Astronomie Collimateur autocollimateur pour mesures de l'ordre du µm

  • Auteur de la discussion phil916
  • Date de début
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #1
J'ouvre ce sujet pour en apprendre un peu plus... sur le sujet :lol:

Je souhaiterai mesurer précisément (µm) la planéité et l'équerrage d'une pièce.
Je cherche à me former et comprendre un peu ces principes pour pouvoir construire un appareil de mesure qui tiens le µm donc si vous avez des liens, livres, conseils je suis tout ouïe :-D

J'ai en stock diode laser et quelques miroirs et moteur réfléchissants étranges sortis d'imprimante, CD/DVD.
 
A
Alexandre
Ouvrier
14 Avr 2008
305
Evry
Fabriquer une machine de mesure au µm c'est de l'ordre de l'irréalisable avec des moyens conventionnels.

J'ai un ami qui travaill à la SNECMA, dans son service il y a 2 MMT (Machine à Mesurer Tridimensionnelle). La précision de l'une est de 7µm et l'autre 5µm. Le prix ? .... cher.

Celle de mon école, une MMT numérique de 40 000€ mesure le centième sans problème et jusqu'à 8µm sans trop d'erreur ( en gros une mesure à +/-4µm).

Pour être dans LE µm, il faut être capable de mesurer le dixième de microns. Laser peut être ? Surement pas des lasers comme on trouve au marché en tout cas.

Bon courage !
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #3
Merci mais un laser rouge c'est autour des 650nm soit 0,65µm donc je pense que c'est possible surtout vu que les matériels commerciaux (très cher tu as raison) que je trouve sont plutôt dans le nm en précision et sur plusieurs dizaines de mètres :eek:

Il ne s'agit pas de faire une machine à mesurer ! mais bien d'une machine à vérifier l'alignement (et donc les angles) comme en optique/astronomie d'où ma question :-D
 
A
armaris
Compagnon
16 Jan 2008
750
Mais si on peut, même (surtout) avec des moyens amateurs.

@phil916 :

Regarde du coté des interferomètres de bath, on utilise ça pour mesurer la planéité des mirroirs (lambda/10 à lambda/60) -> résolution du nm

Fouine un peu sur ce blog :
http://www.anderswallin.net/
C'est l'un des concepteurs de EMC2 et un amateur de telescope et microfluidique (mon domaine :) ).

Sinon, au niveau pro, j'ai utilisé ce type de matériel pour caractériser des polissage :

http://www.stilsa.com/

La résolution est de l'ordre de 10 nm.
Le principe est l'interferométrie confocale en lumière blanche ou Microscope confocal spectral (ou chromatique) (voir google).

Tu peux utiliser ce principe et réaliser toi même le capteur.
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #5
Merci merci merci !!!
c'est exactement la piste qu'il me fallait :-D
 
coredump
coredump
Compagnon
8 Jan 2007
4 442
FR-06
Mais ca ne marche que pour tester des miroirs spheriques ou paraboliques (surtout le bath).

Ca marche nettement moins bien sinon. Bon on peut quand meme le faire fontionner en autocollimation, a condition que la surface a mesurer soit un tant soit peu reflechissante et avec un Ra plus que correct. Mais dans ce cas, faut un miroir spherique etalon.
 
coredump
coredump
Compagnon
8 Jan 2007
4 442
FR-06
Si tu cherches de quoi faire un interfero de bath, tu trouvera tout chez surplushed.
A savoir que pour le beamsplitter, il faut le prendre le plus petit possible.
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #9
Merci, j'ai quelques miroirs mais je vous ferai des photos parce que pour moi l'optique c'est de l'hébreu (splitter c'est anglais donc je comprend :wink: )
 
J
JKL
Compagnon
1 Avr 2008
1 995
Voici un autre moyen de controle très utilisé en optique de précision -source la société MICRO-CONTROLE
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #11
super merci :-D
 
bigeye
bigeye
Compagnon
21 Mai 2007
788
Dieppe - Seine Maritime (76)
coredump, tu as des références exactes pour faire un bath ?
J'ai mon 300 qui sort de chez astrotélescope et un futur 600 qui seraient à contrôler !
Mais en ce moment, j'ai pas un budget extensible et je voudrais avoir des références exactes svp !
Car j'ai bien vu le fil sur astrosurf, mais c'est pas évident à y comprendre quelques choses avec tous les méga opticiens qui trainent ...

Si çà à une importance, le 300 est à f/d 4.65 et le futur 600 à 4.

merci

EDIT : J'avais pas vu le document interferometrie du dessus !
Bon, tout est expliqué, mais çà m'arrange pas pour mon 600 !
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #14
voilà la photo.
J'ai démonté la diode (posée au dessus de l'emplacement où elle se trouvait dans le tube lentille de collimation en oeil de chat qui lui est posé juste à coté et vu de face(au dessus du des fils violet) ils étaient sur un module de contrôle.

