FR2610420A1 - Systeme d'injection de faisceau laser - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR INJECTER UN FAISCEAU LASER EN IMPULSIONS 102 DANS DES FIBRES OPTIQUES 104. LE SYSTEME COMPREND QUATRE LENTILLES 112, QUATRE GROUPES DE FIBRES OPTIQUES 104 DONT LES EXTREMITES SONT RESPECTIVEMENT PROCHES DES POINTS FOCAUX DES LENTILLES, DEUX MIROIRS 106, 110 ORIENTES PAR DES GALVANOMETRES POUR DIRIGER LE FAISCEAU LASER A TRAVERS L'UNE DES LENTILLES ET LE FOCALISER SUR UNE EXTREMITE DE FIBRE CHOISIE, ET DES MOYENS DE COMMANDE POUR COMMANDER LES GALVANOMETRES ET REORIENTER LES DEUX MIROIRS ENTRE DES IMPULSIONS DE FAISCEAU LASER EN PAIRES SUCCESSIVES DE POSITIONS DETERMINEES AGISSANT POUR INJECTER LE FAISCEAU EN IMPULSIONS DANS LES FIBRES CHOISIES. UN DEFAUT DE REORIENTATION DES MIROIRS ENTRE IMPULSIONS SUCCESSIVES ENTRAINE UNE COUPURE DU LASER. DES MOYENS SONT PREVUS POUR DETECTER UN DEFAUT DE FONCTIONNEMENT DES MIROIRS, UNE FELURE D'UN OBJECTIF OU UNE INJECTION MANQUEE DANS UNE FIBRE ET, DANS CES CAS, POUR COUPER LE LASER.

Description

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SYSTEME D'INJECTION DE FAISCEAUX LASER

La présente invention concerne de façon générale des systèmes laser utilisés en fabrication et plus particulièrement un système laser qui permet de partager un laser unique entre

plusieurs postes de travail.

Les lasers haute puissance solides et à gaz se répandent actuellement dans l'industrie du fait qu'ils réduisent les coûts et améliorent la qualité des produits. L'utilisation de tels lasers en ce qui concerne le pourcentage de temps pendant lequel ils sont disponibles pour une utilisation est toutefois faible. Il en est ainsi parce que, typiquement, de telles applications sont basées sur l'utilisation d'un laser unique par poste de travail. Par suite, ces applications souffrent d'une durée relative de temps montage par rapport au temps de traitement importante et d'un coût en capital important par

poste de travail.

Un objectif dans la conception de tels postes de travail à laser est d'assurer une flexibilité en appliquant le faisceau produit par un laser de puissance unique, par exemple pour effectuer une soudure en une pluralité d'emplacements physiquement distincts et d'améliorer ainsi l'utilisation du laser. Une technique connue pour assurer une telle flexibilité

est de diriger le faisceau laser de puissance par l'intermé-

diaire d'une extrémité d'une fibre optique de sorte que l'autre extrémité de la fibre peut être déplacée entre une pluralité d'emplacements différents sur une pièce à usiner. Un appareil pour la mise en oeuvre d'une telle technique est décrit par le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 564 736. Une seconde technique connue pour assurer une telle flexibilité est d'orienter un faisceau laser de puissance entre différents points sur une pièce à usiner et/ou entre des postes de travail au moyen de miroirs et d'éléments réfractants. Typiquement, la distance totale que le faisceau d'un laser à barreau commercialement disponible peut parcourir, avant de diverger jusqu'à une dimension qui le rend inutilisable est faible (par exemple moins de 2 mètres). Ainsi, le nombre total de postes de travail vers

lesquels un faisceau laser peut être dirigé est considéra-

blement limité par la distance totale que le faisceau peut parcourir. Par suite, le perfectionnement à l'utilisation des lasers que l'on peut atteindre en orientant le faisceau laser de cette façon est limité. Une troisième technique connue pour augmenter la flexibilité d'utilisation d'un laser est de partager le faisceau laser de puissance en plusieurs parties dont chacune est orientée vers un emplacement de travail distinct. Un inconvénient notable de cette technique réside dans la puissance laser réduite, provoquée par le partage du faisceau,

fournie à chaque poste de travail.

