FR2496260A2

FR2496260A2 - Monochromateur

Info

Publication number: FR2496260A2
Application number: FR8026465A
Authority: FR
Inventors: Jean-Pierre Laude
Original assignee: Horiba Jobin Yvon SAS
Current assignee: Horiba Jobin Yvon SAS
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1982-06-18
Also published as: FR2496260B2

Abstract

MONOCHROMATEUR AVEC UNE SOURCE D'ENTREE 25 AU FOYER D'UN MIROIR CONCAVE 22 QUI ENVOIE UN FAISCEAU PARALLELE SUR UN RESEAU PLAN 21 ET QUI FOCALISE EN RETOUR LES FAISCEAUX DIFFRACTES SUR UNE OU PLUSIEURS SORTIES SELECTIVES 26, ET DANS LEQUEL L'ENTREE ET LES SORTIES SONT CONSTITUEES PAR L'EXTREMITE DE FIBRES OPTIQUES. IL EST CONSTITUE EN ENSEMBLE MONOBLOC PAR COLLAGE DE DEUX BLOCS DE VERRE. LE PREMIER BLOC 20 PORTE LE MIROIR CONCAVE 22; LE DEUXIEME BLOC 29 PORTE LE RESEAU 21, ET LES FIBRES D'ENTREE ET DE SORTIE SONT NOYEES DANS LE BLOC 29 JUSQU'AU NIVEAU DU PLAN DU RESEAU 21.

Description

<SEP> La <SEP> pressente <SEP> invention <SEP> Concerne <SEP> un <SEP> nouveau <SEP> perfectionnement <SEP> au
<tb> <SEP> monochromateur <SEP> décrit <SEP> par <SEP> la <SEP> demande <SEP> de <SEP> brevet <SEP> français <SEP> 80-07849 <SEP> du <SEP> même
<tb> <SEP> déposant, <SEP> et <SEP> la <SEP> présente <SEP> demande <SEP> constitue <SEP> Une <SEP> deuxième <SEP> addition <SEP> à <SEP> cet <SEP> te
<tb> <SEP> demande <SEP> de <SEP> brevet <SEP> principal.
<tb> 5 <SEP> Le <SEP> monochromateur <SEP> objet <SEP> du <SEP> brevet <SEP> principal, <SEP> dans <SEP> SOn <SEP> mode <SEP> de <SEP> ré
<tb> <SEP> alisation <SEP> prefe,entiel, <SEP> comporte <SEP> M <SEP> rc'
<tb> <SEP> un <SEP> miroir
<tb> <SEP> comporte <SEP> un <SEP> reseau <SEP> de <SEP> diffraction <SEP> plan <SEP> assOcie <SEP> a'
<tb> <SEP> un <SEP> miroir <SEP> concave <SEP> Sphérique <SEP> ou <SEP> parabolique. <SEP> Le <SEP> miroir <SEP> plan <SEP> dispose <SEP> au-dela'
<tb> <SEP> du <SEP> foyer <SEP> principal <SEP> du <SEP> miroir, <SEP> est <SEP> perce' <SEP> d'un <SEP> orifice <SEP> dans <SEP> l'axe <SEP> de <SEP> la <SEP> nos
<tb> <SEP> male <SEP> au <SEP> miroir, <SEP> et <SEP> des <SEP> fibres <SEP> Optiques <SEP> passent <SEP> à <SEP> travers <SEP> cet <SEP> orifice <SEP> ;;
<tb> <SEP> 11une <SEP> des <SEP> fibres, <SEP> amenant <SEP> la <SEP> lumière <SEP> à <SEP> analyser, <SEP> a <SEP> Son <SEP> extrémité <SEP> au <SEP> foyer
<tb> <SEP> du <SEP> miroir <SEP> et <SEP> constitue <SEP> ainsi <SEP> la <SEP> source <SEP> d'entrée <SEP> dans <SEP> le <SEP> monochromateur.<SEP> Une
<tb> <SEP> ou <SEP> plusieurs <SEP> autres <SEP> fibres <SEP> optiques <SEP> recueillent <SEP> au <SEP> le <SEP> voisinage <SEP> de <SEP> la <SEP> fibre
<tb> <SEP> dtentrée <SEP> les <SEP> longueurs <SEP> d'ondes <SEP> recherchées, <SEP> dans <SEP> le <SEP> spectre <SEP> formé <SEP> après
<tb> diffraction <SEP> du <SEP> faisceau <SEP> parallèle <SEP> envoyé <SEP> par <SEP> le <SEP> miroir <SEP> sur <SEP> le <SEP> réseau, <SEP> et
<tb> focalisation <SEP> en <SEP> retour <SEP> par <SEP> ce <SEP> même <SEP> miroir <SEP> des <SEP> différents <SEP> faisceaux <SEP> para <SEP> 1
<tb> lèles <SEP> diffractés <SEP> par <SEP> le <SEP> réseau
<tb>

