Observation de la déformation du front par un hologramme simple

Avant d’expérimenter quelques méthodes de correction du front d’onde, nous avons procédé à des observa-tions préliminaires de déformaobserva-tions induites par des hologrammes simples, avec et sans le télescope inversé afin d’étudier et de comparer l’effet de celui-ci sur la forme du front d’onde de notre laser.

3.5. CORRECTION DE LA DÉFORMATION DU FRONT D’ONDE

Sans télescope inversé

Méthodologie Afin de mettre en évidence les déformations causées par les éléments du montage et l’impact exact d’un hologramme sur le front d’onde, nous avons mesuré sa forme avant et après son application puis effectué une soustraction des deux. Le front d’onde nous ayant servi de référence est celui sans hologramme et après calibration manuelle de la figure3.17b. Les effets d’une vingtaine d’hologrammes ont été observés, dont les trois plus significatifs sont représentés sur les figures3.18à3.20. Les mesures correspondant en termes de PV et de RMS sont consignées dans le tableau3.2a.

Observations On peut observer sur les figures 3.18c,3.19c et 3.20c que l’impact sur le front d’onde des hologrammes correspondants reprend leurs formes et motifs, non sans déformations et aberrations que l’on peut imputer aux déformations induites par l’ensemble des éléments optiques situés entre le SLM et le Shack-Hartmann. Si l’impact en termes de PV et de RMS n’est pas négligeable par rapport au front d’onde sans hologramme, les caractéristiques du front obtenu avec hologramme n’en diffèrent que trop peu (cf. tableau3.2a).

Ces résultats sont tout de même biaisés d’une part par l’absence d’informations sur le front pour certaines microlentilles, et d’autre part par le choix d’une calibration par rapport à un front qui est censé être celui à aplanir.

Autre observation notable : l’hologramme de la figure3.20ase détache des deux dans la mesure où l’axe du dégradé de phase n’est pas identique pour l’hologramme et son impact.

Nous avons également observé l’effet d’hologrammes analogues à celui de la figure3.18adont la frontière rectiligne entre les deux phases était horizontale ou verticale, et placée à différents emplacements. En observant son frontière sur le front d’onde, nous avons estimé que le faisceau était affecté par l’hologramme du SLM sur une zone situé entre 310 et 460 px en largeur et entre 220 et 370 px en hauteur sur la surface du SLM. Connaissant la résolution de ce dernier, nous en avons déduit une largeur du faisceau d’approximativement 3 mm, dont l’ordre de grandeur est conforme à celui estimé par la méthode de la lame de rasoir. En conséquence, toute tentative d’aplatissement du front d’onde ne sera efficiente que si l’hologramme s’insère dans la zone à aplanir, et dont la taille correspond au front mesuré par le Shack-Hartmann.

Hologramme Front PV [µm] RMS [µm]

(a) Données sans télescope inversé, pour les figures3.18 à3.20.

(b) Données avec télescope inversé, pour les figures3.22 à3.25.

TABLE 3.2 – Comparaison du PV et du RMS du front d’onde (avec ou sans télescope inversé), modifié par un hologramme, et des mêmes critères pour l’impactseul des hologrammes, par rapport au front d’onde sans hologramme.«Pour rappel :λ=0,83 µm

Avec le télescope inversé

Dans cette perspective, nous avons ensuite augmenté la taille du faisceau à l’aide d’un télescope afin utiliser l’ensemble de la surface du SLM, en ajustement le grandissement du front d’onde pour que sa taille mesurée au niveau du Shack-Hartmann et celle de l’hologramme censé corriger sa forme coïncident. Cela a également permis d’acquérir des données sur le front pour la totalité des microlentilles du Shack-Hartmann, en conjonction de la modification de son ouverture et du passage à sa calibration par défaut. Le front d’onde ainsi obtenu sans hologramme est représenté sur la figure3.21avec une calibration par défaut, et les effets des quatre hologrammes les plus significatifs sont représentés sur les figures3.22à3.25. Les mesures correspondant en termes de PV et de RMS sont consignées dans le tableau3.2b.

Observations Les résultats (cf. tableau3.2b) sont analogues à ceux obtenus sans télescope inversé et avec une calibration manuelle : le PV et le RMS d’un front modifié par un hologramme ne sont modifiés que de tout au plus 0,15 µm (pour l’hologramme de la figure3.25a) alors même que l’impact (local) des hologrammes est de

3.5. CORRECTION DE LA DÉFORMATION DU FRONT D’ONDE

FIGURE3.17 – Front d’onde mesuré avec deux types de calibration. Les zones bleu nuit correspondent à des microlentilles sans mesure du front d’onde du fait d’une ouverture d’objectif trop petite. La taille de l’ouverture a été légèrement modifiée entre les deux mesures.

(a) Hologramme.

FIGURE3.18 – Résultats de l’affichage d’un hologramme dont les moitiés comportent des phases valant 0.5π et 1.5π, sans lentille LF2, avec calibration. Déviation par rapport au front d’onde de référence mesurée en micromètres. Abscisse et ordonnée : position de la microlentille au sein de la grille de microlentilles.

(a) Hologramme. ^{10 20 30}

FIGURE3.19 – Résultats de l’affichage d’un hologramme en forme de damier, sans lentille LF2. Déviation par rapport au front d’onde de référence mesurée en micromètres. Abscisse et ordonnée : position de la microlentille au sein de la grille de microlentilles.

(a) Hologramme. ^{10 20 30}

FIGURE3.20 – Résultats de l’affichage d’un dégradé horizontal couvrant des phases de 0 à 2π, sans lentille LF2.

Déviation par rapport au front d’onde de référence mesurée en micromètres. Abscisse et ordonnée : position de la microlentille au sein de la grille de microlentilles.

3.5. CORRECTION DE LA DÉFORMATION DU FRONT D’ONDE

0,29 µm au minimum (pour l’hologramme de la figure3.24a). Ce dernier ne présente d’ailleurs plus de forme analogue à celui-ci de l’hologramme correspondant.