Alors que les techniques décrites ci-dessus ont pour but d'améliorer l'utilisation du laser, le coGt en capital de l'équipement requis pour mettre en oeuvre ces techniques est notable. Dans le contexte de l'utilisation des lasers de

puissance, il est en conséquence important de réduire l'inves-

tissement notable dans un tel équipement pour éviter les dommages provoqués par des défauts d'orientation ou une dispersion du faisceau laser de puissance. De tels défauts d'orientation ou de dispersion peuvent, par exemple, être simplement provoqués par un défaut d'un composant d'orientation

du faisceau du système, tel qu'un miroir ou un élément réfrac-

tant qui se brise ou glisse sur sa monture. Le défaut du composant doit être rapidement détecté et une action appropriée prise pour éviter ou réduire les dommages qui pourraient sinon en résulter. En ce qui concerne les défauts des composants d'un tel système, une seconde considération importante est de maintenir un environnement de travail sûr pour le personnel qui se sert du système laser. Il est hautement indésirable que le faisceau laser soit mal orienté ou dispersé par suite d'un

défaut d'un composant quand des dommages au personnel environ-

nant peuvent en résulter. Une solution au problème de la sécurité du personnel consiste à maintenir tout le système dans une enceinte de Classe I telle que définie par la norme ANSI Z136.1, une classification d'enceinte bien connue dans la technique. Un inconvénient de cette solution réside dans l'inaccessibilité qui en résulte quant aux composants du système pour le personnel

utilisateur. Un second inconvénient réside dans le coût supplémen-

taire qui résulte de la construction de l'enceinte de Classe I. On notera en outre que cette solution ne contribue en rien à minimiser les endommagements à l'équipement dans le cas d'un

défaut d'un composant.

Un système différent pour améliorer l'utilisation des lasers, décrit cidessous, permet à toute la puissance d'un faisceau laser de puissance unique d'être injectée dans une pluralité de fibres optiques pour transmission vers les postes de travail éloignés. C'est en conséquence un objet principal de la présente invention que de prévoir un tel système pour améliorer l'utilisation d'un laser qui est en outre adapté à minimiser les endommagements à ces composants et les risques pour le personnel utilisateur dans le cas d'un défaut à un composant. Selon la présente invention, il est prévu un appareil pour injecter un faisceau laser en impulsions dans une pluralité de fibres optiques. L'appareil comprend un objectif pour focaliser le faisceau laser, des moyens pour supporter un

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groupe d'une ou plusieurs fibres dont les extrémités sont positionnées près du point focal de l'objectif, des moyens réflecteurs pour réfléchir le faisceau laser, et des moyens de positionnement pour orienter les moyens réflecteurs vers des positions prédéterminées dont chacune agit pour réfléchir le faisceau laser à travers l'objectif sur l'une distincte choisie des extrémités de fibres pour injection dans celle-ci. L'appareil comprend en outre des moyens de commande pour commander les moyens de positionnement, les moyens de commande comprenant des moyens pour produire un signal de validation synchronisé avec le faisceau laser et comprenant des parties de fenêtres périodiques dont chacune correspond au fait que le faisceau laser en impulsions est dans un état de coupure. Les moyens de commande comprennent en outre des moyens de traitement pour produire un signal d'adresse suivant le début d'une partie de fenêtre de signal de validation en cours, le signal d'adresse agissant pour amener le moyen de positionnement à orienter le moyen réflecteur dans la position prédéterminée correspondante. Pour accroître la sécurité de fonctionnement, le moyen de traitement est adapté à produire un signal de coupure du laser s'il ne reçoit pas d'indication avant que la partie de fenêtre en cours ne se ferme, c'est-à-dire que le moyen de positionnement a convenablement orienté le moyen réflecteur dans la position prédéterminée. 29 Dans le mode de réalisation représenté, le moyen réflecteur comprend des premier et second miroirs pour balayer respectivement le faisceau laser selon des première et seconde

