CA2501441A1 - Systeme de collecte de lumiere, achromatique et d'absorption reduite, particulierement adapte a l'analyse spectrometrique optique - Google Patents
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Abstract
Système de collecte de lumière, amplificateur, achromatique et d'absorption réduite, particulièrement adapté à l'analyse spectrométrique optique.Ce système collecte la lumière émise par au moins une source lumineuse (52) et la focalise sur au moins un dispositif de détection de lumière (54). Il compren d de préférence un premier miroir (58) qui collecte la lumière émise par la source et la focalise sur un deuxième miroir (60) qui la focalise à son tour sur le dispositif. Le système est muni d'une enceinte qui est opaque à toute lumière, en particulier aux rayonnements ultraviolets, et dans laquelle sont placés la source lumineuse, le dispositif de détection de lumière et les miroirs, et de moyens pour faire le vide dans cette enceinte ou la remplir d'un gaz qui est transparent aux rayonnements ultraviolets.
Description
SYSTEME DE COLLECTE DE LUMIERE, ACHROMATIQUE ET D'ABSORPTION REDUITE, PARTICULIEREMENT ADAPTE A L'ANALYSE SPECTROMETRIQUE OPTIQUE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente inventïon concerne un système de collecte de lumière. Elle s'applique notamment à
l'analyse spectrométrique optique.
Plus précisëment, la présente invention est relative, dans le domaine des chemins optiques, à une combinaison de miroirs de caractéristiques techniques différentes.
Çes miroirs sont associés dans un système particulier qui constitue un système optique pour collecter la lumière en provenance d'une source lumineuse et l'envoyer vers ùn dispositif de détection de lumière, que l'on peut utiliser au moins dans le cadre de l'analyse spectrométrique optique, voire dans d'autres applïcations optiques.
La figure 1 illustre schématiquement un système de collecte de la lumière 2, placé entre une source lumineuse 4 et un dispositif de détection de lumière 6 qui est percé d'une fente d'entrée de la lumière 8. Le trajet de la lumière a la référence 10.
ETAT DE hA TECHNIQUE ANTERIEURE
Actuellement, les systèmes de collecte de lumière utilisés dépendent .
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente inventïon concerne un système de collecte de lumière. Elle s'applique notamment à
l'analyse spectrométrique optique.
Plus précisëment, la présente invention est relative, dans le domaine des chemins optiques, à une combinaison de miroirs de caractéristiques techniques différentes.
Çes miroirs sont associés dans un système particulier qui constitue un système optique pour collecter la lumière en provenance d'une source lumineuse et l'envoyer vers ùn dispositif de détection de lumière, que l'on peut utiliser au moins dans le cadre de l'analyse spectrométrique optique, voire dans d'autres applïcations optiques.
La figure 1 illustre schématiquement un système de collecte de la lumière 2, placé entre une source lumineuse 4 et un dispositif de détection de lumière 6 qui est percé d'une fente d'entrée de la lumière 8. Le trajet de la lumière a la référence 10.
ETAT DE hA TECHNIQUE ANTERIEURE
Actuellement, les systèmes de collecte de lumière utilisés dépendent .
2 - de la nature de la lumière incidente, c'est-à-dire des longueurs d'onde des rayonnements lumineux composant cette lumière incidente, - de la distance séparant la source lumineuse du dïspositif de détection, et - des dimensions et de la forme de la source lumineuse et du dispositif de détection.
I1 existe divers systèmes optiques adaptés à une source lumineuse polychromatique dont la taille va de quelques millimètres à quelques dizaines de millimètres et qui est située à une distance allant de quelques millimètres jusqu'à plusieurs dizaines de centimètres du dispositif de détection.
Par exemple, pour un dispositif de détection où la lumière ne peut pénétrer que par une petite fente appelëe "fente d'entrée", ayant quelques millimètres de long sur quelques micromètres de large, les systèmes actuels de transmission et de collecte de lumière sont constitués soit d'une lame à faces parallèles soit d'une lentille de focalisation plan-convexe ou biconvexe soit d'un ensemble de deux lentilles de focalisation plan-convexes.
La figure 2 montre le trajet 12 de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumière constitué d'une lame à faces parallèles 14'. Zes références 16, 18, 20, 22 et 23 représentent respectivement la sôurce lumineuse, le dispositif de détection, la fente d'entrée de ce dernier, le trajet de la lumière et le pinceau lumineux qui pénètre dans le dispositif de détection.
I1 existe divers systèmes optiques adaptés à une source lumineuse polychromatique dont la taille va de quelques millimètres à quelques dizaines de millimètres et qui est située à une distance allant de quelques millimètres jusqu'à plusieurs dizaines de centimètres du dispositif de détection.
Par exemple, pour un dispositif de détection où la lumière ne peut pénétrer que par une petite fente appelëe "fente d'entrée", ayant quelques millimètres de long sur quelques micromètres de large, les systèmes actuels de transmission et de collecte de lumière sont constitués soit d'une lame à faces parallèles soit d'une lentille de focalisation plan-convexe ou biconvexe soit d'un ensemble de deux lentilles de focalisation plan-convexes.
La figure 2 montre le trajet 12 de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumière constitué d'une lame à faces parallèles 14'. Zes références 16, 18, 20, 22 et 23 représentent respectivement la sôurce lumineuse, le dispositif de détection, la fente d'entrée de ce dernier, le trajet de la lumière et le pinceau lumineux qui pénètre dans le dispositif de détection.
3 Za figure 3 montre le trajet 24 de la lumière dans le cas d'un système de collecte de lumière constitué d'une lentille de focalisation biconvexe 26.
Za figure 4 montre le trajet 28 dé la lumière dans le cas d'un système de collecte de lumière constitué d'un ensemble de deux lentilles de focalisation.plan-convexes 30 et 32.
Ze système de la figure 2 transmet la lumière sans la focaliser, c'est-à-dire sans amplifier le flux lumineux. Zes systèmes des figures 3 et 4 collectent le maximum de lumière de la source 16 avant de focaliser, c'est-à-dire de concentrer, cette lumière sur la fente d'entrée 20 du dispositif de détection 18 en amplifiant le flux lumineux. Dans le cas où le système de collecte de lumïère est plus éloigné du dispositif de détection que 1a source lumineuse, le système qui met en oeuvre un ensemble de lentilles (figure 4) permet de transmettre la lumière selon un faisceau ~ sensiblement parallèle entre les deux lentilles 30 et 32 et donc de minimiser les risques de mauvaise focalisation sur la fente d'entrée 20.
Bien que les systèmes de collecte de lumière des figures 3 et 4 amplifient les flux lumineux, ces systèmes prësentent les inconvënients suivants .
1) Ils ne permettent pas une transmission optimale de la lumière. En effet, les éléments optiques (lame à faces parallèles ou lentilles) absorbent plus ou moins les rayonnements lumineux, selon la longueur d'onde de ces derniers.
