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Un déflectomètre comme capteur de front d’onde haute résolution au service de l’industrie ophtalmique

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Publié le mardi 12 juin 2012 17:07

Lambda-X, PME belge, commercialise l’instrument NIMO permettant le contrôle des performances optiques des verres de lunette, des lentilles de contact et des implants intraoculaires.

L’augmentation de la complexité des solutions ophtalmiques offertes sur le marché conduit à adapter les moyens de métrologie mis au service des fabricants. En effet, les focomètres standards ne mesurent que ponctuellement et ne permettent pas de caractériser les lentilles intégrant des aberrations sphériques, des corrections toriques, ou des fonctions multifocales. Un capteur de front d’onde est l’instrument idéal pour vérifier la conformité de fabrication mais les instruments classés dans la gamme des déflectomètres peuvent remplir la même fonction.

Lambda-X a développé et breveté une nouvelle technologie sous le nom de « Schlieren à décalage de phase » qui permet de mesurer des déviations lumineuses (dérivée du front d’onde) sur 1000 x 1000 points et d’en déduire les caractéristiques du composant. Cette technologie est commercialisée pour les applications ophtalmiques sous le nom de NIMO.

La lentille à mesurer (TL) est imagée au travers des lentilles L2/L3 sur une caméra. La source lumineuse active (LCD) est placée au plan focal de la lentille L1. De cette façon, à l’image de la lentille mesurée se superpose une illumination modulée par le LCD.

Plus la focale de TL est faible, plus on retrouvera de « franges de Schlieren » codant les déviations lumineuses en niveaux de gris sur la caméra. La mise en place d’un décalage de phase, de la même manière qu’il est utilisé dans un interféromètre, permet alors une mesure complète de la dérivée du front d’onde. La carte de modulation fait aussi apparaître les détails géométriques et cosmétiques du composant. La carte de puissance met en évidence le détail des propriétés optiques sur une lentille de contact bifocale.

La mesure n’est pas affectée par le positionnement de la lentille, que ce soit dans son propre plan (x, y) ou le long de l’axe optique (z) : l’instrument est ainsi performant en termes de reproductibilité et de répétabilité. Un test d’évaluation de performance incluant, en accord avec la norme ISO 5725, autant d’opérateurs que d’instruments testés, a démontré une déviation standard de reproductibilité de 0,02 D pour la puissance et 0,026 D pour le cylindre de lentilles rigides.

La mesure de la qualité du front d’onde est réalisée par analyse de Zernike. Des 36 coefficients calculés, sont déduits la focale au meilleur focus, la focale paraxiale, l’astigmatisme et les aberrations sphériques. Lors de la mesure de lentilles de contact souples, des performances de répétabilité (où la lentille reste en place entre deux mesures) et de reproductibilité (où la lentille est retirée et repositionnée entre deux mesures) meilleures que 2 nm sur des coefficients d’aberrations sphériques primaires et secondaires ont été démontrées.

Photo : Carte de puissance d’une lentille de contact bifocale. L’échelle de couleur représente les puissances locales en dioptries.