une telle réalisation permet de faire tourner le réseau plan pour

balayer une partie du spectre de la lumière d'entrée, et recueillir selectivement sur les fibres de sortie telle ou telle longueur d'onde desirée.

Mais il arrive aussi, par exemple dans des installations de multiplexage de transmission par fibres optiques, que lton utilise le monochromateur comne un élément fixe, régle une fois pour toute pour la sélection d'une longueur tonde bien déterminée. La réalisation décrite par le brevet principal présente alors l'inconvénient d'une construcqion délicate, car il faut le empêcher tout mouvement relatif de rotation entre miroir concave et le réseau plan si lton veut éviter un déréglage de ltensemble, Ceci constitue donc un handicap pour la réalisation industrielle d'appareils faisant appel à de tels monochromateurs.

La pressente invention permet la réalisation de monochromateurs robustes et indérèglables, pouvant facilement constituer des composants préfabriqués entrant dans des appareils plus complexes.

Selon l'invention le monochromateur est constitue par un ensemble monobloc au moyen d'un premier bloc de verre présentant d'une part une face convexe sur laquelle est déposé un revêtement réfléchissant pour former un miroir concave vers ltintérieur du du bloc, et d'autre part une surface plane sensiblement centree sur la normale au sommet du miroir, surface plane sur laquelle est collé le réseau de diffraction plan, lui-même formé sur un deuxième bloc dans lequel sont noyées les extrémités de la fibre d'entrée et les extrémités de la ou des fibres de sortie de façon à aboutir au voisinage de l'axe de la normale au sommet du miroir et jusqu'au niveau du plan du reseau.

L'invention sera mieux comprise en se référant à des modes de réalisation particuliers donnes à titre exemples et representés par les dessins annexes.

La figure i est comparable a la figure i du brevet principal, et constitue une vue en bout du monochromateur qu'il soit simple ou double.

La figure 2, qui est une coupe selon II-II de la figure 1, concerne uniquement le cas d'un monochromateur double.

En se referant tout d'abord å la figure 1, on voit que 11 ensemble monobloc est constitue par un bloc de verre 20 présentant une partie convexe spherique ou parabolique 24. Cette surface est rendue réfléchissante par un revient 22 qui constitue ainsi, vers lintérieur du bloc, un miroir concave dont ltaxe principal 23 est la normale au sommet de la surface 24.

Le revêtement réfléchissant 22 est interrompu sur une petite zone centrale 28 au voisinage du sommet de la partie convexe. Le bloc 20 présente, à ltextrémité opposée à la surface courbe 24, une surface plane sur laquelle est collé un deuxième bloc prismatique 29 présentant une surface plane conjuguée. Sur cette surface plane est tracé un réseau plan de diffraction 21. Deux fibres optiques 25 et 26 sont noyées dans le bloc 29 de telle sorte que leurs extrémités arrivent au niveau du plan du réseau 21, et dans l'axe principal 23 du miroir 22.