J'ai démonté car au début je croyais qu'elle ne fonctionnait pas (rien sous 2,5V et 30mA) et en fait sous 70mA j'ai une lumière rouge visible à 2-3cm maxi, ça doit être une diode infrarouge non ?


Une dernière question: avant de coller un laser de DVD là-dedans pour voir l'effet, qu'est ce que je peux utiliser comme protection oculaire ?

P1040529.JPG
 
N
Normandtech
Apprenti
10 Oct 2007
194
Avry-sur-Matran / Suisse
Hello,

tiens tu démontes des LasetJet 3 ou 4Si (me trompe-je ? en tout cas ça y ressemble fortement), je pense effectivement que ça doit être une diode infrarouge, d'ailleurs les diodes visibles ça courait pas les rues et c'était TRES cher au temps de ces imprimantes ... moi j'avais mis du 5V sur les pistes alimentation du module et j'obtenais aussi une faible lumière rouge note, que si on voit le faisceau c'est qu'on est dans le visible mais proche infrarouge ...

Pour la protection, je ne suis pas spécialiste mais il faut des lunettes spéciales laser, de plus elles sont fonction de la longueur d'onde de celui-ci, c'est à dire que des lunettes pour un laser rouge ne te protège pas d'un laser vert ou infrarouge et vice et versa ... On en trouve sur ebay (qualité ???)

A+

Marc.
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #17
thank you so much, it's very informative, now i have to go back to school for angle calculation lesson's :-D

On utilise des niveaux de 0,02mm/m à 0,01mm/m (10 à 5 arc seconde) pour aligner une M.O ... leurs autocollimateurs sont à 0,05 arc sec de répétabilité et 0,1 arc sec de précision :eek:
 
G
gaston48
Compagnon
26 Fev 2008
9 574
59000
Attention phil l’autocollimation est vraiment le système le plus compréhensible
optiquement et peut être le plus simple à se fabriquer aussi.
Le problème est l’interprétation des résultats :
Il est seulement sensible au variation d’inclinaison du miroir que tu vas balader
pas au variation de HAUTEUR de celui-ci.
Ce qui veux dire que tu vas voir dans l’oculaire une variation quand ta monture
de miroir va commencer à grimper une bosse (sur ton marbre)
plus rien voir quand tu va être en haut de la bosse
de nouveau, une variation quand tu va descendre la bosse
c’est une sorte de dérivée de la topologie de ta surface
et le signe des variations t’indique si c’est une bosse ou un creux .
sinon y pas grand-chose (on dirait) dans un autocollimateur :
il semble que l’objectif soit un simple achromat ensuite le reste est courant
Un bon oculaire
Son réticule de mesure
Le cube séparateur
Le réticule objet
Le condenseur de son éclairage (2 plans convexe)
Une source (led ?)
Une belle mécanique autour de ça
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #19
c'est bien noté, ça devrait me permettre de voir les creux et les bosses de mon marbre :wink:
 
taureau
taureau
Apprenti
15 Nov 2008
217
nord et ardennes
avez vous des techniques realisables pour mesurer des ldistances avec la methode de l'interferometrie?? je pense que la vous mesurer des angles et des caracteristiques optique....
merci
 
phil916
phil916
Compagnon
22 Août 2007
5 603
Le pays du Comté
  • Auteur de la discussion
  • #21
si j'ai bien compris en interférométrie avec projection de franges, une frange = longueur d'onde divisée par 2 donc 325nm pour un laser rouge de 650nm... j'ai bon ?
 
M
maitrefred
Ouvrier
8 Mai 2008
447
VENDEE
phil916 a dit:
si j'ai bien compris en interférométrie avec projection de franges, une frange = longueur d'onde divisée par 2 donc 325nm pour un laser rouge de 650nm... j'ai bon ?
C'est bien toi tu as l'air d' avoir compris au moins (je vais relire à tête reposée) :smt017 parce que ça m'intéresse quand même :-D
 
