Version Date Auteur Description Initiale 2 Sept 1 Frédéric Jabet Version initiale 4 Sept 1 Frédéric Jabet Ajout optique N = 2 14 Sept 1 Frédéric Jabet Ajout incertitudes, diffraction et autocollimation 22 Sept 1 Frédéric Jabet Incertitude liée à la longueur d onde.9 22 Sept 1 Frédéric Jabet Bilan d incertitude 1. 27 Sept 1 Karine Chevalier Approbation 1.1 12 Oct 1 Frédéric Jabet Ajout objectif N = 6.4 1.2 25 Oct 1 Frédéric Jabet Reconstruction document 1.3 15 Nov 1 Frédéric Jabet Prise en compte double passage 1.4 18 Nov 1 Frédéric Jabet Ajout miroir REOSC 53mm 1.5 1 er Fev 11 Frédéric Jabet Ajout incertitude miroir elliptique Airylab Présentation et bilan des incertitudes lors de la caractérisation des systèmes optiques Page 1
Sommaire Introduction... 3 Modes de mesure... 4 Cas 1a : mesure d un système transmissif, conjugaison infini foyer, illumination par fibre optique.. 4 Cas 1b : mesure d un système transmissif, conjugaison spécifique, illumination par fibre optique... 4 Cas 2 : mesure d un miroir sphérique concave par illumination directe... 5 Cas 3a : mesure d un miroir asphérique en double passage... 6 Cas 3b : mesure d un système transmissif en double passage... 7 Diagramme d Ishikawa... 8 Incertitudes... 9 Haso + mouvement d air + vibration non référencée... 1 Haso + mouvement d air + vibration référencée... 12 Calibration du LIP + Défaut du miroir de calibration... 14 Optique N=2... 15 Optique N=6,4... 17 Optique N=1... 19 Optique N=4... 21 Résumé de la détermination statistique Type A... 23 Incertitudes... 23 Maintien de l optique testée... 24 Diffraction... 25 Stabilité temporelle Haso et température... 27 Stabilité source et fibre... 28 Modélisation de Zernike... 29 Longueur d onde... 3 Miroir d autocollimation BD-6... 31 Miroir d autocollimation REOSC-53... 33 Miroir elliptique... 35 Bilan d incertitude... 36 Page 2
Introduction Ce document présente les incertitudes liées à la mesure de systèmes optiques sur la plateforme de métrologie de la société Airylab. Il donne également le bilan des incertitudes en fonction des différents protocoles de test mis en œuvre. Page 3
Modes de mesure Airylab mesure des systèmes optiques convergents ou plans par la méthode de Shack Hartmann. L analyseur provient de la société Imagine Optic, ainsi que pour le système d illumination. La méthode de mesure par Shack Hartmann offre une large enveloppe de fonctionnement. Néanmoins elle doit être utilisée dans la limite des spécifications données par le constructeur en termes de dynamique et de tilt. Plusieurs modes de mesure peuvent être utilisés par Airylab en fonction du type d échantillon à caractériser. Cas 1a : mesure d un système transmissif, conjugaison infini foyer, illumination par fibre optique Ce cas concerne des optiques : D une taille inférieure à la pupille de l analyseur HASO soit 4,9mm pour une pupille circulaire D une ouverture numérique inférieure à,12 qui est l ouverture d une fibre optique monomode 4µm. Dans ce cas une fibre optique monomode fournit un front d onde sphérique de très grande qualité pour illuminer l échantillon depuis son foyer. Le faisceau collimaté est mesuré par l analyseur. Airylab dispose de sources laser à 473, 543 et 635nm. Il est possible de remplacer le laser fibré par un point source sur dépoli tournant pour des ouvertures numériques plus importantes. Dans ce cas, une intégration plus longue de la mesure supprimera complètement les micro-tilts produits par le dépoli. Un centrage par rétroréflexion d un laser HENE est nécessaire pour se positionner sur l axe de référence du système. Cas 1b : mesure d un système transmissif, conjugaison spécifique, illumination par fibre optique Ce cas concerne des optiques : D une taille quelconque Page 4
