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projets:spectroscopie

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Spectroscopie

Cette page regroupe les activités du club en spectroscopie.

1. Théorie

Le principe est d'étaler le spectre lumineux pour le décomposer en différentes longueurs d'onde.
L'analyse spectrale d'une source lumineuse permet de caractériser le corps qui l'émet.

2. Le spectroscope "DVD"

Un plan à imprimer sur papier cartonné est disponible sur le site de l'association UniverSCiel. Il suffit d'un DVD (pas forcément neuf) et le tour est joué. Ce DVD joue le rôle du réseau de diffraction.

Voici ce que ça donne une fois construit :

En regardant différentes sources (néon, lumière du jour, lampe à LED, halogène) c'est déjà très spectaculaire !
On peut même faire des photos avec un smartphone :

LED :
LED

Fluocompacte sans et avec filtre bleu/UV (remarquez la disparition de la bande la plus à gauche) :
Fluocompacte Fluocompacte avec filtre UV

Halogène sans et avec filtre bleu/UV :
Halogène Halogène avec filtre UV

Le filtre bleu/UV est tout simplement un verre de lunettes de vue traitées pour les écrans LED. On voit très bien la raie violette en moins sur le spectre de la lampe fluocompacte.

3. Fabrication d'un Spectromètre LOWSPEC

3.1. Présentation du projet

L'objectif de fabriquer un spectromètre avec des pièces imprimées en 3D.

Il s'agit d'un modèle appelé LOWSPEC du site web thingiverse qui regroupe des fichiers d'impression 3D créés par des bricoleurs. L'un d'eux a créé ce modèle de spectro, dont les pièces en plastique sont à imprimer en 3D.
Le prix de revient serait très inférieur à un modèle type Alpy (au total 2200 € avec module de calibration).
Une bonne idée de bricolage et aussi un bon moyen de débuter en spectro pour pas cher.

Présentation de Pascal du 16 mars 2018.

3.2. Début du montage (27 avril 2018)

Première séance de montage du spectromètre.

Nous avons ébavuré les pièces plastiques, monté la plupart d'entre elles.
Beaucoup de monde mais chacun a participé.

Photos de Philippe :

Reste à faire : collages, montage des optiques.

Approvisionner pour la prochaine séance :

  • Colle bi-composants pour ABS (Christophe)
  • Huile silicone (Fred)
  • Téflon (Jean-Christophe)
  • Gants pour manipuler les optiques (Fred)

3.3. Fin du montage (4 mai 2018)

Poursuite du montage du spectromètre : collage epoxy des filetages et montage des optiques.

Jean Christophe a retravaillé le système de réglage par vis moletée qui est maintenant devenu précis et fluide (il ne semble pas utile de le remplacer par un second micromètre comme suggéré par certains internautes ayant réalisé ce projet) cf. Photos Philippe

Comprendre

Présentation d'une lampe de calibration réalisée avec un starter de tube néon de marque Philips ; l'utilisation d'un modèle Osram ST111 permettrait de s'appuyer sur un spectre déjà caractérisé par des spectroscopistes (Auf Deutsch).

Rappel du chemin optique du spectro, proposition d'une approche pour les réglages, rappel du principe de base de l'autoguidage : cf présentation “Projet spectro réglage”

Autoguidage avec PHD Guiding v2 : https://openphdguiding.org/ (download et tuto)

Premiers tests

Nous n'avons pas pu visualiser un spectre net à l'oculaire car le foyer n'était pas accessible avec les bagues à notre disposition : il nous faudra trouver un système permettant une adaptation avec un tirage plus court (ex bague T2-male-male + coulant 1.25“ court). Les filetages imprimés “plastiques” sont fragiles difficiles à engager et constituent un point de faiblesse du système : idéalement il faudrait prévoir de coller des filetages métalliques sur les filetages existants pour avoir une meilleure fiabilité à l'usage.

Compléments de tests post réunion

Essais Pascal caméra zwo - logiciel firecapture :

  • Des essais avec une caméra zwo ont montré un premier spectre mais encore mal résolu en lien toujours avec un problème d'accès au foyer (bague trop longue).
  • Une action sur les 3 vis de réglage du miroir a permis de recentrer le spectre visualisé en mode preview avec la caméra zwo.
  • Le montage se cette même caméra sur la sortie de guidage donne après réglage du coulant une image nette de la fente d'entrée Ovio.

Conclusions

Le montage est terminé grâce à un beau travail collaboratif entre opticiens, mécaniciens, chimistes, ajusteurs, spécialistes du collage, grands reporters, pâtissiers…
Les résultats sont prometteurs mais des réglages fins sont à apporter et la partie adaptation du tirage de sortie de la caméra est à revoir en utilisant des bagues plus courtes afin d'accéder au foyer.

Photos de Philippe :
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Prochaine séance : réglages et essais.

Planches de Pascal

3.4. Réglages et tests (26 mai 2018)

Montage d'un oculaire en sortie : on obtient une image à l’œil.
Essais avec différentes sources : OK
Essais avec des fentes de largeurs différentes : on constate bien que plus la fente est fine, plus les raies fines, mais moins lumineuses.

Montage d'une camera Zwo en sortie :
Montage sur un coulant pour trouver le point de focalisation. Avec une lampe forte on obtient un spectre, mais avec une lampe faible c'est plus difficile.

Après ces premiers essais, nous décidons de procéder à la collimation de la première lentille (celle qui se situe entre la fente et le réseau. Le principe est d'enlever la 2e lentille (son support se démonte) et d'obtenir une image du réseau à l'ordre 0 à l'infini. On utilise un chercheur réglé sur l'infini en sortie, on met le réseau sur l'ordre 0 (pour voir la fente), et on règle la lentille intérieure pour que la fente soit nette. La fente est visible à l’œil nu, mais avec le chercheur l'image est bien plus grande et le réglage possible.

Fabrication d'une source “Osram” (couleur violette) par Pascal et Jean-Christophe.
Nous disposons désormais de 2 sources avec des raies bien distinctes !

Reprise du début maintenant que la collimation de la 1e lentille est faite : A l'oculaire : OK
Toujours régler la netteté sur la fente (ordre 0), et ensuite passer sur le spectre (ordre 1).

Avec la caméra en sortie :
Réglage du miroir pour avoir l'image centrée (plus crucial qu'à l'oculaire car le capteur est petit). Avec une source lumineuse forte (leds du plafond), nous réglons la netteté (sur la fente - ordre 0) puis nous passons sur l'ordre 1 : premier spectre à la caméra !

Ensuite essai avec une seconde caméra sur la sortie autoguidage : OK, on arrive à avoir une image nette de la fente sur un second PC.
Le réglage de la netteté est un peu délicat (on joue sur le tirage dans le coulant) mais il n'a pas besoin d'être parfait.

Dernier test : raccordement sur un télescope.
Le TLM n'est pas utilisable car il ne peut pas se bloquer en position. Nous essayons avec la petite lunette de 70mm, en visant un lampadaire au sodium par la fenêtre.
Nous vissons un coulant type oculaire 1.25 en entrée du spectro (il faudra le laisser en place car le filetage plastique est fragile).

La manip nécessite un autoguidage “manuel” de JC et Michel car la lunette ne se bloque pas bien en position ;-)
Mais nous obtenons un premier spectre à travers un instrument astronomique !

projets/spectroscopie.1527356976.txt.gz · Dernière modification : 2018/05/26 19:49 de fred.pailler