Vous arrivez à faire la mise au point avec votre caméra seule, mais dès que vous intercalez une Barlow x2, plus moyen d’obtenir une image nette. Le focuser bute en butée, l’image reste floue. Ce n’est pas un défaut de votre matériel. C’est l’effet optique le plus contre-intuitif des Barlow : elles déplacent le plan focal, et pas dans le sens où on le croit.

C’est un problème que j’ai rencontré : je n’arrivais pas à faire la map avec ma caméra une fois la Barlow x2 ajoutée, alors que sans, tout fonctionnait. Voici pourquoi, et comment le résoudre.

Le principe : une Barlow déplace le plan focal vers l’arrière

Une Barlow est une lentille divergente. Placée dans le chemin optique, elle écarte les rayons lumineux qui convergent vers le foyer. Résultat : la lumière converge plus loin, plus en arrière du télescope. Le plan focal se déplace vers l’extérieur du focuser.

Pour comprendre : sans Barlow, le plan focal de votre télescope se trouve à une position donnée dans le porte-oculaire. Votre caméra est placée à cet endroit et vous faites la mise au point. Quand vous insérez une Barlow entre le télescope et la caméra, la Barlow « repousse » le plan focal vers l’arrière. La lumière a besoin de plus de distance pour converger.

C’est là que ça se corse. Pour rattraper ce décalage, le focuser doit rentrer vers le télescope. Mais sur beaucoup de télescopes, surtout les Newtoniens et les réfracteurs compacts, le focuser n’a pas assez de course vers l’intérieur. Il bute en butée avant que le plan focal déplacé ne rejoigne le capteur.

L’équation qui gouverne tout

La formule de base d’une Barlow est simple. Si FB est la distance focale de la Barlow et d2 la distance entre la Barlow et le plan focal de l’oculaire ou du capteur, le facteur de grossissement MB est :

MB = 1 + d2 / FB

Une Barlow x2 typique a une focale d’environ 75 mm. Pour obtenir x2, il faut d2 = 75 mm, c’est-à-dire que le capteur se trouve à 75 mm derrière la lentille de la Barlow. C’est la position pour laquelle elle a été conçue.

Mais il y a un autre paramètre : d1, la distance entre la Barlow et le plan focal d’origine du télescope. La relation est :

d1 = d2 / MB

Pour une Barlow x2 (FB = 75 mm, d2 = 75 mm, MB = 2), on obtient d1 = 37,5 mm. La Barlow doit se trouver à 37,5 mm en avant du plan focal d’origine. Pour rattraper ça, le focuser doit rentrer de 37,5 mm par rapport à sa position de map sans Barlow.

Sur un Newtonien à f/4 ou f/5, le porte-oculaire a parfois moins de 30 mm de course vers l’intérieur. C’est suffisant pour un oculaire seul, mais pas pour rattraper les 37,5 mm qu’exige la Barlow. Le focuser bute, et vous ne pouvez pas faire la mise au point.

Le cas concret : caméra + Barlow x2, map impossible

Le scénario typique est le suivant. Vous utilisez une caméra astronomique (ZWO, Player One, ToupTek) avec un télescope. Sans Barlow, la map se fait sans problème. Vous ajoutez une Barlow x2 pour agrandir l’image pour la planétaire ou la Lune. Le focuser rentre au maximum, mais l’image reste floue. Que s’est-il passé ?

La Barlow a déplacé le plan focal vers l’arrière d’environ 37,5 mm. Votre caméra se trouve maintenant à la bonne distance d2 de la Barlow (elle est au bout du tube), mais le focuser n’a pas assez de course pour rattraper le décalage d1. Le capteur est trop loin du nouveau plan focal.

Trois solutions existent, dans l’ordre de préférence.

Solution 1 : dévisser la lentille de la Barlow et la visser directement sur la caméra

La plupart des Barlow ont une lentille dévissable. Au lieu d’utiliser le tube complet, dévissez la lentille et vissez-la directement sur le porte-oculaire de la caméra (via le filetage M42 ou le filetage 1,25″). Le résultat : la distance d2 diminue, donc le facteur de grossissement diminue aussi (autour de 1,5x au lieu de 2x), mais surtout la distance d1 diminue. La lentille se trouve plus près du plan focal d’origine, et le focuser a moins de course à rattraper.

C’est la solution la plus simple et la plus économique. Vous perdez un peu de grossissement, mais vous gagnez la map.

Solution 2 : utiliser une Barlow « shorty »

Les Barlow compactes (« Shorty ») ont un tube plus court et une lentille plus forte (focale plus courte). Une Barlow shorty x2 typique fait environ 78 mm de long, contre 97 mm pour une TeleVue 2x standard. La lentille se trouve plus près du haut du tube, donc d2 est plus court, et d1 aussi. Le focuser a moins de course à rattraper.