directions des axes de coordonnées et les moyens de positionne-

ment comprennent des premier et second galvanomètres pour orienter respectivement les premier et second miroirs. Le mode de réalisation représenté comprend en outre quatre objectifs et quatre groupes correspondant de fibres optiques. Le moyen de traitement comprend un ordinateur numérique pour produire deux signaux d'adresse numériques pour les deux miroirs et les moyens de commande sont adaptés à convertir ces signaux

numériques en signaux analogiques pour commander les galvanomè-

tres. Les premier et second miroirs sont logés dans une première enceinte adaptée à permettre l'entrée et la sortie du faisceau laser. Les objectifs, les moyens de support de fibre et la première enceinte sont logés dans une seconde enceinte pratiquement étanche à la lumière de sorte que la seule lumière dans les première ou seconde enceintes provient du faisceau laser. Pour augmenter encore la sécurité de fonctionnement, un premier élément sensible à la lumière, telle qu'une photodiode, est positionné pour fournir une indication de l'augmentation du niveau lumineux dans la première enceinte au-dessus d'un niveau de seuil correspondant à une réflexion correcte par les miroirs. Le dépassement du seuil est une indication d'un défaut de fonctionnement d'un miroir et l'indication de ce fait par

un élément photosensible est utilisée pour couper le laser.

Un second élément photosensible agit en réponse à un niveau de lumière au niveau de la paroi arrière dans la seconde enceinte et

au-delà des extrémité de fibres, de sorte qu'un défaut d'injec-

tion dans une fibre entraînera une augmentation du niveau de lumière près de la paroi arrière. Le second élément photosensible fournit une indication quand le niveau de lumière sur la paroi arrière dépasse un niveau de seuil correspondant à une injection correcte dans les fibres et cette indication est utilisée pour

couper le laser.

Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en

détail dans la description suivante de modes de réalisation

particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 est une vue en perspective d'un système d'injection de faisceau laser selon la présente invention; la figure 2 est une représentation schématique d'une trajectoire de faisceau laser telle qu'elle est orientée par les miroirs du système d'injection de faisceau de la figure 1; la figure 3 est une représentation schématique d'un faisceau laser injecté dans une fibre optique; la figure 4 est une vue en perspective du système

d'injection de faisceau de la figure 1 comprenant une carac-

téristique de sécurité supplémentaire non représentée en figure 1 la figure 5 est un schéma sous forme de blocs représentant un circuit de commande utilisé dans la mise én oeuvre du système d'injection de faisceau de la figure 1; la figure 6 représente plusieurs courbes illustrant la variation dans le temps des divers signaux produits dans la mise en oeuvre de la présente invention; la figure 7 est un organigramme d'un programme exécuté par l'ordinateur représenté en figure 5; la figure 8 représente un circuit de commande supplémentaire utilisé dans la mise en oeuvre de la présente invention. La figure 1 représente un système d'orientation de faisceau laser 100 construit selon la présente invention, pour injecter un faisceau laser de puissance 102 dans l'une sélectionnée d'une pluralité de fibres optiques 104. Le système comprend un miroir 106 qui réfléchit une partie incidente 108 du faisceau laser sur un second miroir 110. Le faisceau est réfléchi à partir du miroir 110 qui le dirige vers l'un de quatre objectifs de focalisation 112 pour focaliser le faisceau sur l'extrémité de l'une des fibres optiques 104. Chaque objectif 112 est de préférence une lentille plan-convexe en quartz commercialement disponible revêtue d'un revêtement anti-reflets, la face plane étant du côté des extrémités de fibres. Les lentilles sont montées rigidement dans un support de lentille 114 qui est lui-même monté rigidement sur un élément support 116 qui peut comprendre un marbre de montage optique. Un groupe d'une ou plusieurs fibres optiques est associé à chaque lentille, les extrémités de fibres respectives de chaque groupe étant disposées près du point focal de sa lentille associée. Chaque groupe de fibres est maintenu rigidement, leurs extrémités étant ainsi positionnées, dans un support de fibres 118. Les supports de fibres sont fixés rigidement à des consoles 120 qui sont elles-mêmes ensuite montées rigidement sur deux éléments supports 122. Les éléments supports 122 sont eux-mêmes montés rigidement sur l'élément de socle 116. On préfère ici que chaque support de fibre soit constitué d'un matériau transparent au faisceau laser pour éviter un endommagement qui pourrait en

résulter si le faisceau laser était momentanément mal orienté.

