Forme idéale
La forme des miroirs doit s'approcher au mieux de la forme idéale (parabolique, hyperbolique, plane...). A grande comme à petite échelle, aucun défaut ne doit excéder une limite, dont la valeur dépend des performances souhaitées.
Qualité du miroir
Mise en évidence, fortement exagérée, des défauts de forme d'un miroir parabolique à grande ou à petite échelle.
Crédit :
ASM
Miroir primaire du VLT
Miroir de 8.2 m poli par la société REOSC pour le VLT. L'échelle est donnée par les ingénieurs figurant sur le cliché.
Crédit :
REOSC
Optique active
Plutôt que de confier la forme idéale du collecteur à une position statique et rigide, l'optique active préfère inclure une chaîne de correction
commandant la forme idéale du miroir au moyen d'actuateurs positionnant idéalement chaque sous-élément du miroir.
Cette technique est employée p.ex. pour les miroirs de 8.2 m du VLT. Si leur forme idéale devait découler de leur seule rigidité, ces miroirs auraient une épaisseur supérieure à 2 m : solution inadaptée. Les miroirs sont minces (18 cm) ; leur faible épaisseur leur assure une certaine souplesse, et quelle que soit leur position, des actuateurs les repositionnent pour une forme idéale.
Miroir primaire du VLT
Optique active : miroir mince et actuateurs. Remarquer que la forme du miroir est hyperbolique : les télescopes du VLT sont de type
Ritchey-Chrétien.
Crédit :
ESO
Miroir du VLT : résidus
En mode actif, les actuateurs assurent un profil idéal. Les écarts à la forme idéale (ici hyperbolique), mesurés par le senseur du front d'onde, ont un écart-type de 43 nm, soit environ 10 fois moins qu'une longueur d'onde dans le visible.
Crédit :
ESO
Domaine radio
Dans le domaine radio, caractérisé par des longueurs d'onde relativement grandes, un grillage peut suffire à constituer un bon miroir. Il est vu par l'onde tel une surface pleine, et sa forme rapportée à la longueur d'onde considérée est suffisamment précise.
Miroir du radiotélescope de Nançay
Le collecteur du radiotélescope de Nançay inclut un miroir sphérique. Aux longueurs d'ondes étudiées (typiquement décimétriques), la surface collectrice grillagée présente les mêmes propriétés de réflexion qu'une surface pleine plane.
Crédit :
Observatoire de Paris
Objectifs
L'étude technologique des qualités optiques des éléments des collecteurs astronomiques s'appuie sur de multiples domaines non ici explorés. On s'intéresse essentiellement à la forme géométrique idéale des collecteurs, en laissant de côté : les aberrations, les propriétés thermomécaniques des miroirs et de leurs supports, les propriétés de réflexion des surfaces ; la transmission dans les verres des lentilles...
Miroir de "salle de bain". La plaque de verre protège la couche métallique réfléchissante (en bleu).
Crédit :
ASM
Miroir optique. Le substrat de verre supporte le fin dépôt métallique réfléchissant. Sa forme, sa taille et son poli sont essentiels, conférant au miroir ses qualités optiques.
Crédit :
ASM
Miroirs
Un miroir optique diffère d'un miroir usuel.
Un miroir usuel est constitué d'une plaque de verre protégeant une feuille métallique réfléchissante. Le faisceau optique traverse par 2 fois cette vitre, avant et après la réflexion métallique.
Un miroir astronomique est constitué d'un support vitreux, précisément taillé, recouvert d'une très fine couche métallique réfléchissante (aluminium, argent ou or principalement, selon le domaine de longueurs d'onde utilisé), éventuellement protégée d'une mince couche d'oxyde. Le faisceau optique ne traverse pas le verre.
Le substrat en verre est typiquement du zérodur, verre se caractérisant par un très faible coefficient de dilatation thermique.
Qualité
La qualité des optiques de toute la chaîne de détection est essentielle. Elle se traduit par la fonction d'étalement du point, qui rend compte de l'image d'un objet ponctuel à l'infini.
Cette qualité, pour un miroir, se résume souvent à un paramètre : à grande ou à petit échelle, le miroir ne doit pas s'écarter de sa forme idéale de plus d'une fraction de longueur d'onde (typiquement de 
pour un dioptre usuel à 
pour une optique d'interféromètre).
Optique active
On appelle optique active un système restituant la forme idéale des surfaces collectrices non de façon statique, avec des miroirs très rigides, mais dynamique, avec des miroirs minces positionnés par des actuateurs. L'optique active corrige les déformations lentes d'origine thermique et mécanique.
Optique adaptative
L'optique adaptative corrige en temps réel les défauts du front d'onde induits par la turbulence. Voir les pages dédiées à l'optique adaptative.