C’est une solution intermédiaire : vous gardez le facteur x2 nominal, mais avec moins de déplacement du plan focal.

Solution 3 : utiliser une Powermate TeleVue

Les Powermate de TeleVue sont des Barlow télécentriques à 4 éléments. Contrairement à une Barlow classique, un Powermate ne déplace pas le plan focal de façon significative. Les rayons sortent parallèles à l’axe optique, ce qui signifie que la position du foyer reste quasi identique avec ou sans Powermate. C’est la différence fondamentale entre une Barlow et un Powermate.

Al Nagler, fondateur de TeleVue, explique : la Barlow classique à élément négatif déplace la pupille de sortie et le plan focal. Le Powermate ajoute un doublet positif qui ramène les rayons à leur direction d’origine, comme si le Powermate n’était pas là. Résultat : le focuser n’a pratiquement pas de course supplémentaire à rattraper.

C’est la solution premium, mais c’est aussi la plus propre. Les Powermate existent en 2x, 2,5x, 3x, 4x et 5x.

TeleVue : pourquoi c’est la référence

TeleVue propose deux familles : les Barlow classiques (2 éléments, 2x et 3x) et les Powermate (4 éléments, 2x à 5x).

La Barlow 2x TeleVue (1,25″) a une longueur totale de 97 mm, avec un nez de 56 mm. Elle est parfocale avec les oculaires Plössl TeleVue de moins de 32 mm. C’est une Barlow de qualité, avec des lentilles à indice de réfraction élevé et un traitement antireflet multicouche. Terence Dickinson, dans Sky and Telescope (juillet 1997), écrit : « La technologie a effacé les anciennes objections. Une Barlow moderne ne dégrade pas l’optique de votre télescope. »

La Barlow 3x TeleVue (1,25″) est plus longue : 127 mm de longueur totale. Elle est conçue pour les oculaires courts et l’imagerie planétaire. Même qualité optique, mais prévue pour les forts grossissements.

Le Powermate 2x (1,25″) est plus compact que la Barlow 2x et ne déplace pas le plan focal. C’est le choix idéal si vous avez un problème de course de focuser. Le Powermate 2,5x (2″) est la version grand format pour les oculaires 2″ et l’imagerie sur capteur large. Le Powermate 5x est conçu pour l’imagerie planétaire à très grande échelle.

Pourquoi le Powermate résout le problème de backfocus

La différence technique est importante. Une Barlow classique à un seul élément négatif diverge les rayons. Les rayons sortent en éventail, ce qui repousse le plan focal. Un Powermate ajoute un doublet positif après l’élément négatif. Ce doublet « redresse » les rayons, les ramène parallèles à l’axe optique. Le résultat : la position du foyer ne change pratiquement pas.

Concrètement, si votre caméra fait la map sans accessoire à une position donnée du focuser, avec un Powermate 2x elle fera la map à quelques millimètres près de la même position. Avec une Barlow classique 2x, elle devra rattraper 37,5 mm de décalage. C’est la différence qui explique pourquoi le Powermate résout le problème de backfocus que la Barlow classique pose.

Le cas particulier des SCT

Les télescopes de type Schmidt-Cassegrain (SCT) ont un focuser à mirror shift. La map se fait en déplaçant le miroir primaire, ce qui offre une course énorme. Sur un SCT, le problème de backfocus avec Barlow est rare : le miroir peut se déplacer sur une grande plage, et le plan focal suit. Le décalage de 37,5 mm d’une Barlow x2 est absorbé sans problème.

Mais sur un réfracteur, un Newtonien ou un Maksutov, le focuser est mécanique et sa course est limitée. C’est là que le problème se pose.

En résumé

Une Barlow déplace le plan focal vers l’arrière d’environ 37,5 mm pour une x2. Si votre focuser n’a pas assez de course vers l’intérieur, vous ne pouvez pas faire la map. Trois solutions : dévisser la lentille et la visser directement sur la caméra (diminue le grossissement à environ 1,5x), utiliser une Barlow shorty (tube plus court, moins de décalage), ou passer à un Powermate TeleVue (pas de déplacement du plan focal). Les TeleVue sont mes préférées pour la qualité optique, et les Powermate sont la solution la plus propre au problème de backfocus.

Sources : TeleVue – Powermates ; Agena Astro – Guide des Barlow ; Agena Astro – Back Focus en astronomie ; Cloudy Nights – Focus avec Barlow.

Voir aussi sur Deep Space Astronomy : Récupérer les brutes de son smart telescope – Seestar, DWARFLAB et Vespera

Signature : CBurkhalter