Dont le fonctionnement nominal n est pas à la conjugaison infini-foyer, mais néanmoins convergente Dont l ouverture numérique résultante est compatible avec la dynamique du HASO soit inférieure à,1 Ce cas est proche du cas 1a. Seule la contrainte supplémentaire de convergence doit être prise en compte. Cas 2 : mesure d un miroir sphérique concave par illumination directe Ce cas concerne des optiques : Sphériques concaves De taille quelconque De nombre d ouverture compris entre N=2 et N=2 Au centre de courbure ou dans le champ. Dans ce cas et les suivants, Airylab utilise la solution d illumination LIP fournie par Imagine Optic et destinée à être utilisée sur le HASO32 du même constructeur. Cette solution fournit une illumination directement depuis l analyseur. Des optiques adaptables du même constructeur permettent de diverger le faisceau d illumination en fonction de l ouverture de l échantillon à mesurer. L ensemble HASO + LIP + Optiques a été appairé et réglé par le constructeur. A chaque montage, l ensemble HASO+LIP+optique doit être calibré par un miroir sphérique de référence. Cette calibration est nécessaire dès que l optique a été démontée ou si la longueur d onde utilisée a changé. Page 5
Cas 3a : mesure d un miroir asphérique en double passage Ce cas concerne des optiques : Miroirs asphériques concaves paraboliques Conjugaison infini-foyer Diamètre jusqu à 5mm (limite de taille du plus grand plan d autocollimation de la plateforme) Avec ou sans coating Sur l axe de référence ou dans le champ. Dans le cas d un miroir asphérique il n est pas possible de mesurer directement au rayon de courbure sans voir apparaître une aberration sphérique qui dépend du diamètre et du nombre d ouverture. Il faut donc procéder à une mesure en conjugaison en infini foyer en double passage avec l utilisation d un plan d autocollimation. Dans le cas d une parabole la mesure est faite dans la conjugaison nominale (infini foyer). Dans le cas d un autre type d asphère il faut vérifier que l écart à la sphère ne dépasse pas la dynamique de mesure du Haso. L incertitude due aux erreurs du plan d autocollimation compte pour la moitié par rapport aux défauts introduits par l optique mesurée. Lors de la mesure d un miroir parabolique en conjugaison infini-foyer, il est nécessaire de placer un miroir de renvoi à 9. En effet l insertion du Haso en obstruction entre l échantillon et le plan d autocollimation provoque une incertitude importante du fait de la diffraction des éléments (fibre, câble Firewire ) et du dégagement thermique du Haso. L incertitude de ce miroir s ajoute sous forme d une loi rectangulaire. Page 6
Cas 3b : mesure d un système transmissif en double passage Ce cas concerne des optiques : De taille supérieure à la pupille du Haso jusqu à 5mm Ouverte jusqu à N=2 Ce cas est similaire au cas 3a, mais appliqué à une optique transmissive. Contrairement au cas du miroir qui permet une détermination triviale de son axe, il est nécessaire de déterminer l axe de référence du système optique par retroréflexion d un laser HENE avant de prendre la mesure. Il est aussi possible de déterminer cet axe par la minimisation des aberrations hors axe (coma et astigmatisme). Il est possible de prendre les références en avance pour toutes les longueurs d onde à condition de ne pas déconnecter la fibre du LIP lors du changement de source. Dans tous les cas, le changement de longueur d onde implique un réglage sur l axe pour prendre en compte le chromatisme du collimateur du LIP et de son optique. L incertitude due aux erreurs du plan d autocollimation compte pour la moitié par rapport aux défauts introduits par l optique mesurée. Page 7
Diagramme d Ishikawa Le diagramme d Ishikawa suivant identifie les sources d incertitudes et les classe selon le type de distribution et leur importance relative. La convention est la suivante : Certaines sources d incertitudes sont liées entre elles et ne peuvent être dissociées, ou bien peuvent être mesurées conjointement. Page 8