Za figure 4 montre le trajet 28 dé la lumière dans le cas d'un système de collecte de lumière constitué d'un ensemble de deux lentilles de focalisation.plan-convexes 30 et 32.
Ze système de la figure 2 transmet la lumière sans la focaliser, c'est-à-dire sans amplifier le flux lumineux. Zes systèmes des figures 3 et 4 collectent le maximum de lumière de la source 16 avant de focaliser, c'est-à-dire de concentrer, cette lumière sur la fente d'entrée 20 du dispositif de détection 18 en amplifiant le flux lumineux. Dans le cas où le système de collecte de lumïère est plus éloigné du dispositif de détection que 1a source lumineuse, le système qui met en oeuvre un ensemble de lentilles (figure 4) permet de transmettre la lumière selon un faisceau ~ sensiblement parallèle entre les deux lentilles 30 et 32 et donc de minimiser les risques de mauvaise focalisation sur la fente d'entrée 20.
Bien que les systèmes de collecte de lumière des figures 3 et 4 amplifient les flux lumineux, ces systèmes prësentent les inconvënients suivants .
1) Ils ne permettent pas une transmission optimale de la lumière. En effet, les éléments optiques (lame à faces parallèles ou lentilles) absorbent plus ou moins les rayonnements lumineux, selon la longueur d'onde de ces derniers.
4 Cette absorption est parfois négligeable, en particulier dans le cas de la lumière visible traversant par exemple une lentille en fluorure de magnésium. Cette absorption est souvent plus importante pour les rayonnements situés dans l'ultraviolet lointain (correspondant à des longueurs d'ondes inférieures à 200nm).
A titre d'exemple, dans le cas d'un rayonnement de 120nm de longueur d'onde, environ 80~ du flux lumineux incident est absorbé par une lentille en fluorure de magnésium de 1,4mm d'épaisseur. De même, l'absorption peut être importante au-delà de 800nm (domaine infrarouge). ' 2) Ils ne permettent pas de focaliser en un même point tous les rayonnements de longueurs d'ondes différentes qui composent une lumière polychromatique du fait de la présence d'aberrations chromatiques, en particulier longitudinales. La conséquence de ces aberrations chromatiques est la dispersion des points de focalisation le long de l'axe optique, en fonction de la longueur d'onde des rayonnements.
Ce phénomène est dû aux variations de l'indice de réfraction du matériau constituant le système de collecte de lumière en fonction de la longueur d'onde de la lumière incidente. La formation d'aberrations chromatiques longitudinales pour une lumière polychromatique traversant une lentille 34 en fluorure de magnésium est montrêe à titre d'exemple sur la figure 5.
Sur cette figure 5, les références 36, 38, 40, 42, 44, 46, et 48 reprësentent respectivement la lumière incidente polychromatique, le point focal de la lumière ayant la longueur d'onde la plus faible, le point focal de la lumière ayant la longueur d'onde la plus élevée, le dispositif de détection, la fente
A titre d'exemple, dans le cas d'un rayonnement de 120nm de longueur d'onde, environ 80~ du flux lumineux incident est absorbé par une lentille en fluorure de magnésium de 1,4mm d'épaisseur. De même, l'absorption peut être importante au-delà de 800nm (domaine infrarouge). ' 2) Ils ne permettent pas de focaliser en un même point tous les rayonnements de longueurs d'ondes différentes qui composent une lumière polychromatique du fait de la présence d'aberrations chromatiques, en particulier longitudinales. La conséquence de ces aberrations chromatiques est la dispersion des points de focalisation le long de l'axe optique, en fonction de la longueur d'onde des rayonnements.
Ce phénomène est dû aux variations de l'indice de réfraction du matériau constituant le système de collecte de lumière en fonction de la longueur d'onde de la lumière incidente. La formation d'aberrations chromatiques longitudinales pour une lumière polychromatique traversant une lentille 34 en fluorure de magnésium est montrêe à titre d'exemple sur la figure 5.
Sur cette figure 5, les références 36, 38, 40, 42, 44, 46, et 48 reprësentent respectivement la lumière incidente polychromatique, le point focal de la lumière ayant la longueur d'onde la plus faible, le point focal de la lumière ayant la longueur d'onde la plus élevée, le dispositif de détection, la fente
5 d'entrée de ce dispositif de détection, la tache image pour la longueur d'onde la plus faible et la tache image pour la longueur d'onde la plus élevée.
La figure 5 montre l'obturation partielle existant de ce fait au niveau de la fente d'entrée.
Ce problème de point de focalisation différent selon la longueur d'onde est d'autant plus important que la gamme de longueurs d'ondes observée est large et induit une différence de sensibilité du dispositif de détection en fonction des longueurs d'ondes.
En effet, à titre d'exemple, pour deux rayonnements lumineux de longueurs d'onde différentes, le flux lumineux n'est pas le même pour chacune des longueurs d'ondes à une position donnée sur l'axe optique. I1 peut être maximal si la fente d'entrée est placée sur le point de focalisation de l'une des deux longueurs d'onde, mais il est obligatoirement plus faible pour la deuxième longueur d'onde.
En résumé, si les systèmes connus de collecte de lumière, comportant des lentilles de focalisation, répondent en partie aux besoins d'amplïfication des flux lumineux, ils ne permettent pas de maximiser cette amplification simultanément pour toutes les longueurs d'ondes d'une lumière polychromatique.
La figure 5 montre l'obturation partielle existant de ce fait au niveau de la fente d'entrée.
Ce problème de point de focalisation différent selon la longueur d'onde est d'autant plus important que la gamme de longueurs d'ondes observée est large et induit une différence de sensibilité du dispositif de détection en fonction des longueurs d'ondes.
En effet, à titre d'exemple, pour deux rayonnements lumineux de longueurs d'onde différentes, le flux lumineux n'est pas le même pour chacune des longueurs d'ondes à une position donnée sur l'axe optique. I1 peut être maximal si la fente d'entrée est placée sur le point de focalisation de l'une des deux longueurs d'onde, mais il est obligatoirement plus faible pour la deuxième longueur d'onde.
En résumé, si les systèmes connus de collecte de lumière, comportant des lentilles de focalisation, répondent en partie aux besoins d'amplïfication des flux lumineux, ils ne permettent pas de maximiser cette amplification simultanément pour toutes les longueurs d'ondes d'une lumière polychromatique.
6 Ceci est dû, d'une part, à l'absorption, parfois importante, de la lumière induite par le matériau constituant la lentille et, d'autre part, aux aberrations chromatiques longitudinales (différences entre les positions, sur l'axe optique, des maxima des flux lumineux).
En outre, on peut avoir à étudier une ou des sources lumineuses polychromatiques, en particulier une ou des source s dont le spectre contient une ou plusieurs composantes ultraviolettes. On est alors amené à détecter la lumïère émise par de telles sources, après avoir collecté cette lumière et focalisé
celle-ci sur un système de dëtectïon.
