Polissage de substrats optiques PR3/SR3

La prestation porte sur deux substrats PR3 et deux substrats SR3 déjà polis selon d’autres spécifications. Il faut repolir les surfaces 1 et 2 de chaque substrat, tout en préservant les surfaces latérales et les parties déjà conformes. Les substrats sont fournis par le Laboratoire des Matériaux Avancés (LMA).

Dimensions et géométrie communes

• Diamètre : 350 mm, tolérance -0/+0,5 mm ; épaisseur : 100 mm, tolérance -0,5/+0 mm ; absence de coin, < 1 µrad.
• Méplats latéraux : 100 × 50 mm ; rugosité < 1 nm et planéité PV < 60 nm sur une zone centrée de 75 × 40 mm.
• Les chanfreins des surfaces 1 et 2 sont décrits dans le texte comme une largeur de 2 mm ± 0,5 mm à 45°, tandis que le tableau récapitulatif donne 3 mm ± 0,2 mm à 45° : ces exigences sont contradictoires et nécessitent clarification.

Courbure et erreurs de surface

Les rayons de courbure sphériques sont à réaliser sur une zone centrale de diamètre 150 mm :

• PR3 : surface 1 concave, 20 m ± 0,2 % ; surface 2 convexe, 1,837 m ± 0,2 %.
• SR3 : surface 1 concave, 22,6 m ± 0,2 % ; surface 2 convexe, 1,837 m ± 0,2 %.

Pour les faibles fréquences spatiales (< 1 mm⁻¹), après soustraction des quatre premiers termes de Zernike (Z0,0, Z1,1, Z2,0, Z2,2) ou de l’aberration de Seidel correspondante :

• PR3, surface 1 : RMS < 0,5 nm sur Ø 150 mm et < 2 nm sur Ø 300 mm ; amplitude d’astigmatisme Z2,2 < 5 nm. Le texte situe cette exigence sur une zone de 70 mm, alors que le tableau indique Ø 150 mm.
• SR3, surface 1 : RMS < 1 nm sur Ø 150 mm et < 4 nm sur Ø 300 mm ; amplitude d’astigmatisme Z2,2 < 5 nm. Le texte situe cette exigence sur la zone centrale de 150 mm, tandis que le tableau indique Ø 60 mm.
• Surfaces 2, PR3 et SR3 : RMS < 2 nm sur Ø 150 mm et < 4 nm sur Ø 300 mm.

Rugosité, défauts et protection

La rugosité RMS doit être < 0,1 nm sur Ø 150 mm pour les surfaces 1 et 2. Le texte prévoit sa mesure dans la partie centrale, à l’intérieur d’un cercle de 5 mm, en quatre positions régulièrement espacées sur un cercle de 50 mm de diamètre ; le tableau de données à fournir demande des cartes de surface pour trois emplacements centraux. Ces modalités de mesure et de restitution diffèrent et sont à clarifier.

Pour les défauts ponctuels et rayures :

• Surface 1 des deux types : défauts de diamètre < 5 µm, densité < 5/4 mm² sur Ø 150 mm ; défauts de 5 à 50 µm, < 50 sur Ø 150 mm et < 200 sur Ø 300 mm ; défauts > 50 µm, aire totale < 500 × 10³ µm² sur Ø 150 mm.
• Surface 2 des deux types : défauts de 5 à 50 µm, < 300 sur Ø 150 mm ; défauts > 50 µm, aire totale < 500 × 10³ µm² sur Ø 150 mm.

Les méplats des surfaces 3 et 4, ainsi que les surfaces déjà polies du pourtour (surfaces 5 et 6), doivent être protégés pendant le repolissage. Le polisseur est responsable de tout dommage aux méplats ; le pourtour doit rester transparent, sans rayures visibles à l’œil sous un éclairage normal de pièce.

Contrôles, livrables et conditionnement

Pour chaque substrat, remettre une documentation complète comprenant les mesures de diamètre et d’épaisseur, un rapport d’inspection visuelle des rayures et défauts (image numérique ou croquis coté), les cartes de phase interférométriques des rayons de courbure et de la planéité, ainsi que les cartes de rugosité et les valeurs numériques certifiées. Fournir une copie papier et les données électroniques des cartes de phase en ASCII ou au format de données d’interféromètre ZYGO (.DAT).

Les substrats sont expédiés au polisseur par le LMA dans des boîtes de protection spéciales à capuchons plastiques, destinées à préserver leur intégrité pendant le transport. Le polisseur peut réutiliser ces boîtes pour le retour des substrats au LMA.