Incertitudes Airylab utilise une approche GUM pour l évaluation de l incertitude (NF ENV 135). Airylab a choisi une analyse statistique (type A) autant que possible pour quantifier les incertitudes unitaires ou groupées. Les mesures sont faites sur des séries de 3 en conditions de répétabilité ou de reproductibilité. Le pourcentage de confiance retenu est 95%, soit k=2,4 Selon les protocoles de mesure, voici les sources d incertitude qui sont identifiées et potentiellement significatives : Incertitudes Distribution Evaluation Cas 1 Cas 2 Cas 3a Cas 3b Haso + mouvement d air + Normale + Type A O O O O vibration non référencé biais Haso + mouvement d air + Normale Type A O O O O vibration référencé Calibration du LIP + Défaut du Normale Type A NA O O O miroir de calibration Maintien de l optique testée Biais Mesure N O 1 O 1 N Diffraction Normale Non O O N 2 N 2 Stabilité temporelle Haso + Biais Type A O O O O température Stabilité source et fibre Normale Non O O O O Modélisation de Zernike Biais Non O O O O Longueur d onde Biais Mesure O O O O Miroir d autocollimation Normale Type A NA NA O O Miroir elliptique Rectangulaire Mesure NA NA O N (1) : selon la taille et l épaisseur du miroir mesuré. (2) : Sauf si objectif N=2, cet objectif n a pas de conjugaison de pupille Page 9
Haso + mouvement d air + vibration non référencée En mode non référencé, Imagine Optic annonce une précision moindre que lorsque qu une référence est prise : L/1 contre L/15, soit rapporté à 635nm 6,5nm contre 4,2 nm. L origine de cet écart provient de l incertitude liée à la calibration faite en usine de la matrice de micro lentilles et aux conditions environnementales. Le bruit du capteur CCD est également pris en compte par cette mesure. Analyse statistique en condition de répétabilité sur 3 mesures non moyennées à 635nm : Ecart type Moyenne Ecart max Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV RMS,25 3,93 1,5 PTV 1,23 21,7 5,22,36 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS 3 25 2 RMS 15 1 RMS 5 1 2 3 4 5 6 7 8 Page 1
1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 PTV 17 18 19 2 21 22 23 PTV Ecarts type sur la matrice : 2,E+ 1,8E+ 1,6E+ 1,4E+ 1,8E+-2,E+ 1,6E+-1,8E+ 1,4E+-1,6E+ 1,2E+ 1,2E+-1,4E+ 1,E+ 8,E-1 6,E-1 4,E-1 2,E-1,E+ 1 4 7 1 13 16 19 22 25 28 31 34 37 4 Série1 Série21 Série11 1,E+-1,2E+ 8,E-1-1,E+ 6,E-1-8,E-1 4,E-1-6,E-1 2,E-1-4,E-1,E+-2,E-1 Page 11
Haso + mouvement d air + vibration référencée En mode référencé, une première mesure tient lieu de référence pour les 3 mesures suivantes. Ce mode est celui qui est généralement utilisé lors des mesures avec le module LIP (référence globale Haso+LIP+ optique+miroir de calibration). Cette référence supprime le biais relatif à l incertitude de calibration usine des microlentilles selon les conditions environnementales. Le bruit du capteur CCD est également pris en compte par cette mesure. Analyse statistique en condition de répétabilité sur 3 mesures non moyennées à 635nm : Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV Ecart type Moyenne Ecart max RMS,18 1,3 1,3 PTV,92 7,2 3,17,36 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS 35 RMS 3 25 2 15 PTV 1 5 1 2 3 ou plus... Page 12
14 PTV 12 1 8 6 RMS 4 2 4 5 6 7 8 9 1 11 Ecarts type sur la matrice : 2,E+ 1,5E+ 1,E+ 1,5E+-2,E+ 1,E+-1,5E+ 5,E-1 5,E-1-1,E+ 37 33 29 25 21 17 13 9 5 1 Série29 Série1,E+ Série8 Série15 Série22,E+-5,E-1 Incertitudes Incertitude avec référence nm Incertitude type PTV,36 Incertitude élargie k=2 (95%) PTV,72 Incertitude moyenne RMS,3 Page 13
Calibration du LIP + Défaut du miroir de calibration Cette incertitude est liée aux défauts du miroir de calibration du système complet avec l illuminateur et aux variations liées à la procédure de calibration elle-même : repositionnement du miroir et ajustements mécaniques en X, Y et Z. Les analyses statistiques sont faites pour chacune des optiques dont Airylab dispose, soit N=2 ; 4 ; 6,4 et 1. Plus l ouverture est grande et plus les défauts du miroir de calibration prennent d importance : la surface illuminée est plus grande. Pour rappel le miroir de calibration est donné par Imagine Optic comme étant meilleur que L/1 PTV. Lors de l analyse statistique le miroir de calibration est repositionné aléatoirement à chaque mesure selon des réglages ϴX ϴY et ϴY différents. Le miroir est donc illuminé sur différentes zones et son erreur de forme ainsi que ses défauts de surface sont pris en compte dans cette incertitude. Page 14