Or, pour les systèmes connus de collecte de lumière, rien n'est prévu pour minimiser l'absorption des rayonnements ultraviolets sur leur trajet depuis la ou les sources lumineuses jusqu'au dispositif de détection, tout en amplifiant le ~lux lumineux en un point, de façon achromatique, et en empêchant le dispositif de détection de recevoir des rayonnements ultraviolets provenant d'autres sources que la ou les sources ëtudiées.
EXPOSÉ DE h'INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux précédents inconvénients.
Elle a pour objet un système optique qui est susceptible de résoudre à la fois les problèmes d'absorption de 1a lumière et les problèmes d'aberration chromatique tout en répondant aux besoins d'amplification des flux lumineux (de toutes natures et
En outre, on peut avoir à étudier une ou des sources lumineuses polychromatiques, en particulier une ou des source s dont le spectre contient une ou plusieurs composantes ultraviolettes. On est alors amené à détecter la lumïère émise par de telles sources, après avoir collecté cette lumière et focalisé
celle-ci sur un système de dëtectïon.
Or, pour les systèmes connus de collecte de lumière, rien n'est prévu pour minimiser l'absorption des rayonnements ultraviolets sur leur trajet depuis la ou les sources lumineuses jusqu'au dispositif de détection, tout en amplifiant le ~lux lumineux en un point, de façon achromatique, et en empêchant le dispositif de détection de recevoir des rayonnements ultraviolets provenant d'autres sources que la ou les sources ëtudiées.
EXPOSÉ DE h'INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux précédents inconvénients.
Elle a pour objet un système optique qui est susceptible de résoudre à la fois les problèmes d'absorption de 1a lumière et les problèmes d'aberration chromatique tout en répondant aux besoins d'amplification des flux lumineux (de toutes natures et
7 longueurs d'ondes) entre une ou des sources lumineuses et un ou des dispositifs de détection.
De façon précise, 1a présente invention a pour objet un système de collecte de lumière, ce système étant destiné à collecter la lumière émise par au moins une source lumineuse et à focaliser la lumière collectée sur au moins un dispositif de détection de lumière, ce système étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux miroirs, à savoir des premier et deuxième miroirs, le premier miroir étant apte à
collecter la lumière émïse par la source lumineuse et à
focaliser la lumière collectée sur le deuxième miroir, ce deuxième miroir étant apte à focaliser la lumière qu'il reçoit du premier miroir sur le dispositif de détection de lumière, ce système étant amplificateur, achromatique et d'absorption réduite, particulièrement dans l'ultraviolet, et en ce que le système est muni - d'une enceinte qui est opaque à toute lumière, en particulier aux rayonnements ultraviolets, et dans laquelle sont placés la source lumineuse, le dispositif de détection de lumïère et les miroirs, et - de moyens pour faire le vide dans cette enceinte ou la remplir d'un gai qui est transparent aux rayonnements ultraviolets.
Ze dispositif de détection de lumière peut comporter une fente d'entrée ou ne pas en comporter.
Selon un premier mode de réalisation particulier du système objet de l'invention, les premier et deuxième miroirs ont le même axe, ce même axe constituant l'axe optique du système, et les foyers
De façon précise, 1a présente invention a pour objet un système de collecte de lumière, ce système étant destiné à collecter la lumière émise par au moins une source lumineuse et à focaliser la lumière collectée sur au moins un dispositif de détection de lumière, ce système étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux miroirs, à savoir des premier et deuxième miroirs, le premier miroir étant apte à
collecter la lumière émïse par la source lumineuse et à
focaliser la lumière collectée sur le deuxième miroir, ce deuxième miroir étant apte à focaliser la lumière qu'il reçoit du premier miroir sur le dispositif de détection de lumière, ce système étant amplificateur, achromatique et d'absorption réduite, particulièrement dans l'ultraviolet, et en ce que le système est muni - d'une enceinte qui est opaque à toute lumière, en particulier aux rayonnements ultraviolets, et dans laquelle sont placés la source lumineuse, le dispositif de détection de lumïère et les miroirs, et - de moyens pour faire le vide dans cette enceinte ou la remplir d'un gai qui est transparent aux rayonnements ultraviolets.
Ze dispositif de détection de lumière peut comporter une fente d'entrée ou ne pas en comporter.
Selon un premier mode de réalisation particulier du système objet de l'invention, les premier et deuxième miroirs ont le même axe, ce même axe constituant l'axe optique du système, et les foyers
8 respectifs des premier et deuxième miroirs sont situés sur cet axe optique.
Ces foyers respectifs des premier et deuxième miroirs peuvent être confondus ou,' au contraire, distincts.
Dans le cas de ce premier mode de réalisation particulïer, le premier miroir peut comporter un perçage central qui est apte à laisser passer la lumière focalisée par 1e deuxième miroir vers le dispositif de détection de lumiëre.
Selon un deuxième mode de réalisation particulier, les premier et deuxième miroirs sont décalés l'un par rapport à l'autre, au moins l'un des premier et deuxième miroirs étant hors d'axe ("off axis") .
Chacun des premier et deuxième miroirs peut être choisi parmi les miroirs sphériques, les miroirs paraboliques et les miroirs ellipsoïdaux.
Chacun des premier et deuxième miroirs peut être recouvert d'un dépôt métallique ou chimique.
Ze dispositif de détection de lumière peut comprendre une fente d'entrée et le deuxième miroir est alors prévu pour focaliser la lumière qu' i1 reçoit du premier miroir sur cette fente d'entrée.
Ze dispositif de détection ~de lumière ,peut être un dispositif d'analyse spectrométrique optique comprenant une fente d'entrée et le deuxième miroir est alors prévu pour focaliser la lumière qu' i1 reçoit du premier miroir sur cette fente d'entrée.
. Za source lumineuse peut être une source polychromatique.
Ces foyers respectifs des premier et deuxième miroirs peuvent être confondus ou,' au contraire, distincts.
Dans le cas de ce premier mode de réalisation particulïer, le premier miroir peut comporter un perçage central qui est apte à laisser passer la lumière focalisée par 1e deuxième miroir vers le dispositif de détection de lumiëre.
Selon un deuxième mode de réalisation particulier, les premier et deuxième miroirs sont décalés l'un par rapport à l'autre, au moins l'un des premier et deuxième miroirs étant hors d'axe ("off axis") .
Chacun des premier et deuxième miroirs peut être choisi parmi les miroirs sphériques, les miroirs paraboliques et les miroirs ellipsoïdaux.
Chacun des premier et deuxième miroirs peut être recouvert d'un dépôt métallique ou chimique.
Ze dispositif de détection de lumière peut comprendre une fente d'entrée et le deuxième miroir est alors prévu pour focaliser la lumière qu' i1 reçoit du premier miroir sur cette fente d'entrée.
