Un interféromètre de Bath imprimé en 3D

Forts de l’expérience acquise avec nos deux précédents modèles d’interféromètre, nous avons décidé  de concevoir et fabriquer un nouvel appareil plus ergonomique et plus polyvalent. Ses caractéristiques principales sont :

  • Possibilité de réglages des différents composants (rotations, translations)
  • Utilisation de deux lentilles de focales différentes
  • Positionnement en ligne de l’APN par-rapport à l’axe optique du miroir testé afin de permettre une polyvalence d’utilisation de la plate-forme pour d’autres méthodes de contrôle (Foucault, contraste de phase, …).

 

L’appareil a été entièrement modélisé sur Sketchup puis imprimé en 3D.

Il est composé des pièces optiques suivantes (origine Suplus Shed) :

  • Cube séparateur de 10mm de côté (afin de limiter l’aberration sphérique)
  • Miroir plan (diam : 17mm, ep : 2mm)
  • Lentille bi-convexe (diam : 8mm, F=10mm)
  • Lentille double-convexe (diam : 11,5mm, F=19mm)

Le module laser provient quant à lui de chez Picotronic (ref : DDI635-5-5(12×34))

Le schéma de principe est le suivant (vue de dessus) :

Voici sa description détaillée (codes couleurs différenciés pour chaque élément mobile) :

 

Barillet rotatif manœuvrable par une petite poignée située à l’avant. Des crans permettent un positionnement angulaire précis et répétitif. Ce dispositif permet de positionner rapidement et sans modification des réglages les éléments suivants :

•      Lentilles de différentes longueurs focales adaptées au contrôle de différents miroirs. Dans le cas présent : 2 lentilles de 10mm et 19mm de longueur focale.
•      Un petit écran circulaire en plexiglas dépoli percé d’un petit trou central. Il permet de vérifier le bon centrage du faisceau laser sur les lentilles. La trace du faisceau est visible par transparence et son positionnement est ajusté avant basculement sur les lentilles.
•      Un trou libre. Il permet de laisser passer le faisceau afin de régler son parallélisme avec celui réfléchi par le miroir plan.

Cet élément supporte le barillet et permet son mouvement angulaire selon un axe X passant par le centre de la lentille à l’aide d’un bouton (même couleur).
Cet élément supporte le précédent et permet une translation selon l’axe Y à l’aide d’un bouton (même couleur).
Cet élément supporte le précédent et permet un mouvement angulaire selon un axe Y passant par le centre de la lentille à l’aide d’un bouton (même couleur).
Cet élément supporte le précédent et permet une translation selon l’axe Y à l’aide d’un bouton (même couleur).
Cet élément monobloc supporte le petit miroir plan et permet deux degrés de liberté :

•      Oscillation angulaire selon un axe Y passant par la surface du miroir à l’aide d’un bouton (même couleur)
•      Oscillation angulaire perpendiculaire à l’axe précédent en actionnant la petite poignée située au dessus du petit miroir. Pour ce faire, le petit miroir est fixé à une lame mince basculante.

Support du cube séparateur. Celui-ci permet une oscillation angulaire selon un axe Y passant par la face interne du cube à l’aide de la petite poignée située en partie supérieure.
Deux petits écrans basculants situés à l’avant de la lentille opérationnelle. Un petit morceau de bristol est collé sur chacun. Chaque plan ainsi défini se situe au foyer de chacune des deux lentilles (à 10mm et 19mm). Cet écran permet de visualiser la trace des faisceaux aller et retour et facilite ainsi leur alignement.
Support du module laser. Il permet un positionnement du faisceau :

•      en translation selon les axes Z et Y
•      angulaire autour des mêmes axes passant au centre de la lentille du laser

Le module laser lui-même peut pivoter sur son axe. Il est glissé dans un tube cuivre dont il est rendu solidaire. Le tube pivote quant à lui dans le support imprimé 3D et est manipulable à l’aide d’une petite languette (voir dessin en coupe ci-dessous).

Socle global auquel sont fixés les différents éléments ci-dessus.

 

Les fichiers suivants sont mis à disposition en téléchargement libre :

Modélisation complète au format .skp (Sketchup) : Cliquer sur la vignette à gauche (844 ko). Fichier zippé
Les 28 pièces détachées au format .stl : Cliquer sur la vignette à gauche (120 Ko). Fichier zippé