Détection de front d'onde intégrée pour miroirs plans segmentés à grande ouverture : Concept et principe

Les miroirs plans jouent un rôle crucial dans les tests d'autocollimation et les systèmes de relais de faisceau optique des télescopes et d'autres domaines. Cependant, pour les télescopes de nouvelle génération à grande ouverture, les miroirs plans monolithiques typiques ne répondent pas aux exigences de performance anticipées, en raison de leurs coûts élevés et des limitations de fabrication. Ici, une nouvelle méthode de test multimodal intégrée pour des miroirs plans segmentés de classe 3 à 4 mètres est proposée. Le système présenté utilise une architecture innovante en clé de voûte avec un miroir central et des segments en forme de clé de voûte, qui est supérieure à l'architecture hexagonale traditionnelle. Afin de faciliter un alignement grossier rapide, un système de vision machine basé sur la détection de contours est investigué. De plus, la technique des franges dispersées est utilisée pour une co-phasage robuste. En utilisant un miroir plan segmenté conçu avec une stratégie de couture à sous-ouverture et en combinant des ouvertures locales, le coût du système a été réduit et une mesure de haute précision a été atteinte. En fin de compte, les mesures d'alignement, de co-focalisation et de co-phasage basées sur le concept proposé ont été complétées, et les caractéristiques de transfert ont été déterminées en analysant la Fonction de Transfert Optique (OTF). Les données de test montrent une précision de co-phasage de moins de 30 nm RMS (racine carrée moyenne) et une précision d'alignement inférieure à 10 secondes d’arc. De plus, le système utilise de petits miroirs d’ouverture pour les tests d'autocollimation afin de faciliter un alignement et un test flexibles de segments individuels. Le chemin optique de test est configuré pour correspondre à la longueur focale effective du système testé, et l'effet de levier optique des réflecteurs améliore la sensibilité d'alignement. La méthode combine autocollimation et détection de front d'onde, permettant ainsi d'offrir un contrôle de haute précision de la co-focalisation, du co-phasage et de la correction des erreurs de surface.