Ze dispositif de détection ~de lumière ,peut être un dispositif d'analyse spectrométrique optique comprenant une fente d'entrée et le deuxième miroir est alors prévu pour focaliser la lumière qu' i1 reçoit du premier miroir sur cette fente d'entrée.
. Za source lumineuse peut être une source polychromatique.
9 PCT/FR2003/002947 Za lumière émise par cette source lumineuse peut contenir une ou plusieurs composantes ultraviolettes.
Cette source lumineuse peut être une lampe à décharge luminescente.
BR~VE DESCRIPTION DES DESSINS
Za présente invention sera mieux comprise à
la lecture de la description d'exemples de rëalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels .
- la figure 1 illustre schématiquement un système de collecte de lumière placé entre une source lumineuse et un dispositif de détection de lumiêre et a déjà été décrite, - la figure 2 illustre schématiquement 1e trajet de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumière connu, constïtué d'une lame à
.faces parallèles, et a déjà été décrite, - la figure 3 illustre schématiquement le trajet de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumière connu, constitué d'une lentille de focalisation biconvexe, et a déjà été dëcrite, - la figure 4 illustre schématiquement le trajet de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumiêre connu, constitué d'un ensemble de deux lentilles de focalisation plan-convexes, et a déjà ëté décrïte, - la figure 5 illustre schématiquement l'obturation partielle qui existe au niveau de la fente d'entrée du dispositif de détection dans le cas des figures 3 et 4, pour une lumière polychromatique, 5 et a déjà été décrite, - la figure 6 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation particulier du système optique objet de l'invention, utilisant deux miroirs placés sur l'axe optique, dans le cas d'une source
Cette source lumineuse peut être une lampe à décharge luminescente.
BR~VE DESCRIPTION DES DESSINS
Za présente invention sera mieux comprise à
la lecture de la description d'exemples de rëalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels .
- la figure 1 illustre schématiquement un système de collecte de lumière placé entre une source lumineuse et un dispositif de détection de lumiêre et a déjà été décrite, - la figure 2 illustre schématiquement 1e trajet de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumière connu, constïtué d'une lame à
.faces parallèles, et a déjà été décrite, - la figure 3 illustre schématiquement le trajet de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumière connu, constitué d'une lentille de focalisation biconvexe, et a déjà été dëcrite, - la figure 4 illustre schématiquement le trajet de la lumière dans le cas d'un système de transmission de lumiêre connu, constitué d'un ensemble de deux lentilles de focalisation plan-convexes, et a déjà ëté décrïte, - la figure 5 illustre schématiquement l'obturation partielle qui existe au niveau de la fente d'entrée du dispositif de détection dans le cas des figures 3 et 4, pour une lumière polychromatique, 5 et a déjà été décrite, - la figure 6 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation particulier du système optique objet de l'invention, utilisant deux miroirs placés sur l'axe optique, dans le cas d'une source
10 lumineuse qui est grande par rapport à la taille de ces miroirs, - la figure 7 est une vue schématique d'un deuxième mode de réalisation particulier du système optique objet de l'invention, utilisant deux miroirs placés sur l'axe optique, dans le cas d'une source lumineuse qui est petite par rapport à la taille de ces miroirs, - la figure 8 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation particulier du système optique objet de l'invention, utilisant deux miroirs dont l'un au moins est hors d'axe (« off axis »), - la figure 9 illustre schématiquement la transmission de la lumière dans une installation comprenant une source de lumière à décharge luminescente, un système de collecte de' lumière à
miroirs conforme à l'invention et un dispositif de détection de lumière constitué par un spectromètre d'émission optique, et - la figure 10 est une vûe schématique d'un autre système conforme à l'invention, utilisant plus de deux miroirs.
miroirs conforme à l'invention et un dispositif de détection de lumière constitué par un spectromètre d'émission optique, et - la figure 10 est une vûe schématique d'un autre système conforme à l'invention, utilisant plus de deux miroirs.
11 EXPOSÉ DÉTAIh?~É DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Dans un système optique conforme à
l'invention, on utilise de préférence deux miroirs, respectivement appelés « premier miroir » et « deuxième miroir ». hes formes et caractéristiques de ces deux miroirs sont prédéfinies et l'on peut former, ou non, sur ces miroirs, un dépôt~métallique ou chimique.
Ce dépôt métallique ou chimique est destiné
â protéger le miroir sur lequel il est formé contre d'êventuelles agressions mécaniques ou chimiques et à
minimiser l'absorption des rayonnements lumineux.
he premier miroir est prévu pour collecter 1e maximum de lumière de la source lumineuse, à la suite de laquelle est plâcé le système optique, et pour assurer la focalisation, sur le deuxième miroir, de la lumière ainsi collectëe. Ce deuxième miroir focalise alors la lumière qu'il reçoit sur le dïspositif de détection de lumière qui suit le système optique.
Ce dispositif comprend généralement une fente d'entrée et le deuxième mïroir permet alors de focaliser la lumière qu'il reçoit sur cette fente. Dans une application préférée de l'invention, ce dispositif est un spectromètre d'émission optique quï comporte effectivement une telle fente.
Za taille des miroïrs est fonction de la puissance et de la taille de la source lumineuse, de la distance entre cette dernière et les miroirs et de la distance entre ces derniers et le dispositif de détection' ou, plus précisément, la fente de ce dispositif.
Dans un système optique conforme à
l'invention, on utilise de préférence deux miroirs, respectivement appelés « premier miroir » et « deuxième miroir ». hes formes et caractéristiques de ces deux miroirs sont prédéfinies et l'on peut former, ou non, sur ces miroirs, un dépôt~métallique ou chimique.
Ce dépôt métallique ou chimique est destiné
â protéger le miroir sur lequel il est formé contre d'êventuelles agressions mécaniques ou chimiques et à
minimiser l'absorption des rayonnements lumineux.
he premier miroir est prévu pour collecter 1e maximum de lumière de la source lumineuse, à la suite de laquelle est plâcé le système optique, et pour assurer la focalisation, sur le deuxième miroir, de la lumière ainsi collectëe. Ce deuxième miroir focalise alors la lumière qu'il reçoit sur le dïspositif de détection de lumière qui suit le système optique.
Ce dispositif comprend généralement une fente d'entrée et le deuxième mïroir permet alors de focaliser la lumière qu'il reçoit sur cette fente. Dans une application préférée de l'invention, ce dispositif est un spectromètre d'émission optique quï comporte effectivement une telle fente.
Za taille des miroïrs est fonction de la puissance et de la taille de la source lumineuse, de la distance entre cette dernière et les miroirs et de la distance entre ces derniers et le dispositif de détection' ou, plus précisément, la fente de ce dispositif.
12 Les premier et deuxième miroirs sont focalisants, ce qui permet d'amplifier les flux lumineux.
De plus, l'utilisation des premier et deuxième miroirs, au lieu de lentilles, résout les problèmes d'absorption de lumière mentionnés plus haut.