Optique N=2 Cette optique ne conjugue pas la pupille de l optique mesurée. Aussi les points de mesure extérieurs sont ils supprimés pour éviter de prendre en compte des artefacts de diffraction. Cette optique est également celle qui utilise la plus grande surface du miroir de calibration et est donc celle qui est le plus impactée par les défauts d icelui. L objectif ne couvre pas la partie droite de la matrice et est donc uniquement destiné à des optiques aux pupilles circulaires. Les résultats montrent que la partie droite du champ reste affectée par la diffraction dans une faible mesure. Analyse statistique en condition de reproductibilité sur 3 mesures moyennées sur 1 échantillons à 635nm : Ecart type Moyenne Ecart max Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV RMS 1,32 26,17 4,24 PTV 13,72 174,37 8 2,5 4,1 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS 25 PTV 2 15 1 5 13 15 17 19 21 23 25 27 Page 15
RMS 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 23 24 25 26 27 28 29 Ecarts type sur la matrice : 25 2 2-25 15 1 5 Série29 Série22 Série15 Série8 15-2 1-15 5-1 -5 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Série1 Page 16
Optique N=6,4 Analyse statistique en condition de reproductibilité sur 3 mesures moyennées sur 1 échantillons à 635nm : Ecart type Moyenne Ecart max Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV RMS,92 762,33 3,17 PTV 6,14 437,2 21 1,12 1,3 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS PTV 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 RMS 4295 4299 433 437 4311 4315 4319 4323 Page 17
RMS 16 14 12 1 8 6 PTV 4 2 76 761 762 763 764 765 ou plus... Ecarts type sur la matrice : 8 7 6 5 4 3 2 1 Série21 Série16 Série11 Série31 Série26 7-8 6-7 5-6 4-5 3-4 2-3 1-2 -1 1 3 5 7 9 11 1315 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Série6 Série1 Page 18
Optique N=1 Analyse statistique en condition de reproductibilité sur 3 mesures moyennées sur 1 échantillons à 635nm : Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV Ecart type Moyenne Ecart max RMS 1,24 34,1 4,23 PTV 6,45 172,63 26 1,18 1,77 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 RMS 31 32 33 34 35 36 37 38 RMS Page 19
12 PTV 1 8 6 4 PTV 2 16 165 17 175 18 185 19 Ecarts type sur la matrice : 1, 8, 6, 4, 2,, 1 4 7 1 13 16 19 22 25 28 31 34 37 4 Série31 Série26 Série21 Série16 Série11 Série6 Série1 8,-1, 6,-8, 4,-6, 2,-4,,-2, Page 2
Optique N=4 Analyse statistique en condition de reproductibilité sur 3 mesures moyennées sur 1 échantillons à 635nm : Ecart type Moyenne Ecart max Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV RMS 1,63 448,4 7,3 PTV 14,51 2852,83 54 2,65 4,31 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS RMS 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 RMS 444 445 446 447 448 449 45 451 PTV 8 7 6 5 4 3 PTV 2 1 282 283 284 285 286 287 288 Page 21
Ecarts type sur la matrice : 25, 37 33 29 25 21 17 13 9 5 1 2, 15, 1, 5, Série1, Série8 Série15 Série22 Série29 2,-25, 15,-2, 1,-15, 5,-1,,-5, Page 22
Résumé de la détermination statistique Type A Données N=2 N=4 N=6,4 N=1 Ecart type RMS 1,32 1,63,92 1,24 Ecart max RMS 4 7 3 4 Incertitude répétabilité de la moyenne RMS,24,3,17,23 Ecart type PTV 13,72 14,51 6,14 6,45 Ecart max PTV 8 54 21 26 Incertitude de répétabilité de la moyenne PTV 2,5 2,65 1,12 1,18 Incertitude répétabilité de la pire zone PTV 4,1 4,31 1,3 1,77 Incertitudes Optique N=2 N=4 N=6,4 N=1 Incertitude type PTV (nm) 4,1 4,31 1,3 1,77 Incertitude élargie k=2 (95%) PTV (nm) 8,2 8,62 2,6 3,54 Incertitude moyenne RMS (nm),24,3,17,23 Page 23
Maintien de l optique testée L effet des contraintes mécaniques sur des optiques de grande taille liées au maintien sur un support à sangle (miroir) ou sur la platine auto-centreuse est évalué pour chaque échantillon testé par une rotation à 9 de l optique. Page 24
