DOSSIER
Métrologie optique
deux cartes d’ erreur de front d’ onde des deux formes de surface. Il est alors possible de les comparer aux mesures précédentes obtenues en réflexion.
Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau 1.
On constate que les mesures de forme de surface mesurées sont parfaitement cohérentes: la surfaces A et la surface B présentent les mêmes erreurs de front d’ onde RMS quelle que soit la méthode de test utilisée, à l’ erreur près de l’ instrument utilisé( λ / 100 RMS).
Résultats annexes: on peut aussi constater que la justesse de mesure est assurée alors que les différentes mesures ont été réalisées à 3 longueurs d’ onde différentes, ce qui montre aussi l’ achromaticité de l’ analyseur de Shack Hartmann. Les cartes de forme de surface visibles dans les figures 2 ou 3 montrent aussi que l’ échantillon n’ est pas parfaitement plan. La surface A est légèrement convexe, et la B légèrement concave.
La méthode POP peut aussi être appliquée à des échantillons avant traitement, comme par exemple des substrats minces( 2 mm) de grand diamètre( 200mm) visibles en figure 4, afin de sélectionner la surface de meilleure qualité. Cette surface est celle qui sera traitée avec un revêtement réflectif pour laser de haute intensité: la « SURFACE _ A » dans le cas présenté. La méthode permet de minimiser les manipulations de l’ échantillon qui est délicat, et
Figure 4. Substrat plan caractérisé par la méthode POP( gauche) et les formes de surface mesurées( droite) visualisées hors courbure( sphère) pour sélectionner celle qui sera traitée avec un revêtement réfléchissant.
d’ optimiser la qualité optique des miroirs produits.
CONCLUSION La méthode POP démontre qu’ une exploitation innovative de la technologie Shack-Hartmann permet de répondre efficacement aux défis de la métrologie des optiques à surfaces parallèles. En mesurant des fronts d’ onde combinés sans interférences à l’ aide de sources à faible cohérence, elle autorise la reconstruction simultanée des formes des deux surfaces d’ un même échantillon, sans préparation ni retournement, et à toute longueur d’ onde.
Les résultats expérimentaux montrent une excellente cohérence
Tableau 1. Résultats obtenus.
MESURE CLASSIQUE EN RÉFLEXION Surface A 122,5 nm RMS 125,7 nm RMS Surface B 92,9 nm RMS 90,1 nm RMS
RÉFÉRENCES avec des mesures de référence en réflexion, confirmant la justesse et l’ achromaticité de l’ approche.
Au-delà de la performance métrologique, la méthode développée se distingue par sa rapidité, sa robustesse environnementale et sa compatibilité avec des contextes industriels contraignants. Les perspectives de développement concernent l’ extension à des composants de grand diamètre, et la déclinaison de la méthode pour déterminer la variation d’ indice de l’ échantillon. POP se positionne comme une évolution prometteuse de la métrologie photonique, adaptée aux exigences croissantes de la fabrication optique moderne.
MESURE NOUVELLE MÉTHODE POP
[ 1 ] Craig R. Forest, Claude R. Canizares, Daniel R. Neal, Michael McGuirk, and Mark Lee Schattenburg, Optical Engineering 43( 3),( 2004). https:// doi. org / 10.1117 / 1.1645256
[ 2 ] MESO, spécifications techniques. https:// www. imagine-optic. com / products / meso-metrology-system /
38 www. photoniques. com I Photoniques 136