04/05/201004/05/2010 zygozygo 11

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

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

Lionel JacubowiezLionel Jacubowiez

Responsable des Travaux Pratiques de Responsable des Travaux Pratiques de SupOptiqueSupOptique

04/05/201004/05/2010 zygozygo 22

ZygoInstrument de contrôle optique industriel

aux Travaux pratiques (depuis 92)

ZygoInstrument de contrôle optique industriel

aux Travaux pratiques (depuis 92)

04/05/201004/05/2010 zygozygo 33

Contrôle interférométriqueContrôle interférométrique

Surface à Surface à mesurermesurerPlan de référencePlan de référence

Laser Laser HeNeHeNe++Objectif de microscope Objectif de microscope et trou d’épuration et trou d’épuration

InterférogrammeInterférogramme

04/05/201004/05/2010 zygozygo 44

Contrôle interférométriqued’un système optiqueContrôle interférométriqued’un système optique

Système Système optique à optique à étudierétudier

Plan de référencePlan de référenceLaser Laser HeNeHeNe++Objectif de microscope Objectif de microscope et trou d’épuration et trou d’épuration

InterférogrammeInterférogramme

Miroir de référenceMiroir de référence

04/05/201004/05/2010 zygozygo 55

Contrôle interférométriqueContrôle interférométrique

Défaut de front d’onde :Défaut de front d’onde :

λλ // 2 entre deux franges2 entre deux franges

Défaut de front d’onde Défaut de front d’onde mesuré avec et sans tiltmesuré avec et sans tilt

04/05/201004/05/2010 zygozygo 66

Contrôle interférométriqueContrôle interférométrique

Pour les méthodes Pour les méthodes interférométriquesinterférométriques : il : il faut une surface de référence.faut une surface de référence.La qualité de la mesure dépendra de cette La qualité de la mesure dépendra de cette surface.surface.Pour les méthodes Pour les méthodes interférométriquesinterférométriques : :

NbreNbre de points de mesures de points de mesures NbreNbre de pixels de pixels de la CCD (exemple 776 x 576)de la CCD (exemple 776 x 576)

04/05/201004/05/2010 zygozygo 77

Plan du ZygoPlan du Zygo

04/05/201004/05/2010 zygozygo 88

Principe des mesures par « phase shift »(ou « glissement de phase »)Principe des mesures par « phase shift »(ou « glissement de phase »)

Plan de référence Surface étudiée

z

y

l

h(x,y)onde planeincidente

O

ondes réfléchies δ déplacement du plan de réf.

Cinq images obtenues pour un décalage de Cinq images obtenues pour un décalage de λλ/8 entre deux positions successives du /8 entre deux positions successives du plan de référenceplan de référence

Plan de référence déplacéPlan de référence déplacépar une cale piézoélectriquepar une cale piézoélectrique

04/05/201004/05/2010 zygozygo 99

Évolution sinusoïdal de l ’éclairement des points A, B et C pendant le « phase shift »Évolution sinusoïdal de l ’éclairement des points A, B et C pendant le « phase shift »

ϕϕ(B) ?(B) ?

ϕϕ(C) ?(C) ?

Les phases des points sont obtenues à partir des 5 images Les phases des points sont obtenues à partir des 5 images

04/05/201004/05/2010 zygozygo 1010

Obtention de la phase (modulo 2π)et déroulement de cette phaseObtention de la phase (modulo 2π)et déroulement de cette phase

Interférogramme Phase non déroulée Phase déroulée

04/05/201004/05/2010 zygozygo 1111

Exemple de défaut du front d ’onde mesuré au ZygoExemple de défaut du front d ’onde mesuré au Zygo

PV = 0.6 PV = 0.6 λ λ et RMS = 0.1 et RMS = 0.1 λλ

04/05/201004/05/2010 zygozygo 1212

PSF-Rapport de StrehlPSF-Rapport de Strehl

Rappels et définitions :Rappels et définitions :PSF (Réponse PSF (Réponse percussionnellepercussionnelle) :) :

Module carré de la Transformée de Fourier de Module carré de la Transformée de Fourier de ll ’amplitude du front d’amplitude du front d ’onde dans las pupille :’onde dans las pupille :

)()(22

λπ

λπ pupillepupille j

pupille

j

pupille eaTFeaTFPSFΔ

∗Δ

×=

04/05/201004/05/2010 zygozygo 1313

Rapport de StrehlRapport de Strehl

Rapport de Rapport de StrehlStrehl ::

Rapport du maximum de lRapport du maximum de l ’éclairement dans ’éclairement dans la tache image réelle sur lela tache image réelle sur le maximum de maximum de l’éclairement dans la tache image idéale, cl’éclairement dans la tache image idéale, c ’est ’est à dire limitée par la diffraction.à dire limitée par la diffraction.

)max()max(

idéale

reéllestrehl PSF

PSFR =

04/05/201004/05/2010 zygozygo 1414

FTMFTM

Rappel :Rappel :FTM (MTF Fonction de transfert de Modulation) :FTM (MTF Fonction de transfert de Modulation) :

Elle est obtenue par le calcul de la Transformée de Elle est obtenue par le calcul de la Transformée de Fourier de la PSF.Fourier de la PSF.