Diffraction L effet de la diffraction est supprimé par désactivation sur la carte des pentes des mesures aberrantes. Le HASO peut automatiquement ignorer les bords de la pupille. Exemple avant suppression du bord : Après extinction des mesures affectées par la diffraction : Page 25
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Stabilité temporelle Haso et température Evaluation en cours. Page 27
Stabilité source et fibre Le HASO étant achromatique, la stabilité temporelle de la source n a pas d influence. De même la connexion de la fibre sur le LIP n influence pas la mesure car elle intervient avant la prise de référence. En cas de changement de source, la modification est faite du coté source de la connexion. En aucun cas la fibre n est déconnectée du LIP car il est impossible de garantir le repositionnement de la ferrule. Page 28
Modélisation de Zernike La modélisation de Zernike tend à supprimer les informations de haute fréquence spatiale par l interpolation polynomiale. Le Haso inclus la possibilité d ajouter les défauts résiduels de hautes fréquences au polynôme de Zernike. Néanmoins l interpolation impacte le résultat particulièrement dans le cas de systèmes présentant une obstruction centrale. Aussi les mesures fournies par Airylab sont elles systématiquement faites sans interpolation. Les termes du polynôme sont néanmoins fournis pour identifier les sources des termes d aberration. Page 29
Longueur d onde Le changement de longueur d onde (coté source) introduit un biais de mesure dû au chromatisme du collimateur et de l objectif du LIP. Il est donc indispensable de compenser sur l axe optique (déplacement sur l axe Z) ce chromatisme et de prendre une référence par longueur d onde préalablement à la mesure. Le décalage sur l axe Z est pour exemple le suivant pour l objectif N=1 : 635nm 543nm -2µm 473nm +2µm Pour caractériser la variation des résultats sur un échantillon ne présentant de chromatisme (miroir fortement aberrant), 2 mesures sont moyennées avec le rappel pour chaque longueur d onde d une calibration sur le miroir sphérique de référence. Lambda PTV RMS 473nm 1224 33 543nm 1245 328 635nm 1264 334 La variation des résultats est conforme aux autres sources d incertitude qui sont énumérées dans ce document. Aucune incertitude n est donc retenue quand à l utilisation de différentes longueurs d onde à condition de procéder à une calibration préalable pour chacune d entre elles, et à condition de ne pas déconnecter la fibre coté LIP. Page 3
Miroir d autocollimation BD-6 Ce test évalue l incertitude introduite par les défauts du miroir d autocollimation de 15mm (origine Bond Optics). L évaluation statistique est faite par une mesure référencée en condition de reproductibilité avec une rotation aléatoire du miroir entre chaque mesure. La pupille de mesure de 9mm (avec une obstruction centrale) couvre l ensemble du miroir d autocollimation de 14mm effectif à l issue des rotations. Le miroir (BD-6) est donné pour une qualité minimum de L/25 PTV à 635nm. Les mesures au bord de la pupille et de l obstruction sont retirées pour limiter les défauts liés à la diffraction de l optique relai. L incertitude due aux erreurs du plan d autocollimation compte pour la moitié par rapport aux défauts introduits par l optique mesurée. A noter que les résultats sont majorés à cause de la diffraction introduite par l optique relais. Analyse statistique en condition de reproductibilité sur 3 mesures moyennées sur 1 échantillons à 635nm : Ecart type Moyenne Ecart max Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV RMS 14,51 28,93 45 2,65 PTV 91,93 191,17 34 16,78 8 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS 7 6 5 4 3 2 1 PTV 3 7 11 15 19 23 27 31 35 ou plus... Page 31
7 6 5 4 3 2 1 RMS 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 ou plus... Ecarts type sur la matrice : Série31 Série28 Série25 Série22 Série19 Série16 Série13 4-6 2-4 -2 6 42 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Série1 Série7 Série4 Série1 Incertitude Incertitude miroir BD-6 nm Incertitude type PTV (nm) 8 Incertitude élargie k=2 (95%) PTV (nm) 16 Incertitude moyenne RMS (nm) 2,65 Page 32
