 tour.

- Repérer la nouvelle position du laser sur la mire, déterminer la position du point à mi-distance sur la mire entre les 2 positions et régler les 3 vis (ressorts) du pointeur pour amener le laser sur ce point. Régler ainsi jusqu'à ce que, en faisant tourner le pointeur sur l'axe de l'oculaire, le retour soit immobile.

- Régler alors les 3 vis du miroir secondaire pour amener le point exactement au centre (repéré auparavant) du primaire. Pour tracer le centre d'un miroir primaire de 300 mm, on peut prendre une règle en bois de 200 mm, fixer un patin en bois en bout et un stylo-feutre a 151 mm du patin. Puis on choisit 3 points sur le bord du primaire à 120°. Patin posé contre le bord du miroir, on trace 3 portions d'arc de cercle de 3 mm de long qui forment un triangle équilatéral dont le centre est parfaitement centré sur le primaire. (Sur un Newton, le centre du primaire est "obstrué" par le secondaire et donc inutilisé)

- Régler les 3 vis du miroir primaire en observant la mire pour amener le point rouge au centre (de la mire)

(On peut régler son télescope un jour de pluie, au fond du garage en 5 mn...)

Une variante du pointeur à grand champ qui permet de l'utiliser en plein jour...

Pour ceux qui ne sont pas rebutés par la joaillerie ! On remplace la lame semi réfléchissante par un éclat de miroir. Ici le champ est encore plus grand : un disque de 50 mm de diamètre : la limite du porte-oculaire !

On se procure un miroir optique : le revêtement réfléchissant coté actif. On en trouve dans les photocopieuses, fax, imprimantes laser... on en casse un bout en petits morceaux et on essaie de trouver un éclat régulier (circulaire ou carré) dont le revêtement fait entre 1x1 et 2x2 mm (on peut le retailler à la disqueuse), on le colle sur un support à 45° (une lame de cutter par exemple, tranche de la lame // au faisceau, on soude la lame à l'étain sur un morceau de trombone que l'on fixe par au moins 2 vis. On règle le centrage et la perpendicularité du faisceau en tordant le fil de fer. On peut affiner le centrage avec l'écran dépoli et le miroir de la salle de bains. Le réglage final de perpendicularité se fera avec les 3 vis + ressorts. On a rajouté une protection transparente (taillée dans un boîtier de CD) pour protéger la mire dépolie.

Utilisation (Newton) :

L'utilisation est la même que les autres pointeurs mais, étant donné que la majeure partie du faisceau est réfléchit, on peut l'utiliser en plein jour. De nuit, l'ombre de l'éclat de miroir collé constitue un excellent point de repère et... on est sûr d'être aligné :-)

Une photo sans la protection (un bouchon en plastique de bombe de peinture) : à gauche les piles et le laser, l'éclat de miroir (peint en noir) et le retour sur la mire dépoli (le faisceau se réfléchit sur le CD-ROM)

That's All, folks !

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Créé en 1999

A jour au 12/03/2023