Article paru en décembre 2006Optique
Mesurer la réflexion à 0,1% près, c'est possible
Une équipe du CEA a mis au point et breveté un banc optique dédié aux mesures de réflexion spectrale, du proche UV au proche infrarouge. Cinq à dix fois plus reproductif que les matériels du marché, il pourrait permettre aux industriels de l'optique d'affiner leurs procédés et de réduire leurs coûts.
C'est en étudiant les réflecteurs de la section amplificatrice du futur laser Mégajoule que la Direction des applications militaires (DAM) du CEA a eu l'idée de ce spectrophotomètre innovant, bien plus précis que les appareils du marché. "Nous voulions mesurer un coefficient de réflexion de 96% pour ces pièces revêtues d'une argenture protégée, explique Hervé Piombini, de la DAM, alors que le maximum théorique pour l'argent nu est de 98%. Et comme la précision de mesure des appareils du marché est de 0.5 à 1%, il fallait que l'industriel nous livre des réflecteurs de 96.5% à 97%".
Une équipe planche donc sur un nouveau concept de spectrophotomètre. Objectif : améliorer la précision de mesure, afin de diminuer le taux de rebuts. Par rapport aux appareils classiques, excellents en transmission mais limités en réflexion, deux options sont arrêtées. Tout d'abord, un dispositif de focalisation automatique (déplacement en translation de l'échantillon et contrôle par traitement d'image) garantit que la totalité du flux réfléchi par l'échantillon sera reçu par le détecteur. "D'habitude, on se contente de focaliser le flux incident, on peut perdre une partie du flux réfléchi et le résultat de mesure en est minoré" précise Hervé Piombini.
Seconde nouveauté : le spot lumineux qui atteint l'échantillon ne fait pas plus de 100 microns de diamètre, échelle à laquelle même les pièces de forme sont localement planes, ne faussant pas ainsi la mesure. Il sera donc possible de mesurer des cornières, des angles, des courbes, etc, avec peu d'erreur.
Les lentilles sont choisies avec soin, un logiciel d'acquisition dédié est développé, les bruits sont minimisés. Très vite, les essais confirment que l'objectif est atteint : la répétabilité de mesure s'établit à 0,1% voire moins.
Ces prochaines années, ce banc sera un outil de la DAM pour des intercomparaisons de mesures avec le fabricant des réflecteurs du Mégajoule. Et l'équipe de conception, qui a breveté le système, croit aussi à son avenir industriel.
"Son atout n°1 est de pouvoir faire des mesures sur pièces de forme, estime Hervé Piombini. Mais les industriels pourront l'utiliser sur tous types de composants pour revoir à la baisse les marges de sécurité qu'ils se donnent sur leurs spécifications, améliorer ou adapter leurs procédés, voire simplifier leurs produits : l'empilement d'un miroir pour lumière visible compte déjà une trentaine de couches". Des applications qui pourraient intéresser un spécialiste de l'instrumentation optique prêt à industrialiser le banc.
