AiryLab. 34 rue Jean Baptiste Malon, Gréoux les Bains. Rapport de mesure

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Hervé Jean-Pierre Labrie
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1 AiryLab. 34 rue Jean Baptiste Malon, Gréoux les Bains Rapport de mesure Référence : FJ Référence Client xxx Date 14/02/2014 Type d'optique Triplet ED Opérateur FJ Fabricant Altair Procédure de mesure RF-DP Nom/modèle 102/6.5 Haso HA-4333 S/N xxx LIP LI-1028 Objectif(s) MOD32-4/6.4 Longueur d onde Miroir RS Incertitude PTV 9,86nm Termes d'aberration pris en compte dans les résultats Incertitude RMS 0,6nm Tilt X Interpolation X2 Tilt Y Mode Zonal + modal Focus référence Oui Astig 0 Mesures moyennées 200 Astig 45 Double passage Oui Coma 0 température 20 Coma 90 Sous pupilles - Sphérique Conjugaison de pupille Oui Essais réalisés Centrage sur l'axe (1) Mesure sur l'axe Mesure chromatisme Mesure sur mécanique Alignement optique («collimation») Mesure dans le champ Courbure de champ Système correcteur Conjugaison RR Oui Oui Oui Oui Oui Oui Oui Foyer (1) : RR rétroréflexion laser HENE, RA réduction des aberrations de champ. Page 1

Procédure de mesure RF-DP Nom/modèle 102/6.5 Haso HA-4333 S/N xxx LIP LI-1028 Objectif(s) MOD32-4/6.

2 Sommaire 1 Données théoriques Détermination de l axe optique par rétro-réflexion Mesures sur l axe à réception Mesure sur l axe à 635nm Front d onde Front d onde au meilleur foyer PSF MTF Décomposition de Zernike Mesure sur l axe à 543nm Front d onde Front d onde au meilleur foyer PSF MTF Décomposition de Zernike Mesure sur l axe à 473nm Front d onde Front d onde au meilleur foyer PSF MTF Décomposition de Zernike Mesures après alignement optique Mesure sur l axe à 473nm Front d onde Chromatisme Décalage des meilleurs foci sur l axe Sphérochromatisme Aberration sphérique en fonction de la longueur d onde Fin du document Page 2

2.4 MTF... 10 3.2.5 Décomposition de Zernike... 10 3.3 Mesure sur l axe à 473nm... 12 3.3.1 Front d onde... 12 3.3.2 Front d onde au meilleur foyer... 12 3.3.3 PSF... 13 3.3.4 MTF... 13 3.3.5 Décomposition de Zernike... 14 4 Mesures après alignement optique.

3 Page 3

4 1 Données théoriques Focale : 663. Pupille: 102mm. Nombre d ouverture : 6,5 Diamètre théorique de la tâche de diffraction : Focale 663 Diamètre 102 Longueur d'onde Taille PSF µm , , ,50 Fréquences théoriques de coupure de la fonction de transfert de modulation (MTF) en cycles/mm Focale 663 Diamètre 102 Longueur d'onde Coupure , , ,26 2 Détermination de l axe optique par rétro-réflexion Un léger désalignement est perceptible. Page 4

PSF µm 635 10,07 543 8,61 473 7,50 Fréquences théoriques de coupure de la fonction de transfert de modulation (MTF) en

5 Objectif des mesures de front d onde : Ces mesures correspondent à la mesure de la forme globale du front d onde issu du système. Il s agît de la mesure la plus importante en termes de résolution optique. Cette mesure donne les valeurs d erreur sur le front d onde Peak To Valley (PTV) et moyennée (RMS). Un instrument est considéré comme étant limité par la diffraction pour la valeur d erreur PTV de 135nm. Néanmoins il faut prendre en compte le diamètre et l ouverture relative de l instrument : plus l instrument est grand et ouvert et plus il est difficile d avoir une erreur faible. Ces mesures peuvent être effectuées sur l axe et dans le champ et à différentes longueurs d onde. La mesure du front d onde permet de déduire la PSF (tâche de diffraction), la fonction de transfert de modulation (contraste en fonction des fréquences spatiales) et le ratio de Strehl. 3 Mesures sur l axe à réception 3.1 Mesure sur l axe à 635nm Front d onde Ratio de Strehl 0,795 Page 5

$Un instrument est considéré comme étant limité par la diffraction pour la valeur d erreur PTV de 135nm.$

6 3.1.2 Front d onde au meilleur foyer Cette position permet de compenser en partie l aberration sphérique avec la défocalisation. Page 6

7 3.1.3 PSF MTF Décomposition de Zernike Page 7

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9 3.2 Mesure sur l axe à 543nm Front d onde Ratio de Strehl 0, Front d onde au meilleur foyer Cette position permet de compenser en partie l aberration sphérique avec la défocalisation. Page 9

10 3.2.3 PSF MTF Décomposition de Zernike Page 10

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12 3.3 Mesure sur l axe à 473nm Front d onde Ratio de Strehl 0, Front d onde au meilleur foyer Cette position permet de compenser en partie l aberration sphérique avec la défocalisation. Page 12

13 3.3.3 PSF MTF Page 13

14 3.3.5 Décomposition de Zernike Page 14

15 4 Mesures après alignement optique 4.1 Mesure sur l axe à 473nm Front d onde Ratio de Strehl 0,877 Page 15

16 4.2 Chromatisme Objectif : La mesure du chromatisme concerne tous les systèmes optiques comportant des dioptres. Un élément transmissif a un comportement variable en fonction de la longueur d onde. Les deux mesures importantes sont le chromatisme (décalage du foyer en fonction de la longueur d onde) et le sphérochromatisme. Ces mesures permettent aussi de déterminer pour quelle longueur d onde le système est optimisé, idéalement entre 500 et 550nm (vert) Décalage des meilleurs foci sur l axe En µm Rouge 635 nm 0 Vert 543 nm -10 Bleu 473 nm Sphérochromatisme Base de calcul : aberration sphérique 3eme, 5eme et 7eme ordre ,3500-0,3000-0,2500-0,2000-0,1500-0,1000-0,0500 0,0000 Chromatisme longitudinal, Unités mm 1 Page 16

Les deux mesures importantes sont le chromatisme (décalage du foyer en fonction de la longueur d onde) et le sphérochromatisme.

17 3,00E-02 2,00E-02 1,00E-02 0,00E ,8-0,6-0,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1-1,00E-02-2,00E-02-3,00E-02 Chromatisme transverse, Unités mm Aberration sphérique en fonction de la longueur d onde y = -0,23x + 83, Aberration sphérique de 3eme ordre en nm en fonction de la longueur d onde en nm L objectif est calé à 360nm (UV). Page 17

2,00E-02-3,00E-02 Chromatisme transverse, Unités mm 4.2.3 Aberration sphérique en fonction de

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