MIROIRS A PIED

Conception unique qui minimise les contraintes et déformations de montage

Le montage de miroirs plats par leurs bords dans une monture cinématique impose une contrainte à la surface du miroir. Il en résulte une distorsion et une réduction de la qualité du front d'onde réfléchi, ce qui est particulièrement perceptible lors de l'utilisation de miroirs de haute qualité. Les miroirs à pied, en revanche, sont montés à partir d'un « pied » de plus petit diamètre dépassant de l'arrière du miroir, ce qui réduit considérablement la contrainte sur la surface du miroir, lui confère une grande stabilité et permet de réduire les coûts. Ces miroirs peuvent remplacer une monture cinématique plus coûteuse et plus complexe et un miroir conventionnel.

 Qu'est-ce qui ne va pas avec les miroirs conventionnels ?

La planéité spécifiée pour un miroir de première surface peut ne pas refléter la planéité réelle de celui-ci dans son application finale. Le positionnement du miroir dans un support et l’application d’une pression pour le fixer déforme la surface, ce qui dégrade la qualité du front d'onde réfléchi. C'est ce qui s'est produit lorsque les ingénieurs d’Edmund Optics^® ont monté un miroir conventionnel d'une planéité de λ/10 et l'ont fixé avec un couple de serrage pouvant atteindre 12 pouces-onces (« à la main »). La planéité s'est dégradée jusqu'à λ/5, ce qui a modifié la spécification d'un facteur 2.

 La solution : Miroirs à Pied

SLes miroirs à pied sont constitués de substrats de verre monolithiques façonnés selon leur géométrie caractéristique. Tout contact entre un miroir à pied et sa monture mécanique se fait par la tige du miroir, ce qui réduit considérablement la contrainte exercée sur la surface du miroir (Figure 1). Une simple monture cinématique permet de fixer les miroirs à pied avec un degré élevé de stabilité de position sans affecter notablement les performances. Afin de maintenir une planéité similaire, les miroirs conventionnels devraient être fixés à l'aide de montures cinématiques beaucoup plus complexes et coûteuses. Le coût total d'un miroir à pied et d'une monture simple est inférieur à celui d'un miroir conventionnel et de la monture complexe qui serait nécessaire pour maintenir une planéité similaire.

Figure 1 : Le pied du miroir est fixé dans une monture cinématique, ce qui découple la stabilité de la monture de la planéité de la surface miroitante.

Pour quantifier le niveau d'aberrations introduites dans un miroir à tige λ/10 et un miroir conventionnel à première surface λ/10, les deux ont été placés dans une monture cinématique identique tout en appliquant un couple de serrage contrôlé. Comme le montre la Figure 2, le miroir à tige a conservé sa spécification de planéité λ/10 grâce à un couple de serrage pouvant atteindre 12 pouces-onces (ce qui est considéré comme « manuel »), tandis que le miroir conventionnel est sorti de la spécification sous le même couple avec une planéité finale de λ/5. Figure 2 sépare également les contributions des différentes classifications d'aberrations optiques, révélant que l'aberration la plus préjudiciable était l'astigmatisme, suivi par l'erreur de puissance.

Figure 2 : Il a été démontré que les miroirs à pied maintiennent mieux la planéité de la surface que les miroirs conventionnels (facteur de 2).