Analyse de fronts d`onde avec un interféromètre de type Zygo

Analyse de fronts d’onde avec un
interféromètre de type Zygo
Lionel Jacubowiez
Responsable des Travaux Pratiques de
SupOptique
04/05/2010
zygo
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Zygo
Instrument de contrôle optique industriel
aux Travaux pratiques (depuis 92)
04/05/2010
zygo
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Contrôle interférométrique
Interférogramme
Laser HeNe
+
Objectif de microscope
et trou d’épuration
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Plan de référence
zygo
Surface à
mesurer
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Contrôle interférométrique
d’un système optique
Interférogramme
Laser HeNe
+
Objectif de microscope
et trou d’épuration
04/05/2010
Miroir de référence
Plan de référence
Système
optique à
étudier
zygo
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Contrôle interférométrique
Défaut de front d’onde :
λ / 2 entre deux franges
Défaut de front d’onde
mesuré avec et sans tilt
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zygo
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Contrôle interférométrique
Pour les méthodes interférométriques : il
faut une surface de référence.
Ê La qualité de la mesure dépendra de cette
surface.
Ê
Ê Pour les méthodes interférométriques :
Nbre de points de mesures O Nbre de pixels
de la CCD (exemple 776 x 576)
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zygo
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Plan du Zygo
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zygo
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Principe des mesures par « phase shift »
(ou « glissement de phase »)
Plan de référence déplacé
de référence
par une calePlan
piézoélectrique
Surface étudiée
y
O
z
h(x,y)
onde plane
incidente
ondes réfléchies
δ déplacement du plan de réf.
l
Cinq images obtenues pour un décalage de
λ/8 entre deux positions successives du
plan de référence
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zygo
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Évolution sinusoïdal de l ’éclairement des
points A, B et C pendant le « phase shift »
ϕ(B) ?
ϕ(C) ?
Les04/05/2010
phases des points sont obtenues
à partir des 5 images9
zygo
Obtention de la phase (modulo 2π)
et déroulement de cette phase
Interférogramme
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Phase non déroulée
zygo
Phase déroulée
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Exemple de défaut du front d ’onde
mesuré au Zygo
PV = 0.6 λ et RMS = 0.1 λ
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zygo
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PSF-Rapport de Strehl
Rappels et définitions :
‹ PSF (Réponse percussionnelle) :
Module carré de la Transformée de Fourier de
l ’amplitude du front d ’onde dans las pupille :
PSF = TF (a pupille e
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j
2πΔ pupille
λ
∗
) × TF (a pupille e
zygo
j
2πΔ pupille
λ
)
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Rapport de Strehl
‹ Rapport de Strehl :
Rapport du maximum de l ’éclairement dans
la tache image réelle sur le maximum de
l’éclairement dans la tache image idéale, c ’est
à dire limitée par la diffraction.
Rstrehl =
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max( PSFreélle )
zygo
max( PSFidéale )
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FTM
Rappel :
‹ FTM (MTF Fonction de transfert de Modulation) :
Elle est obtenue par le calcul de la Transformée de
Fourier de la PSF.
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zygo
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