Labellisée par l’AMU et le CNRS, la plateforme technologique mutualisée POLARIS offre des services de polissage et de métrologie optique. Elle possède des équipements de polissage couvrant la gamme de dimensions complète entre 10 mm et 1.2 m de diamètre. Pour la métrologie optique elle est équipée entre autre d’un microscope interférentiel, de plusieurs interféromètres optiques avec calibres sphériques à ouvertures jusqu’à f/1.2 et plans jusqu’à 250 mm, ainsi que d’un spectrophotomètre UV-Vis-NIR.
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Polissage par méthode d'optique active
La plateforme met en œuvre la méthode de polissage de surfaces asphériques et free-form par optique active. Cette méthode, développée par les chercheurs du LAM depuis de nombreuses années, consiste à déformer élastiquement le substrat durant les étapes de surfaçage. Relaxé après obtention de la forme sphérique, la surface prend la forme asphérique ou free-form voulue.
Développée à l’origine pour les lames de Schmidt, la méthode a notamment permis la fabrication de miroirs à courbure variable pour les lignes à retard du VLTI au Chili. Plus récemment, bénéficiant de la capacité de cette méthode pour obtenir des surfaces asphériques d’une qualité de poli extrême, la méthode a démontré son efficacité pour des instruments dédiés à la recherche de planètes extrasolaires, leur permettant de produire des images à très haut contraste. La plateforme a ainsi livré les trois miroirs toriques de l’instrument VLT-SPHERE (Chili) et plusieurs miroirs toriques pour HiCAT, banc de test installé au Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, ainsi que des paraboles hors axe pour le télescope spatial Nancy Grey Roman de la NASA.
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Méthode d’optique active
L’utilisation de la plate-forme mutualisée permet de réaliser les étapes a) et b) par la méthode d’optique active du LAM. Dans ce cas après déformation active du miroir, la surface à ébaucher et à polir (phases a et b) est une simple sphère. La difficulté de réalisation qui était liée à la surface asphérique est donc remplacée par la simplicité (en relatif) de réalisation d’une surface sphérique.
C’est cette transposition qui constitue le gain de temps significatif dans la réalisation de la surface. De plus le polissage « sphérique » converge bien plus vite, donc ce gain de temps inclut aussi la diminution du nombre de mesures intermédiaires. L’étape c) est nécessaire pour terminer la pièce. -
Métrologie optique
Un parc important d’instruments de mesures optiques a pu être constitué au cours des années afin d’assurer la recette des optiques installées dans les différents instruments astronomiques conçus par le LAM. Les interféromètres de Fizeau constituent la base de cette collection, permettant la mesure de la forme des lentilles et des miroirs ou l’alignement précis de ces composants au sein de leurs montures. Le microscope interférentiel permet la caractérisation de ces surfaces à plus petites échelles, permettant le contrôle de la rugosité (assurant ainsi leur comportement en termes de diffusion) ou la métrologie des motifs pour des composants micro-structurés comme les réseaux de diffraction ou les masques de phase. Le spectrophotomètre est essentiel pour la mesure de transmission ou de réflectivité spectrale de traitements optiques de type filtres ou lames dichroïques.