Les problèmes d'aberration chromatique sont, quant à eux, résolus grâce à l'utilisation de miroirs, qui sont, par nature, dépourvus d'effets chromatiques.
En tant que premier miroir, on utilise de préférence un miroir sphérique, parabolique ou ellipsoïdal. I1 en est de méme pour le deuxïème miroir.
Lorsque les deux miroirs ont le même axe et que leurs foyers, ou points de focalisation, respectifs sont placés sur ce même axe, constituant l'axe optique du système, le premier miroir peut être percë d'un trou pour permettre le passage de la lumière provenant du~ deuxième miroir vers le dispositif de détection de lumière (cas des exemples des figures 6, 7 et 10) .
Dans le cas où les deux miroirs sont décalés l'un par rapport à l'autre, pour constituer un montage hors d'axe (« off axis »), il n'est pas nécessaire que le premier miroi r soit percé (cas de l'exemple de la figure 8).
Revenons sur les exemples des figures 6 à 8.
Le système optique 50 conforme à
l'invention, qui est schématiquement représenté sur la figure 6, est placé entre une source lumineuse 52 et un
De plus, l'utilisation des premier et deuxième miroirs, au lieu de lentilles, résout les problèmes d'absorption de lumière mentionnés plus haut.
Les problèmes d'aberration chromatique sont, quant à eux, résolus grâce à l'utilisation de miroirs, qui sont, par nature, dépourvus d'effets chromatiques.
En tant que premier miroir, on utilise de préférence un miroir sphérique, parabolique ou ellipsoïdal. I1 en est de méme pour le deuxïème miroir.
Lorsque les deux miroirs ont le même axe et que leurs foyers, ou points de focalisation, respectifs sont placés sur ce même axe, constituant l'axe optique du système, le premier miroir peut être percë d'un trou pour permettre le passage de la lumière provenant du~ deuxième miroir vers le dispositif de détection de lumière (cas des exemples des figures 6, 7 et 10) .
Dans le cas où les deux miroirs sont décalés l'un par rapport à l'autre, pour constituer un montage hors d'axe (« off axis »), il n'est pas nécessaire que le premier miroi r soit percé (cas de l'exemple de la figure 8).
Revenons sur les exemples des figures 6 à 8.
Le système optique 50 conforme à
l'invention, qui est schématiquement représenté sur la figure 6, est placé entre une source lumineuse 52 et un
13 dispositïf de détection de lumière 54 dont la fente d'entrée a la référence 56.
Le premier miroir 58 du système 50 est concave tandis que le deuxième miroir 60 de ce système est convexe. La lumière 62 ëmise par la source ~52 est captée par le~miroir 58 et focalisée par ce dernier vers le miroir 60 qui la focalise à son tour sur la fente 56.
Dans l'exemple de la figure 6, 1a taillé
'de la source lumineuse 52 est comparable à celle des miroirs 58 et 60. Cependant, elle pourrait être plus grande.
L'axe optique du systme 50 a la rfrence X1. On voit que le miroir 58 est beaucoup plus grand le miroir 60, se trouve entre ce dernier que et le dispositif 54 et comporte un perage permettant passage de la lumire que le miroir 60 le focalise sur a fente 56.
l De plus, les miroirs 58 et 60 sont de type par exemple sphrique, ont 1e mme axe qui est confondu avec l'axe X1 et leurs foyers respectifs F1 et F2 sont sur cet axe X1. Les distances focales des miroirs 58 60 sont respectivement notes d1 et d2, et avec d1 suprieure d2. Les foyers F1 et F2 sont distincts dansl'exemple de la figure 6 niais pourraient tre confondus dans d'autres exemples.
Le systme optique 66 conforme l'invention, qui est schmatiquement reprsent sur la figure 7,.est plac entre une source lumineuse 68 et un . dispositif dtection de lumire 70 dont la fente de d'entre a la rfrence 72.
Le premier miroir 58 du système 50 est concave tandis que le deuxième miroir 60 de ce système est convexe. La lumière 62 ëmise par la source ~52 est captée par le~miroir 58 et focalisée par ce dernier vers le miroir 60 qui la focalise à son tour sur la fente 56.
Dans l'exemple de la figure 6, 1a taillé
'de la source lumineuse 52 est comparable à celle des miroirs 58 et 60. Cependant, elle pourrait être plus grande.
L'axe optique du systme 50 a la rfrence X1. On voit que le miroir 58 est beaucoup plus grand le miroir 60, se trouve entre ce dernier que et le dispositif 54 et comporte un perage permettant passage de la lumire que le miroir 60 le focalise sur a fente 56.
l De plus, les miroirs 58 et 60 sont de type par exemple sphrique, ont 1e mme axe qui est confondu avec l'axe X1 et leurs foyers respectifs F1 et F2 sont sur cet axe X1. Les distances focales des miroirs 58 60 sont respectivement notes d1 et d2, et avec d1 suprieure d2. Les foyers F1 et F2 sont distincts dansl'exemple de la figure 6 niais pourraient tre confondus dans d'autres exemples.
Le systme optique 66 conforme l'invention, qui est schmatiquement reprsent sur la figure 7,.est plac entre une source lumineuse 68 et un . dispositif dtection de lumire 70 dont la fente de d'entre a la rfrence 72.
14 Le premier miroir 74 du système 66 est concave tandis que le deuxième miroir 76 de ce s~stème est convexe..La lumière 78 émise par la source 68 est captée. par le miroir 74 et focalisée par ce dernier vers 1e miroir 76 qui la focalïse à son tour sur la fente 72.
Dans l'exemple de la figure 7, la taille de la soûrce lumineuse 68 est petite par rapport à~ la taille des miroirs 74 et 76. Elle peut étre, par éxemple, 16 fois plus petite.
L'axe optique du système 66 a la référence X2. On voit que le miroir 74 est beaucoup plus grand que le miroir 76, se trouve entre ce dernier et le dispositif 70 et comporte un perçage 80 permettant le passage de la lumière que le miroir 76 focalise sur la fente 72.
De plus, les miroirs 74 et 76 sont de type par exemple sphérique, ont le même axe qui est confondu avec l'axe X2 et leurs foyers respectifs F3 et F4 sont sur cet axe X2. Les distances focales des miroirs 74 et 76 sont respectivement notées d3 et d4, avec d3 supérieure à d4. Les foyers F3 et F4 sont distincts dans l'exemple de la figure 7 mais pourraient être confondus dans d'autres exemples.
Le système optique 80 conforme à
l'invention, qui est schématiquement représenté sur la figure 8, est placé entre une source lumineuse 82 et un dispositif de détection de lumière 84 dont la fente d'entrée a la référence 86.
Le premier miroir 88 du système 80 est concave tandis que le deuxième miroir 90 de ce système l5 est convexe. La lumière 92 émise par la source 82 est captée par le miroir 88 et focalisée par ce dernier vers le miroir 90. qui la focalise à son tour sur la.
fente 86.
