Assurance qualité pour l'optique laser
L'ASSURANCE QUALITÉ POUR LES OPTIQUES LASER
MESURE DE L'ÉPAISSEUR DE LA COUCHE DANS LE PROCESSUS DE FABRICATION
Des couches aussi fines ne peuvent évidemment pas être mesurées à l'aide d'un pied à coulisse. L'évaluation de la qualité d'une optique laser requiert des connaissances spécialisées qui ne s'acquièrent qu'au terme d'un cursus universitaire. Nos experts ne contrôlent pas seulement l'épaisseur des couches, mais aussi d'autres critères importants tels que le comportement de transmission, l'homogénéité des couches et le seuil d'endommagement du laser. Cela commence dès le processus de revêtement : Dans le cadre du contrôle optique à large bande (BBM), le comportement de transmission d'un verre d'essai BBM est contrôlé en continu directement dans la chambre de revêtement sous vide poussé. Un spectromètre à haute résolution détecte une large gamme de longueurs d'onde qui s'étend jusqu'à l'infrarouge proche.
Les résultats des mesures permettent de déduire si les épaisseurs de couche produites correspondent à la conception spécifiée. Les mesures sont effectuées de manière reproductible avec une précision de ±0,4 %. Des augmentations de couche inférieures à 0,1 nm peuvent ainsi être mesurées en une seconde. Si l'on connaît correctement les constantes du matériau, les résultats des mesures peuvent également être extrapolés à des longueurs d'onde situées en dehors du spectre mesuré in situ. Les écarts par rapport au comportement optique souhaité peuvent ainsi être compensés au cours du processus de fabrication.
LA LONGUEUR D'ONDE EST-ELLE CORRECTE ?
Vérification des caractéristiques spectrales
Bien entendu, les spécifications du client ne concernent pas seulement l'épaisseur de la couche. Le comportement spectral des optiques revêtues est également testé. Pour les optiques standard d'un diamètre allant jusqu'à 120 mm, nous utilisons un spectromètre qui couvre une gamme de longueurs d'onde allant de l'UV profond à l'IR moyen.
La transmission et la réflexion d'une optique sont déterminées à différents angles d'incidence et polarisations au même point de mesure. De cette manière, nous pouvons tirer des conclusions sur l'absorption et la diffusion à partir des résultats des mesures. S'il n'est pas possible de mesurer directement sur la pièce, nous utilisons un échantillon témoin qui est produit avec chaque lot et stocké dans nos locaux.
ET SUR LE BORD ?
MESURE DE L'HOMOGÉNÉITÉ
IPour qu'un système optique ait le même effet sur le faisceau laser quel que soit le point d'impact, le revêtement diélectrique doit être réparti uniformément sur toute la surface. Les spectromètres sont également utilisés pour les mesures, la plupart du temps sous forme de systèmes complets. Cela pose des problèmes lors de l'évaluation de substrats de grande taille, tels que ceux requis pour les lasers térawatts dans les centres de recherche. Avec des diamètres allant jusqu'à 380 mm, ils sont tout simplement trop grands, trop épais et trop lourds pour les spectromètres commerciaux. Les exigences en matière d'homogénéité des couches sont particulièrement élevées pour ces produits. C'est pourquoi un spectromètre est utilisé à des fins de contrôle, dans lequel une tête de mesure mobile peut mesurer différentes positions sur l'optique.
DÉTECTER LES PLUS PETITS DÉFAUTS
Beyond Borders
Outre l'épaisseur et l'homogénéité, la propreté des couches est un critère de qualité décisif. Les défauts les plus courants sont les rayures, les trous ou les taches. Les opticiens de précision expérimentés peuvent détecter des dommages d'une taille allant jusqu'à 10 µm en lumière diffusée réfléchie ou en transmission. Cette inspection visuelle est l'une des procédures les plus rapides et les plus fiables à ce jour. Elle reste néanmoins tributaire du jugement personnel de l'examinateur.
Il existe aujourd'hui des machines capables d'effectuer des mesures objectives sur ces optiques et, le cas échéant, de documenter la qualité au moyen de rapports d'essai succès/échec appropriés. Un éclairage spécial du dôme garantit que l'objet testé est uniformément éclairé et que les caméras à très haute résolution peuvent également détecter des dommages d'une taille de 5 µm - dans certains cas jusqu'à 1 µm.
INDESTRUCTIBLE ?
Beyond Borders
Plus l'énergie du laser est élevée, plus le sujet du seuil de dommage induit par le laser (LIDT) devient important. Toute personne qui, comme LASER COMPONENTS, fabrique des optiques pour les lasers industriels et à haute énergie devra inévitablement s'occuper du LIDT.
Afin de déterminer le seuil d'endommagement, les optiques sont "bombardées" avec un laser pulsé : dix positions sont exposées 200 fois chacune à une impulsion avec une énergie d'impulsion définie et constante. Le revêtement peut être endommagé à certains points de test et rester intact à d'autres. La probabilité d'endommagement pour une densité d'énergie donnée (J/cm2) est calculée à partir du rapport entre les positions endommagées et non endommagées.
La procédure est ensuite répétée avec une densité d'énergie plus élevée. À la fin du processus de mesure, on obtient une courbe sur laquelle on peut lire le seuil d'endommagement de l'ensemble de l'optique. LASER COMPONENTS possède sa propre station de mesure du seuil d'endommagement pour les longueurs d'onde 532 nm et 1064 nm pour les investigations dans le processus de production et l'assurance qualité. La longueur d'impulsion typique est d'environ 10 ns et les angles d'incidence entre 8° et 57°.
DOCUMENTER TOUT AVEC PRÉCISION
Beyond Borders
BBM, spectroscopie, évaluation de la surface et mesure du seuil d'endommagement ne sont que quatre exemples de l'arsenal de possibilités que nous pouvons utiliser pour garantir la qualité de nos optiques. L'inspection et la vérification sont effectuées selon des procédures documentées conformes à la norme ISO 9001, et les protocoles de mesure pour les examens spectrométriques sont joints à la livraison sur demande. De cette manière, nous ne garantissons pas seulement que les lasers de nos clients fonctionnent exactement selon les spécifications. Nous vous épargnons également l'effort d'un contrôle approfondi de l'arrivée et de la qualité.
MESURER LES INNOVATIONS
Les techniques de mesure les plus modernes ne nous aident pas seulement à assurer la qualité. Nous les utilisons également pour élargir les possibilités de nos technologies et trouver de nouvelles solutions. Comme nous fabriquons nos optiques selon les spécifications de nos clients, nous sommes confrontés à des exigences qui donnent lieu à des projets de développement communs. Par exemple, de nombreux oxydes ne conviennent pas comme matériaux de revêtement pour les rayons UV inférieurs à 350 nm en raison de leur forte absorption. Dans ce cas, il faut développer de nouveaux modèles de couches. Cela n'est possible que parce que nous pouvons utiliser des spectromètres qui couvrent une gamme de longueurs d'onde allant de l'UVC à l'IR moyen. Nous utilisons également des techniques de mesure modernes pour nos propres innovations, par exemple lorsqu'il s'agit d'optimiser les processus de production de nos installations de production d'optique.
LASER COMPONENTS France - Votre partenaire compétent pour les composants optiques et optoélectroniques en France.
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