Miroir d autocollimation REOSC-53 Ce test évalue l incertitude introduite par les défauts du miroir d autocollimation de 53mm (Origine REOSC). L évaluation statistique est faite par une mesure référencée en condition de reproductibilité avec une translation de l ensemble optique relai + HASO + LIP entre chaque mesure. La pupille de mesure de 23mm (avec une obstruction centrale) couvre l ensemble du miroir d autocollimation de 5mm effectif à l issue des translations. Le miroir (REOSC-53) n a pas de données constructeur spécifiée, mais a été utilisé comme miroir de référence. Les mesures au bord de la pupille et de l obstruction sont retirées pour éliminer les défauts liés à la diffraction. Il faut noter que l optique relai ainsi l espace entre le relai et le miroir d autocollimation (environ 3cm) génère une turbulence non négligeable. Cette mesure d incertitude prend donc en compte l incertitude due à la turbulence de la plateforme pour la mesure d optique de grande pupille. L incertitude due aux erreurs du plan d autocollimation compte pour la moitié par rapport aux défauts introduits par l optique mesurée. Analyse statistique en condition de reproductibilité sur 3 mesures moyennées sur 2 échantillons à 635nm : Ecart type Moyenne Ecart max Incertitude de répétabilité de la moyenne 1 Incertitude type de l échantillon : pire cas PTV RMS 5,66 22,27 23 1,3 PTV 23,51 115,73 115,73 4,29 4,74 : X/ N, N=3, X=M ou σ : σ/ N, σ écart type maximal sur la matrice de micro-lentilles Distributions PTV et RMS PTV 9 8 7 6 5 4 3 2 1 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 Page 33
12 RMS 1 8 6 4 2 1 13 16 19 22 25 28 31 34 37 4 ou plus... Ecarts type sur la matrice : Série31 Série28 Série25 Série22 Série19 Série16 Série13 2-3 1-2 -1 3 21 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 Série1 Série7 Série4 Série1 Incertitude Incertitude miroir REOSC-53 nm Incertitude type PTV (nm) 4,74 Incertitude élargie k=2 (95%) PTV (nm) 9,48 Incertitude moyenne RMS (nm) 1,3 Page 34
Miroir elliptique Le miroir de renvoi à 9, plan de forme elliptique, est de qualité connue. Ses défauts étant perçu à 45 par rapport à l axe de mesure de l échantillon, l erreur apportée par ce plan est minorée d un facteur cos(45 ) soit,77. L incertitude pour l utilisation de ce plan de renvoi est donc de 45*,77=+/-15,9nm PTV et 3,88nm RMS en loi rectangulaire. Incertitude miroir plan Ariel nm Incertitude type PTV (nm) 15,9 Incertitude moyenne RMS (nm) 3,88 Page 35
Bilan d incertitude Les différentes sources d incertitude sont combinées conformément à la méthode GUM. U R Répétabilité (mode référencé) PTV cas le plus défavorable :,72nm (k=2) RMS :,3nm U C Incertitude liée à la calibration Optique N=2 N=4 N=6,4 N=1 Incertitude type PTV (nm) 4,1 4,31 1,3 1,77 Incertitude élargie k=2 (95%) PTV (nm) 8,2 8,62 2,6 3,54 Incertitude moyenne RMS (nm),24,3,17,23 U A Incertitude liée au miroir d autocollimation (BD-6) Incertitude miroir BD-6 nm Incertitude type PTV (nm) 8 Incertitude élargie k=2 (95%) PTV (nm) 16 Incertitude moyenne RMS (nm) 2,65 U A Incertitude liée au miroir d autocollimation (REOSC-53) Incertitude miroir REOSC-53 nm Incertitude type PTV (nm) 4,74 Incertitude élargie k=2 (95%) PTV (nm) 9,48 Incertitude moyenne RMS (nm) 1,3 U E Incertitude liée au miroir elliptique Incertitude miroir plan Ariel Optics nm Incertitude type PTV (nm) 15,9 Incertitude moyenne RMS (nm) 3,88 Bilan cas par cas Les incertitudes sont combinées par une somme quadratique. Pour le cas 1 : Pour le cas 2 : Page 36
Pour le cas 3a : Pour le cas 3b : Pupille < 14mm Sans LIP F2 F4 F6,4 F1 Cas 1 Cas 2 Cas 3a Cas 3b RMS,3 NA NA NA NA PTV,72 NA NA NA NA RMS NA,24,3,17,23 PTV NA 8,5 8,65 2,7 3,61 RMS NA 4,11 4,11 4,1 4,11 PTV NA 19,54 19,79 18, 18,16 RMS NA 1,35 1,36 1,34 1,35 PTV NA 11,35 11,78 8,44 8,78 Pupille > 14mm Sans LIP F2 F4 F6,4 F1 Cas 1 Cas 2 Cas 3a Cas 3b RMS,3 NA NA NA NA PTV,72 NA NA NA NA RMS NA,24,3,17,23 PTV NA 8,5 8,65 2,7 3,61 RMS NA 3,92 3,93 3,92 3,92 PTV NA 18,44 18,71 16,81 16,98 RMS NA,57,6,54,56 PTV NA 9,34 9,86 5,45 5,96 Fin du document Page 37