On voit que le miroir 88 est beaucoup plus grand que le miroir 90. hes deux miroirs 88 et 90 sont décalés l'un par rapport à l'autre et hors d'axe («off axis ») par rapport à l'axe optique. De plus, les miroirs 74 et 76 sont de type par exemple sphérique et leurs foyers respectifs sont confondus en un même point F. Zes distances focales des miroirs 74 et 76 sont respectivement notées d5 et d6, avec d5 supérieure à
d6.
Ainsi toute lumière polychromatique émise . par l'une quelconque des sources 52, 68 et 82 est-elle focalisée sur la fente d'entrée. du dispositif de détection de lumière correspondant.
On donne maintenant, à titre purement indicatif et nullement limitatif, un exemple d'application de l'invention . on considère le cas de la spectrométrie d'émission optique à décharge . luminescente, appliquée à.l'analyse spectrométrique de raies d'émission, par exemple les raies d'émission du carbone, de l'hydrogène, de l'oxygène et de l'azote, quï sont situées entre 120nm et 160nm.
Zes exemples donnés plus haut (figures 6 à
8) peuvent s'appliquer au cas où le système optique est utilisé pour optimiser la collecte de la lumière issue d'une cellule, ou lampe, à décharge luminescente (constituant la source lumineuse) en direction d'un spectromètre optique dispersif en lorigueurs~ d'ondes (constituant le système de détection).
Ce type de source lumineuse émet une lumière polychromatique dont les rayonnements, après avoir pénétré dans le système de détection, sont dispersés en fonction de leurs longueurs d'ondes.
On se reportera à la figure 9 où l' on voit une lampe à décharge luminescente 94, un spectromètre d'émission optique 96, qui est dipersif en longueur d'onde, et un système 98 de collecte de lumière à
miroirs, conformément à l'invention. Le trajet suivi par la lumière dans l'ensemble 94-96-98.de la figure 9 a la référence 100.
L'utilisation de miroirs permet d'amplifïer les flux lumineux et de résoudre notamment les problèmes d'absorption et d'aberration chromatique mentionnés précédemment. L'ensemble 94-96-98 de la figure 9 peut être utilisé pour les lumières de longueurs d'onde respectives 121,567nm, 130,217nm, 149,262nm et 156,144nm, respectivement émises par les éléments hydrogène, oxygène, azote et carbone lors de leur désexcitation radiative au sein de la cellule à
. décharge luminescente.
Des variantes de réalisation d'un système conforme à l'invention sont schématiquement illustrées par la figure 9 . le système optique 98 peut traiter, ' en plus de la lumière issue de la source 94, la lumière qui est issue d'une autre source lumineuse 102 et à
laquelle. on impose le même trajet 100 grâce à un miroir semi-transparent 104. adapté aux lumières considérées.
En outre, on peut traiter la ou les lumières issues du système optique 98 par un spectromètre 106, en plus du spectromètre 96.
On prévoit alors un miroir semi-transparent approprié 108 pour envoyer la ou les lumières issues du système 98 sur la fente 110 du spectromètre 106.
L'utilisation d'un système de collecte de lumière conforme à l'invention permet - de maximiser le flux lumineux transmis, de la source lumineuse vers le système de détection, par ce système de collecte de lumière (amplification), - de minimiser l'absorption des rayonnements lumineux par les éléments optiques, et - de focaliser tous les rayonnements de longueurs d'ondes différentes en un même point (achromatisme).
Le système objet de l'invention est susceptible de permettre des gains considérables en termes de flux lumineux transmis et collectés et en termes de domaines spectraux observables simultanément.
Il peut être utilisé avec tous les dispositifs de détection de lumière connus.
.Il n'est pas limité à une utilisation dans le domaine ultraviolet des rayonnements lumineux.
De plus, il n'est pas limité à une utilisation avec une lampe à décharge luminescente mais peut être utilisé avec toute source lumineuse.
Ce système n'est pas limité à un nombre de miroirs égal à deux (voir la descr~.ption de la figure 10).
En outre, il n'est pas limité à
l'utilisation de miroirs de forme sphérique, parabolique ou ellipsoïdale.
I1 n'est pas non plus limité à l'analyse spectrométrique des éléments C, H, ~0 et N . i1 s'applique aussi à l'analyse spectrométrique de tout élément chimique.
La figure 10 est une variante de réalisation de la figure 6, dans laquelle on utilise, en plus des miroirs 58 et 60, un autre miroir 112 permettant de réfléchir la lumière issue du système 50 vers la fente 56 du dispositif 54.
Un tel agencement est par exemple utilisable lorsque ce dispositif ne peut être placé en alignement avec la source 52.
Revenons sur les exemples des figures 6 à
10.
Avec les dispositifs de détection 54, 70 et 84, on peut être amené à étudier une source lumineuse polychromatique, en particulier une source lumineuse polychromatique dont le spectre contient une ou plusieurs composantes ultraviolettes. Cette possibilité
a déjà été envisagée plus haut, notamment dans le cas où la source est une lampe, ou cellule, à décharge luminescente.
Pour que les mesures ne soient pas perturbées, on prévoit, conformément à lrinvention, 'une enceinte qui est opaque à toute lumière, notamment aux rayonnements ultraviolets, et dans laquelle on place la source, le dispositif de détection et les mirôirs. On prévoit en outre des moyens pour faire le vide dans cette encéinte ou pour la remplir d'un gaz qui est transparent aux rayonnements ultraviolets.
Ceci est schématiquement illustré par la figure 6 où l'on voit une enceinte 114 qui est étanche et opaque à toute lumïère et dans laquelle se trouvent la source 52, les miroirs 58 et 60 et le dispositif 54.
Cette enceinte est par exemple en un métal tel que l'acier inoxydable.
Des moyens de pompage 116 sont prévus pour faire le vïde dans cette enceinte, de manière à en éliminer tout gaz, tel que la vapeur d'eau ou le dioxygène, capable d'absorber les rayonnements ultraviolets.
L'enceinte 114 et les moyens de pompage 116 sont également schématiquement représentés sur les figures 9 et 10.
Dans l'exemple de la figure 7, ces moyens de pompage sont remplacés par des moyens pour remplir l'enceinte 114 d'un gaz qui est transparent aux rayonnements ultraviolets et ne contient par exemple ni eau ni dioxygène. En tant que gaz, on utilise par exemple le diazote pur ou un gaz rare tel que l'argon.
Ces moyens pour remplir l'enceinte 114 de gaz comprennent des moyens 118 d'injection de ce gaz dans l'enceinte. Un trou 119, éloigné de l'endroit d'arrivée du gaz dans l'enceinte, est prévu dans la paroi de celle-ci pour permettre au gaz de s'en échapper (après quoi ce gaz peut être pompé par des moyens non représentés). On établit ainsi une circulation du gaz dans l'enceinte.
Dans l'exemple de la figure 6, l'enceinte est rigide. Cependant, on peut également utiliser une enceinte « souple ».
