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Éléments de conception optiqueArticle de référence | Réf : E6280 v1
Auteur(s) : François LEPRÊTRE
Date de publication : 10 oct. 2011
Relu et validé le 29 juin 2017
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Surfaces optiques : modélisation des défauts et contrôleCet article fait partie de l’offre
Optique Photonique (217 articles en ce moment)
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Avant d'aborder les technologies de réalisation et pour faciliter la lecture de l'article, le glossaire suivant donne les principaux termes qui seront utilisés :
défaut de forme : écart de forme par rapport à la surface théorique souhaitée. Le terme « planéité » est souvent aussi utilisé en tant que synonyme que ce soit pour des surfaces planes ou non ;
PTV : Peak To Valley ou « crête à crête » : c'est l'amplitude maximale du défaut de forme (maximum – minimum) ;
Rms : Root mean square : écart quadratique moyen ;
Ra : terme exprimant l'écart moyen arithmétique ;
MRF : MagnetoRheological Finishing ;
FJP : Fluid Jet Propulsion.
Afin de réaliser une surface optique, les grands principes suivants sont applicables que ce soit pour les technologies classiques ou modernes.
Étape 1 Mise en forme matière : à partir de la matière première approvisionnée sous forme de disque, barre ou moulage (figure 1a et 1b), il est procédé à des opérations de sciage, de trépannage. L'objectif est de créer des préformes pour l'ébauche des surfaces ainsi que certaines références mécaniques indispensables, pour les surfaces asphériques et free form par exemple. Le choix de la forme de la matière première est primordial selon les objectifs de coût sur la surface à réaliser, les quantités de pièces à fabriquer, les machines disponibles, mais aussi en fonction des performances optiques souhaitées.
Étape 2-1 Ébauchage : l'objectif de cette phase est de réaliser la forme grossière des surfaces avec un état de surface ayant un Ra autour de 0,5 à 1 μm : l'outil utilisé est à abrasif libre ou maintenant quasi systématiquement, c'est un outil diamanté avec différents liants. C'est une étape majeure dans la réalisation de la surface optique.
Étape 2-2 Doucissage : l'objectif de cette étape est de diminuer la rugosité de la surface autour d'un Ra de 0,3 à 0,5 μm et de s'approcher de la forme...
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OPTIQUE PHOTONIQUE
(1) - FANG (F.Z.), LIU (X.D.), LEE (L.C.) - Micro-machining of optical glasses – A review of diamond-cutting glasses. - Sadhana, vol. 28, part 5, oct. 2003.
(2) - BLACKLEY (W.S.), SCATTERGOOD (R.O.) - Ductile-regime machining model for diamond turning of brittle materials. - Precision Engineering, vol. 13, Issue 2, p. 95-103, avr. 1991.
(3) - BUHLER (S.), FUHRERL (J.), CHERVAZ (F.), MEIER (Ch.), OPPLIGER (C.), ROQUIER (F.), BAUME (P.) - Aspherical toroidal mirror fabricated by single-point diamond turning. - Hochschule für Technik und Informatique.
(4) - BHATTACHARYA (B.), PATTEN (J.A.), JACOB (J.) - Single point diamond turning of CVD coated silicon carbide. - Proceedings of MSEC2006, ASME International Conference on Manufacturing Science and Engineering, Ypsilanti, Michigan, 8-11 oct. 2006.
(5) - MARSH (E.R.), JOHN (B.P.), COUEY (J.A.), WANG (J.), GREJDA (R.D.), VALLANCE (R.R.) - Predicting surface figure in diamond turned calcium fluoride using in-process for measurement. - J. Vac. Sci. Technol. B, vol. 23, no 1, American Vacuum Society, janv-fév. 2005.
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