Cette plate-forme technologique mutualisée offre des moyens de polissage pour des optiques asphériques jusqu’à 2.5 m de diamètre.
Une voie particulièrement bien adaptée à la réalisation de grandes optiques très asphériques est la combinaison de deux méthodes de pointe dans lesquelles le LAM et la Société Thales SESO ont acquis des savoir-faire importants et internationalement reconnus : les méthodes d’optique active et de polissage robotisé .
A partir de cette constatation le LAM et Thales SESO ont décidé de mettre en place la plate forme technologique POLARIS (POLishing Active and Robotic Integrated System)
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L’équipe de recherche LOOM
Cette plate forme technologique vise à mettre en commun les savoir-faire en matière d’optique asphériques de l’équipe de recherche LOOM et du partenaire industriel SESO. Il s’agit là, en plus de construire une plateforme technologique unique, de valider un certain nombre de concepts.
Un des points critiques pour les prochains Extremely Large Telescopes (ELTs) est la nécessité de réaliser facilement, et d’une manière plus rapide qu’actuellement, de grands miroirs très fortement asphériques ou des segments asphériques hors-axe.La même difficulté se présente pour la réalisation des grandes optiques spatiales destinées à l’observation de la terre, ou encore pour d’autre projets de la physique des hautes énergies.
Les besoins en surfaces asphériques tendent à se généraliser et requièrent des déformées de plus en plus grandes. A cette fin les techniques mises en œuvre sur la plateforme mutualisée permettront un gain significatif de temps de production, donc de coût, en raccourcissant la durée des phases d’ébauche et de polissage asphériques.
Les procédés usuels de réalisation d’une surface très asphérique se décompose en 3 phases :
a) Ébauche de la surface asphérique avec une forme approchée d’autant plus difficile à réaliser que la pièce est grande, typiquement limitée par la précision des grandes machines d’usinage utilisées pour les réalisations mécaniques, soit quelques dizaines de µm,
b) Polissage de la surface en corrigeant d’abord les défauts basses fréquences sur robot, soit mise à la forme à quelques microns,
c) Finition en polissage sur robot pour satisfaire des spécifications qui sont autour de la dizaine de nm rms : procédé itératif avec des mesures intermédiaire complexes. -
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. -
Cofinancement
Cette plateforme, cofinancée par l’INSU, la société Thales SESO, la Région PACA et l’Europe (Fonds Feder) dans la cadre des nouveaux équipements du laboratoire, a été labellisée en 2006 par le Pôle de Compétitivité « OPTITEC : Systèmes complexes d’optique et d’imagerie » .
Elle est aujourd’hui en fin d’assemblage mécanique et électronique dans le bâtiment du LAM sur le technopôle de Château-Gombert.
La mise en place de cet outil, permettant la réalisation de grandes optiques très asphériques, sera un atout essentiel pour les partenaires dans le contexte des futurs grands projets optiques à l’horizon 2015-2020.
