Métrologie optique DOSSIER
LA TECHNOLOGIE DE SHACK HARTMANN ET SES AVANTAGES
Un analyseur de Shack Hartmann est un appareil de métrologie compact composé d’ une caméra devant laquelle est montée une matrice de microlentille permettant d’ échantillonner un faisceau incident. Les caractéristiques de la technologie sont:
TEMPS RÉEL: mesure dynamique de tous les paramètres ROBUSTESSE: Insensible aux vibrations et aux turbulences atmosphériques PRÉCISION: Précision standard de λ / 100 RMS
ACHROMATISME: Achromaticité sur toute la gamme spectrale de sensibilité du capteur
FACILITÉ D ' UTILISATION: Mesure absolue grâce à l’ étalonnage usine
Hartmann, et est robuste aux vibrations. Cela facilite son implémentation dans des environnements habituellement contraignants, au plus proche de la ligne de production, évitant d’ avoir à déplacer les échantillons vers le laboratoire de métrologie avec les contraintes que cela implique: impact sur le rendement, risque pour les pièces optiques( fragiles, ou requérant de nombreuses itérations de fabrication) ou inconvénients de manipulation( pièces encombrantes, extrêmement lourdes, etc.)
Enfin, la technique est compatible avec des mesures sur de multiples régions d’ intérêt simultanées, ce qui permet de contrôler des assemblages: fagots de cristaux, pièces cimentées sur une même cale par exemple avec la même cadence.
DÉMONSTRATIONS ET RÉSULTATS DE MESURES Pour démontrer la justesse de la mesure de surface de forme d’ échantillon optique par la méthode POP, un calibre de 40mm de diamètre et 10mm d’ épaisseur dont les deux faces ont été traitées a été utilisé. Les caractéristiques de réflectance de chacune des faces sont visibles dans la figure 2. Pour la mesure de front d’ onde, l’ instrument MESOL [ 2 ], équipé avec 4 sources aux longueurs d’ onde 405nm, 520nm, 635nm et 850nm a été choisi et, parmi les 5 zooms optiques motorisés qu’ il intègre, réglé sur le diamètre de faisceau de test 2 pouces( 50mm).
Pour la mesure de la première surface( A), le calibre est placé en face de l’ instrument, aligné via l’ interface utilisateur et mesuré à 405 nm. Comme la surface de sortie( B) est traitée avec un revêtement antireflet à 405nm, il n’ y a pas de signal parasite non désiré généré par la surface B de l’ échantillon qui viendrait perturber la mesure. Pour la mesure de la seconde surface( B), le calibre est retourné, réaligné et mesuré à 520 nm. Comme la surface de sortie de cette configuration( A) est, elle, traitée avec un revêtement antireflet à 520 nm, on s’ assure à nouveau qu’ il n’ y a pas de signal parasite non désiré qui viendrait perturber la mesure. Ces deux mesures, faites de manière classique en réflexion, donnent une référence d’ erreur de front d’ onde à laquelle comparer la mesure.
Le même calibre est maintenant mesuré via la méthode POP. Pour cela, le calibre est placé en face de l’ instrument et aligné une seule fois: il ne sera pas nécessaire de le retourner pour effectuer les deux mesures présentées dans la section précédente: la première correspondant aux fronts d’ ondes combinés des deux surfaces en réflexion, la deuxième correspondant à la mesure en transmission de l’ échantillon en double passage. Les algorithmes développés retournent ensuite les
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