On voit qu'on a ainsi reconstitué, en un ensemble monobloc, et en déterminant convenablement les dimensions et orientations relatives des deux blocs collés 20 et 29, les conditions de fonctionnement optique du monochromateur décrit à la figure unique du brevet principal 80-07849, ou à la figure i de sa première addition 80-20710. Si la fibre 25 est la fibre d'entrée on recueillera sur llextrémité de la fibre de sortie 26 la longueur d'onde recherchée après une première réflexion sur le miroir 22, diffraction du faisceau parallèle sur le réseau 21, et focalisation par deuxième réflexion du faisceau spécifique sur le miroir 22. Mais on dispose ici d'un élément monobloc indérèglable. Bien entendu on peut aussi prévoir plusieurs fibres de sortie 26 si l'on veut recueillir à la fois plusieurs longueurs d'ondes.

La zone non réfléchissante 28 joue le même rôle que le cache 8
du brevet principal pour éliminer les rayons incidents issus de la source
25 et qui seraient réfléchis directement par le miroir 22 vers la sortie
26 sans passer par le réseau 21.

L'invention peut s'appliquer de la même façon à un monochromateur
double du type décrit par la première addition 80-20710, comne on le voit
sur la figure 2, qui est optiquement équivalente à la figure 2 de cette
première addition. Ici le bloc 30 comporte deux surfaces convexes qui per
mettent la réalisation de deux miroirs concaves 22 et 32 vers l'intérieur
du bloc. La fibre 26 a ses deux extrémités noyées dans le blec 29 portant
le réseau unique 21. L'une des extrémités de la fibre 26, associée à la
fibre dtentrée 25, constitue la sortie du premier étage du monochromateur,
tandis que son autre extrémité joue le rôle ae source pour le deuxième éta
ge, la lumière sélectionnée étant finalement recueillie par la fibre 36.

Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de
réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais elle couvre é-
galement les réalisations qui n'en diffèreraient que par des détails, par
des variantes d'exécution, ou par l'utilisation de moyens équivalents. Ain
si, dans le cas dtun monochromateur double selon la figure 2, on pourrait
imaginer, pour en faciliter la fabrication, que le bloc 30 soit lui-mAme
en deux parties collées après juxtaposition, et collées ensemble sur le m8- me bloc porte-réseau 29.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Nonochromateur, du type comportant une source lumineuse dtentrée au voisinage immédiat du foyer d'un miroir concave sphérique ou parabolique produisant un faisceau parallèle dirigé vers un réseau de diffraction plan, le miroir concave recevant en retour les différents faisceaux parallèles diffractés par le réseau et les focalisant sur une ou plusieurs sorties où lton recueille la ou les longueurs tondes recherchées, et où l'entrée et les sorties sont constituées par l'extrémité de fibres optiques placées au niveau du réseau, lui-même disposé au foyer principal du miroir, et les caractéristiques et l'orientation du réseau étant déterminées pour recueillir la longueur d'onde recherchée au voisinage immédiat de ltaxe du miroir forme par la normale au sommet du miroir, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un ensemble monobloc au moyen dtun premier bloc de verre (20) présentant d'une part une face convexe !24) sur laquelle est déposé un revêtement réfléchissant (22) pour former un miroir concave vers lintérieur du bloc (20), et autre part une surface plane sensiblement centrée sur la normale (23) au sommet du miroir (22), surface plane sur laquelle est collé le réseau de diffraction plan (21), lui-meme formé sur un deuxième bloc (29) dans lequel sont noyées ne les extrémités de la fibre d'entrée (25) exila ou des fibres de sortie (26) de façon à aboutir au voisinage de l'axe de la normale (23) au sommet du miroir (22) et jusqu'au niveau du plan du reseau (21).

2.- Monochromateur selon revendication 1, caractérise par le fait que deux miroirs concaves (22-32) sont formés de la même façon parallèlement sur le même bloc de verre (20) avec leurs normales aux sommets parallèles, et par le fait que le réseau plan (21) collé sur la surface plane s'étend

de face aux deux miroirs concaves (22, 32), l'une des fibresisortie (26) dont une extrémité est noyée dans le deuxième bloc (29) au voisinage de l'axe à la normale au sommet de l'un des miroirs concaves (22) ayant sa deuxième extrémité également noyée dans le meme bloc (29) au voisinage de l'axe à la normale au sommet de l'autre miroir concave (32), pour constituer la fibre d'entrée d'un deuxième étage de monochromateur.