Ceci est schématiquement illustré pâr la 5 figure 8 où l'enceinte est en plusieurs parties . on utilise une enceinte principale 120, qui contient les miroirs, et une enceinte auxiliaire 122 qui contient la source 82 et qui est reliée de façon étanche à
l'enceinte 120 par un soufflet métallique 124. De plus, 10 le dispositif de détection 84 est luï-même dans une enceinte étanche 126 et cette dernière est reliée de façon étanche à l'enceinte 120 par un autre soufflet métallique 128.
Ze dispositif, les miroirs et la source se
Dans l'exemple de la figure 7, la taille de la soûrce lumineuse 68 est petite par rapport à~ la taille des miroirs 74 et 76. Elle peut étre, par éxemple, 16 fois plus petite.
L'axe optique du système 66 a la référence X2. On voit que le miroir 74 est beaucoup plus grand que le miroir 76, se trouve entre ce dernier et le dispositif 70 et comporte un perçage 80 permettant le passage de la lumière que le miroir 76 focalise sur la fente 72.
De plus, les miroirs 74 et 76 sont de type par exemple sphérique, ont le même axe qui est confondu avec l'axe X2 et leurs foyers respectifs F3 et F4 sont sur cet axe X2. Les distances focales des miroirs 74 et 76 sont respectivement notées d3 et d4, avec d3 supérieure à d4. Les foyers F3 et F4 sont distincts dans l'exemple de la figure 7 mais pourraient être confondus dans d'autres exemples.
Le système optique 80 conforme à
l'invention, qui est schématiquement représenté sur la figure 8, est placé entre une source lumineuse 82 et un dispositif de détection de lumière 84 dont la fente d'entrée a la référence 86.
Le premier miroir 88 du système 80 est concave tandis que le deuxième miroir 90 de ce système l5 est convexe. La lumière 92 émise par la source 82 est captée par le miroir 88 et focalisée par ce dernier vers le miroir 90. qui la focalise à son tour sur la.
fente 86.
On voit que le miroir 88 est beaucoup plus grand que le miroir 90. hes deux miroirs 88 et 90 sont décalés l'un par rapport à l'autre et hors d'axe («off axis ») par rapport à l'axe optique. De plus, les miroirs 74 et 76 sont de type par exemple sphérique et leurs foyers respectifs sont confondus en un même point F. Zes distances focales des miroirs 74 et 76 sont respectivement notées d5 et d6, avec d5 supérieure à
d6.
Ainsi toute lumière polychromatique émise . par l'une quelconque des sources 52, 68 et 82 est-elle focalisée sur la fente d'entrée. du dispositif de détection de lumière correspondant.
On donne maintenant, à titre purement indicatif et nullement limitatif, un exemple d'application de l'invention . on considère le cas de la spectrométrie d'émission optique à décharge . luminescente, appliquée à.l'analyse spectrométrique de raies d'émission, par exemple les raies d'émission du carbone, de l'hydrogène, de l'oxygène et de l'azote, quï sont situées entre 120nm et 160nm.
Zes exemples donnés plus haut (figures 6 à
8) peuvent s'appliquer au cas où le système optique est utilisé pour optimiser la collecte de la lumière issue d'une cellule, ou lampe, à décharge luminescente (constituant la source lumineuse) en direction d'un spectromètre optique dispersif en lorigueurs~ d'ondes (constituant le système de détection).
Ce type de source lumineuse émet une lumière polychromatique dont les rayonnements, après avoir pénétré dans le système de détection, sont dispersés en fonction de leurs longueurs d'ondes.
On se reportera à la figure 9 où l' on voit une lampe à décharge luminescente 94, un spectromètre d'émission optique 96, qui est dipersif en longueur d'onde, et un système 98 de collecte de lumière à
miroirs, conformément à l'invention. Le trajet suivi par la lumière dans l'ensemble 94-96-98.de la figure 9 a la référence 100.
L'utilisation de miroirs permet d'amplifïer les flux lumineux et de résoudre notamment les problèmes d'absorption et d'aberration chromatique mentionnés précédemment. L'ensemble 94-96-98 de la figure 9 peut être utilisé pour les lumières de longueurs d'onde respectives 121,567nm, 130,217nm, 149,262nm et 156,144nm, respectivement émises par les éléments hydrogène, oxygène, azote et carbone lors de leur désexcitation radiative au sein de la cellule à
. décharge luminescente.
Des variantes de réalisation d'un système conforme à l'invention sont schématiquement illustrées par la figure 9 . le système optique 98 peut traiter, ' en plus de la lumière issue de la source 94, la lumière qui est issue d'une autre source lumineuse 102 et à
laquelle. on impose le même trajet 100 grâce à un miroir semi-transparent 104. adapté aux lumières considérées.
En outre, on peut traiter la ou les lumières issues du système optique 98 par un spectromètre 106, en plus du spectromètre 96.
On prévoit alors un miroir semi-transparent approprié 108 pour envoyer la ou les lumières issues du système 98 sur la fente 110 du spectromètre 106.
L'utilisation d'un système de collecte de lumière conforme à l'invention permet - de maximiser le flux lumineux transmis, de la source lumineuse vers le système de détection, par ce système de collecte de lumière (amplification), - de minimiser l'absorption des rayonnements lumineux par les éléments optiques, et - de focaliser tous les rayonnements de longueurs d'ondes différentes en un même point (achromatisme).
Le système objet de l'invention est susceptible de permettre des gains considérables en termes de flux lumineux transmis et collectés et en termes de domaines spectraux observables simultanément.
Il peut être utilisé avec tous les dispositifs de détection de lumière connus.
.Il n'est pas limité à une utilisation dans le domaine ultraviolet des rayonnements lumineux.
De plus, il n'est pas limité à une utilisation avec une lampe à décharge luminescente mais peut être utilisé avec toute source lumineuse.
Ce système n'est pas limité à un nombre de miroirs égal à deux (voir la descr~.ption de la figure 10).
En outre, il n'est pas limité à
l'utilisation de miroirs de forme sphérique, parabolique ou ellipsoïdale.
I1 n'est pas non plus limité à l'analyse spectrométrique des éléments C, H, ~0 et N . i1 s'applique aussi à l'analyse spectrométrique de tout élément chimique.
La figure 10 est une variante de réalisation de la figure 6, dans laquelle on utilise, en plus des miroirs 58 et 60, un autre miroir 112 permettant de réfléchir la lumière issue du système 50 vers la fente 56 du dispositif 54.
Un tel agencement est par exemple utilisable lorsque ce dispositif ne peut être placé en alignement avec la source 52.
Revenons sur les exemples des figures 6 à
10.
Avec les dispositifs de détection 54, 70 et 84, on peut être amené à étudier une source lumineuse polychromatique, en particulier une source lumineuse polychromatique dont le spectre contient une ou plusieurs composantes ultraviolettes. Cette possibilité
a déjà été envisagée plus haut, notamment dans le cas où la source est une lampe, ou cellule, à décharge luminescente.
