Micro-miroirs déformables pour l'optique adaptative de prochaine génération : caractérisation et simulation

par Arnaud Liotard

Thèse de doctorat en Rayonnement et plasmas

Sous la direction de Gérard Lemaitre et de Frédéric Zamkotsian.

Soutenue en 2005

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .

mots clés

• Optique -- Instruments
• Optique adaptative
• Interférométrie
• Actionneurs

Résumé

Cette thèse est consacrée à l'étude des micro-miroirs déformables (MMD) pour l'optique adaptative. Les miroirs déformables (MD) actuels montrant aujourd'hui leurs limites, une nouvelle classe de MD doit être développée. En plus de satisfaire des spécifications actuelles, ces MD devront aussi être compacts et comporter plusieurs milliers d'actionneurs. L'originalité de notre approche tient en la réalisation de MMD basés sur la technologie des MOEMS et en l'élaboration de couches sacrificielles et structurales en matériau polymère. Des moyens de modélisation et de caractérisation sont mis en oeuvre pour comprendre le comportement de tels composants. Un banc de caractérisation interférométrique est développé afin d'étudier des composants dont les dimensions varient de 10 μm à 20mm. Les mesures de la qualité optique et du comportement électro-mécanique sont menées à bien en travaillant avec l'interférométrie à décalage de phase (résolution < 1nm). L'analyse dynamique est effectuée avec l'interférométrie moyennée dans le temps. Un prototype de MMD a été fabriqué dans une fonderie externe. Celui-ci comporte 9 actionneurs dont la course, trop faible, mesurée est de 350 nm. En revanche, l'utilisation pour la première fois du procédé polymère a permis d'élaborer un actionneur permettant une course de 2 μm pour 30 V, confirmant les choix effectués jusqu'ici. Une électronique a été conçue et réalisée afin de rendre linéaire la réponse électrostatique de ces composants. Des simulations préliminaires montrent un bon accord avec les résultats expérimentaux. La conception de MMD en polymère apparaît donc comme une voie prometteuse.

Titre traduit

Micro deformable mirrors for next generation adaptive optics : characterization and simulation

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