J
JKL
Compagnon
1 Avr 2008
1 995
phil916 a dit:
si j'ai bien compris en interférométrie avec projection de franges, une frange = longueur d'onde divisée par 2 donc 325nm pour un laser rouge de 650nm... j'ai bon ?
Le cas simple à comprendre est celui du controle d'une surface avec une cale étalon. Autrefois avant les lasers on utilisait une lampe à vapeur de sodium ( on peut toujours et cela peut même être mieux ) pour éclairer de façon uniforme l'objet et la cale posée dessus. A travers la cale étalon on voit une succession de traits noirs et de zones écalirés. Prenons le cas où la pièce à controler est une cale étalon mais on a placé quelque chose sous la cale supérieure pour soulever un coté. On va voir des traits noirs alternés avec les zones éclairées. On compte le nombre d'intervalles et on a ainsi la pente du coin sachant qu'à un intervalle correspont la 1/2 longueur d'onde de la lumière. A chaque fois que la distance entre les deux cales atteind un multiple de lambda/2 il y a extinction par interférence de la lumière. Le diamètre des cales divisé par le nombre d'intervalles donne la pente. Dans le cas général les figures des traits noirs sont des portions de courbes. Les opticiens parlent de "teinte plate" lorsque le coin entre les deux pièces représente une pente inférieure au diamètre divisé par lambda/2. On ne peut pas faire mieus avec ce type de controle. Plus la longueur d'onde de la lumière ( monochromatique pour avoir des traits noirs ) est faible et plus la méthode est précise. C'est ainsi que l'on réalise des cales étalons en travaillant sur trois cales en même temps et en les controlant les trois les unes avec les autres; C'est le B.A. BA de l'apprenti opticien de précision.
A noter qu'il faut attendre plusieurs heures après avoir posé la cale étalon pour que la température s'quilibre parfaitement dans la masse des deux pièces et entre les deux pièces entre elles. On voit parfaitement au début l'emplacement où étaient les doigts durant le polissage. Oui bien sûr il s'agit uniquement de controler des surfaces polies.
Vous avez sous les yeux exactement la même chose qui se passe lorsque de l'huile a été répandue sur le sol et qu'il vient de pleuvoir et que revient le soleil. Les irisations multicolores observées sur la flaque correspondent à des interférences mais comme il s'agit de lumière blanche et non monochromatique les traits sont larges et colorés.
 
taureau
taureau
Apprenti
15 Nov 2008
217
nord et ardennes
personne ne peut expliquer comment mesurer sur une distance de 3 mètres avec une précision de l'ordre du µm en optique.....? j'ai bien les fofo que vous avez présenter..... mais la j'avoue que je n'est pas tout compris :7grat: :smt017 :smt017 :smt017 :smt017 (et pourtant j'ai tout lu freud :lol: :lol: :lol: )

merci de votre aide...
 
J
JKL
Compagnon
1 Avr 2008
1 995
Peut-être si tu cherches sur laser interférentiel trouveras-tu une explication. Voire sur le site de Hewlett-Packard.
Le PRINCIPE est le suivant. On fait interférer deux ondes lumineuses afin de créer des ondes stationnaires comportant donc des "noeuds et des ventres" séparés de lambda/2. Il suffit de compter les raies sombres en se déplaçant le long du trajet du faisceau lumineux. Des électroniciens futés comme chez HP ont des combines pour faire artificiellement des subdivisions de cette échelle.
Parfois sur ebay.com on trouve à acheter ce matériel HP.
 
F
f6tem
Compagnon
16 Fev 2011
621
Bjr à tous qqs lignes comme info générale.
pour la protection...d'abord l'évidence ...les lunettes ont une spécification de largeur spectrale et un coefficient d'atténuation qui doit ête suffisant pour ne jamais dépasser le seuil de dommage pour l'opérateur...en fonction des dépots de surface (sur les verres) qui jouent le rôle de filtre passe-haut, passe-bas ou passe-bande. Il doit évidemment rester une partie du spectre visible à disposition sinon on ne voit rien.....(ex: lunettes en contreplaqué...!). De bonnes lunettes coutent vraiment cher, sont épaisses, pénibles à porter en permanence et ...permettent de voir parfois la vie en rose, jaune etc :-D .

Plus sérieusement, les diodes semiconducteur sont dangereuses car elles génèrent souvent des IR (infrarouges ex: 1 à 10 microns de longueur d'onde) à des puissances et densité par unité de surface non négligeables... Heureusement, leur faisceau est souvent un peu divergent mais certains composants intègrent justement des optiques de focalisation...alors Warning.L'éblouissement passager est l'indication d'approche de franchissement du seuil de sécurité mais au-delà, L'impact sur la rétine est malheureusement irréversible la pluspart du temps (tâche sombre acquise dans le champ visuel). Les effets à long terme?

Pour être constructif:
Une solution utilisée pour travailler en environnement non monochromatique bien défini cad avec risque "spectre étalé" dont IR ds le domaine pro est de proscrire la vision directe et de toujours regarder à travers une petite camera vidéo. Les capteurs caméra sont souvent assez sensibles au visible (400 à 700nm) mais aussi et surtout aux IR. Un spectromètre rustique construit à l'aide d'une courbure permet de repèrer dans l'espace les différentes composantes spectrales du faisceau.
Enfin, attention aux réflexions sur les surfaces réfléchissantes de l'environnement et équipement (pas de montre, de bague etc....) etc...la routine en environnement laser:wink: Le verre standard BK7 est un assez bon filtre IR mais je n'ai plus les valeurs d'atténuation par face en tête (d'où le fonctionnement des vraies serres de jardin, pas en plastique) 73's jacques
 
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