Pour que les mesures ne soient pas perturbées, on prévoit, conformément à lrinvention, 'une enceinte qui est opaque à toute lumière, notamment aux rayonnements ultraviolets, et dans laquelle on place la source, le dispositif de détection et les mirôirs. On prévoit en outre des moyens pour faire le vide dans cette encéinte ou pour la remplir d'un gaz qui est transparent aux rayonnements ultraviolets.
Ceci est schématiquement illustré par la figure 6 où l'on voit une enceinte 114 qui est étanche et opaque à toute lumïère et dans laquelle se trouvent la source 52, les miroirs 58 et 60 et le dispositif 54.
Cette enceinte est par exemple en un métal tel que l'acier inoxydable.
Des moyens de pompage 116 sont prévus pour faire le vïde dans cette enceinte, de manière à en éliminer tout gaz, tel que la vapeur d'eau ou le dioxygène, capable d'absorber les rayonnements ultraviolets.
L'enceinte 114 et les moyens de pompage 116 sont également schématiquement représentés sur les figures 9 et 10.
Dans l'exemple de la figure 7, ces moyens de pompage sont remplacés par des moyens pour remplir l'enceinte 114 d'un gaz qui est transparent aux rayonnements ultraviolets et ne contient par exemple ni eau ni dioxygène. En tant que gaz, on utilise par exemple le diazote pur ou un gaz rare tel que l'argon.
Ces moyens pour remplir l'enceinte 114 de gaz comprennent des moyens 118 d'injection de ce gaz dans l'enceinte. Un trou 119, éloigné de l'endroit d'arrivée du gaz dans l'enceinte, est prévu dans la paroi de celle-ci pour permettre au gaz de s'en échapper (après quoi ce gaz peut être pompé par des moyens non représentés). On établit ainsi une circulation du gaz dans l'enceinte.
Dans l'exemple de la figure 6, l'enceinte est rigide. Cependant, on peut également utiliser une enceinte « souple ».
Ceci est schématiquement illustré pâr la 5 figure 8 où l'enceinte est en plusieurs parties . on utilise une enceinte principale 120, qui contient les miroirs, et une enceinte auxiliaire 122 qui contient la source 82 et qui est reliée de façon étanche à
l'enceinte 120 par un soufflet métallique 124. De plus, 10 le dispositif de détection 84 est luï-même dans une enceinte étanche 126 et cette dernière est reliée de façon étanche à l'enceinte 120 par un autre soufflet métallique 128.
Ze dispositif, les miroirs et la source se
15 trouvent aïnsi dans une enceinte « souple » grâce aux soufflets. Cela permet notamment de déplacer les miroirs pour affiner les réglages de focalisation.
De façon avantageuse, on peut également utiliser une telle enceinte « souple » dans les 20 exemples des figures 6, 7, 9 et 10.
Dans un exemple non représenté de l'invention, on utilise une enceinte rigide, par exemple en forme de tube, contenant la source et les miroirs, et l'on relie cette enceinte de façon étanche, par un conduit rigide ou souple (soufflet), à une~autre enceinte étanche, contenant le dispositif de détection.
Toutes les liaisons entre enceintes sont bien entendu faites de manière à ne pas gêner la propagation de la lumière depuis la source jusqu'au dispositif de détection.
De façon avantageuse, on peut également utiliser une telle enceinte « souple » dans les 20 exemples des figures 6, 7, 9 et 10.
Dans un exemple non représenté de l'invention, on utilise une enceinte rigide, par exemple en forme de tube, contenant la source et les miroirs, et l'on relie cette enceinte de façon étanche, par un conduit rigide ou souple (soufflet), à une~autre enceinte étanche, contenant le dispositif de détection.
Toutes les liaisons entre enceintes sont bien entendu faites de manière à ne pas gêner la propagation de la lumière depuis la source jusqu'au dispositif de détection.
Claims (10)
1. Système optique de collecte de lumière, ce système (50, 66, 80) étant destiné à collecter la lumière émise par au moins une source lumineuse (52, 68, 82, 94, 102) et à focaliser la lumière collectée sur au moins un dispositif de détection de lumière (54, 70, 84, 96, 106), ce système étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux miroirs, à savoir des premier et deuxième miroir, le premier miroir (58, 74, 88 ) étant apte à collecter la lumière émise par la source lumineuse et à faire converger la lumière collectée sur le deuxième miroir, ce deuxième miroir (60, 76, 90) étant apte à fairte converger la lumière qu'il reçoit du premier miroir sur le dispositif de détection de lumière, ce système étant ainsi amplificateur, achromatique et d'absorption réduite en particulier pour les rayonnements ultraviolets en ce que le système est muni - d'une enceinte qui est opaque à toute lumière, en particulier aux rayonnements ultraviolets, et dans laquelle sont placés la source lumineuse, le dispositif de détection de lumière et les miroirs, et - de moyens pour faire le vide dans cette enceinte ou la remplir d'un gaz qui est transparent aux rayonnements ultraviolets.
2. Système selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième miroirs (58, 60; 74, 76) ont le même axe (Xl; X2), ce même axe constituant l'axe optique du système, et les foyers respectifs (F1, F2;
F3, F4) des premier et deuxième miroirs sont situés sur cet axe optique.
4. Système selon la revendication 2, dans lequel les foyers respectifs (F1, F2; F3, F4) des premier et deuxième miroirs sont distincts.
5. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel le premier miroir comporte un perçage central (64, 80) qui est apte à
laisser passer la lumière focalisée par le deuxième miroir vers le dispositif de détection de lumière.
laisser passer la lumière focalisée par le deuxième miroir vers le dispositif de détection de lumière.
6. Système selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième miroirs (88, 90) sont décalés l'un par rapport à l'autre, au moins l'un des premier et deuxième miroirs étant hors d'axe.
7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel chacun des premier et deuxième miroirs (58, 74, 88; 60, 76, 90) est choisi parmi les miroirs sphériques, les miroirs paraboliques et les miroirs ellipsoïdaux.
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel chacun des premier et deuxième miroirs (58, 74, 88; 60, 76, 90) est recouvert d'un dépôt métallique ou chimique.
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel chacun des premier et deuxième miroirs (58, 74, 88; 60, 76, 90) est recouvert d'un dépôt métallique ou chimique.
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de détection de lumière comprend une fente d'entrée (56, 72, 86, 110) et le deuxième miroir est prévu pour focaliser la lumière qu'il reçoit du premier miroir sur cette fente d'entrée.
9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de détection de lumière est un dispositif d'analyse spectrométrique optique (96) comprenant une fente d'entrée et le deuxième miroir est prévu pour focaliser la lumière qu'il reçoit du premier miroir sur cette fente d'entrée.
10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la lumière émise par la source lumineuse contient une ou plusieurs composantes ultraviolettes.
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