Système d’injection et de visualisation .1 Système d’injection

Afin d’obtenir des franges d’interférence dans un SWIFTS Gabor il est nécessaire de diviser en deux le flux de la source, et ce, afin d’injecter la moitié de celui-ci d’un côté du SWIFTS et l’autre moitié de l’autre. De plus, il est nécessaire de bien équilibrer les flux afin de maximiser le contraste des franges. Dans un premier temps nous avons utilisé un coupleur en X fibré pour réaliser cette tâche. C’est-à-dire qu’il s’agit d’un module d’optique in-tégrée similaire à la jonction Y présentée précédemment (cf. § 4.1.1.1), mais possédant deux entrées et deux sorties connectorisées avec des fibres. Ce type de système possède l’avantage d’être compact. Néanmoins, même si sa géométrie est symétrique, ce genre de système présente une forte chroma-ticité. Ainsi, sur une large bande spectrale (600 à 1000 nm) le contraste des franges peut varier d’un facteur 10. Afin de rééquilibrer les flux il faut donc jouer sur les pertes d’injection. En conclusion, un tel système peut être utilisé avec de lumière monochromatique (au prix d’une faible efficacité en cas de forte asymétrie) mais est difficilement utilisable en lumière à spectre large. C’est pourquoi nous avons finalement opté pour un système en optique de volume que nous présentons dans un des paragraphes suivants (cf. § 4.5.2.2).

Nano-positionneur motorisé Composant testé Fibre optique d'injection

Platine 5 axes

Figure 4.9 – Photo du système d’injection dans le composant

Ce point sera un des éléments critiques à calibrer sur un SWIFTS Gabor avec une jonction Y intégrée. Dans les faits on note que les jonctions Y sont de meilleure qualité quant à l’équilibre des puissances de sortie sur une large bande spectrale. Ainsi, ce problème ne devrait pas avoir un impact trop important sur le rapport signal à bruit.

L’injection finale dans le composant se fait à l’aide de deux platines 5 axes motorisées (cf. figure 4.10.b).

Stabilité de l’OPD

Un problème auquel nous avons été confronté a été la stabilité de la position du zéro OPD. Comme nous l’avons vu (cf. § 2.2.5.3), cela pose des problèmes importants dans le cas d’un SWIFTS Gabor. Or les fibres sont très sensibles aux variations de températures ainsi qu’aux variations de rayon-nement thermique (infrarouge). Ainsi, le simple fait d’approcher sa main d’une des deux fibres reliant le SWIFTS au diviseur d’amplitude fait varier la position du zéro OPD de plusieurs dizaines, voire centaines, de nano-mètres ; et ce, de manière quasi-instantannée (temps de « réaction » inférieur au dixième de seconde). Ainsi, il a été nécessaire de maîtriser ces variations intempestives de l’OPD dont le temps caractéristique était de l’ordre de la demi-seconde. Pour cela nous avons joué sur plusieurs facteurs. Tout d’abord, autant que faire se peut, nous avons stabilisé la température avec un système de climatisation et de ventilation contrôlée (flux laminaire) ou de capotage lorsque cela est possible. Deuxièmement, nous avons travaillé sur l’isolation des fibres. L’isolation aux variations rapides de température a été faite avec des gaines kevlar de 4 mm de diamètre. Ces gaines, en emprisonant de l’air, jouent le rôle d’isolant thermique. L’isolation vis-à-vis des rayonnements thermiques a, quant à elle, été réalisée en entourant les fibres d’un métal réfléchissant (aluminium). Ce métal à haut pouvoir de réflexion permet de renvoyer le rayonnement thermique sans chauffer et donc il isole les fibres du rayonnement thermique.

Cette double isolation des fibres nous a permis de suffisamment stabi-liser l’OPD pour ne plus être sensible à la baisse de contraste occasionnée. En effet, les variations observées ont maintenant un temps caractéristique largement supérieur à la seconde.

Figure 4.10 – Schéma des systèmes de visualisation et d’injection

– fig. a : vue d’ensemble des deux systèmes de visualisation montés sur la tourelle de

de positionnement ;

– fig. b : vue du système d’injection (deux platines 5 axes) et du système

4.5.1.2 Système de visualisation

Le système de visualisation a deux buts. Le premier est de visualiser précisément les plots et l’état de surface du substrat pour connaître la qualité du composant. La visualisation fine sert aussi pour le réglage de l’injection. Le deuxième objectif est d’acquérir des données pour remplacer le détecteur collé contre les composants. Pour cela il faut avoir un grand champ de vue idéalement de l’ordre de 17 mm.

Figure 4.11 – Photographie du montage de visualisation (cf. figure 4.10

De plus, il faut être capable de passer d’un système de visualisation à l’autre de manière rapide et répétable. C’est pourquoi, comme on peut le voir sur la figure 4.10.a les deux systèmes de visualisation sont montés sur une tourelle qui permet de choisir le système utilisé.

Visualisation microscopique

Comme nous venons de le dire la visualisation microscopique sert avant tout à connaître l’état de surface du composant et à régler l’injection. Mais elle sert aussi, avec les faibles grossissements, à acquérir des données scien-tifiques sur les plots et les interférogrammes. Ainsi ce système est doté de deux caméras :

– une caméra SBIG faible bruit codé sur 16 bits – une caméra vidéo Luménera

La première caméra est une caméra d’astronomie amateur qui pos-sède de bonnes caractéristiques (faible bruit, bon codage, régulation en température, ...) qui permet d’acquérir des données exploitables de manière scientifique. Néanmoins, elle possède le défaut d’être très lente (moins d’une image à la seconde) ; ce qui rend son usage rédhibitoire pour le réglage de l’injection ; un couplage à une caméra vidéo est donc nécessaire. Néanmoins, cette solution présente le désavantage de diviser par deux le flux lumineux dirigé vers la caméra scientifique.

Le tube de microscope utilisé est un tube double Mitutoyo auquel est adjoint quatre objectifs visible et proche infrarouge (5x, 10x, 20x et 100x). Visualisation grand champ

La visualisation grand champ s’opère à l’aide de deux objectifs Angé-nieux grand champ monté en « tête-bèche ». Ce montage permet d’obtenir un grandissement de 1 avec un champ de vue de la taille du détecteur (14,9 mm x 10 mm, avec des pixels de 6,8 µm). Étant donné le champ de vue important il a été nécessaire de coupler ce système de visualisation à un sys-tème de réglage de l’assiette. En effet, il est indispensable de pouvoir régler l’assiette pour garantir un focus uniforme sur tout le composant (cf. figure 4.10.a).