Chaque support de fibre doit également permettre un démontage et un remplacement facile des fibres ainsi qu'un réglage axial de

chaque fibre le long de son axe.

Le miroir 106 est fixé rigidement à un arbre 124 d'un

galvanomètre 126 de sorte que le miroir se déplace avec l'arbre.

De façon similaire le miroir 110 est monté sur un arbre 128 d'un galvanomètre 130 pour se déplacer avec celui-ci. Les galvanomètres 126 et 130 peuvent être des dispositifs de balayage à galvanomètre à fer mobile du type XY3035 fabriqué par la

société dite General Scanning Inc à Watertown, Massachusetts.

Les galvanomètres 126 et 130 sont respectivement montés sur des éléments supports verticaux 132 et 134. Chacun de ces éléments supports comprend une ouverture à travers laquelle l'arbre du galvanomètre fait librement saillie. L'arbre de chacun des galvanomètres compris dans le dispositif d'analyse XY3035 s'étend à partir d'une surface de montage du galvanomètre qui comprend une pluralité de trous de montage filetés. Chacun tel gavanomètre est en conséquence de préférence monté sur son élément support respectif par des vis passant à travers l'élément

support pour s'engager dans les trous de montage filetés.

Il faut noter que les deux galvanomètres inclus dans le dispo-

sitif de balayage à galvanomètre XY3035 susmentionné sont montés dans le système 100 pour permettre d'atteindre des positions de miroirs et d'arbres décrits ici et non comme cela est prévu dans le bottier du système d'analyse XY3035, pour mettre en oeuvre

avec succès la présente invention.

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Le système 100 comprend en outre des moyens de commande comprenant un ordinateur numérique 136 pour commander les positions respectives des arbres de galvanomètres 124 et 128, et les miroirs 106 et 110 respectivement qui y sont fixés de façon programmée. Les moyens de commande comprennent en outre un circuit d'interface, non représenté en figure 1, connecté entre les galvanomètres et l'ordinateur et décrit en détail ci-dessous. Comme cela sera plus complètement décrit ci-après, les galvanomètres sont commandés pour orienter les deux miroirs en des paires de positions prédéterminées. Chaque telle paire de position agit pour diriger le faisceau laser à travers l'une

des lentilles 112 vers l'extrémité d'une fibre optique particu-

lière pour transmission du faisceau par celle-ci.

Le système 100 comprend en outre un bottier de

miroirs amovible 138 ayant un haut 140 et des côtés 142 et 144.

Les côtés et le haut du bottier 138 sont adaptés à s'adapter à des éléments supports 132 et 134 pour enfermer complètement les miroirs 106 et 110. Le boîtier de miroirs comprend une ouverture 146 dans sa paroi latérale 142 pour permettre l'introduction d'une partie incidente 108 du faisceau laser. Le bottier de miroirs comprend une seconde ouverture 147 dans sa paroi latérale 144 pour laisser sortir le faisceau laser après réflexion sur le miroir 110. La seconde ouverture a une configuration propre à augmenter la sécurité de fonctionnement du système 100, d'une façon qui sera plus complètement décrite ci-après. Le système 100 comprend en outre une paroi arrière 148, fixée à l'élément de socle 116. La paroi arrière porte de préférence des connecteurs de câble pour permettre la pénétration au travers de celle-ci des fibres optiques 104. L'enceinte d'ensemble 150 est adaptée à s'adapter sur l'élément de socle et la paroi arrière pour fournir une enceinte étanche à la lumière de

l'appareil optique (miroirs, lentilles, etc) du système 100.

L'enceinte 150 comprend une ouverture (non représentée en figure

1) pour permettre l'introduction du faisceau laser incident.

Toutefois le trajet du faisceau laser incident depuis le laser jusqu'à l'enceinte 150 doit également être entouré par des moyens d'écran tel qu'un tube étanche à la lumière, de sorte que ce ne soit en pratique que la lumière provenant du faisceau laser

qui rentre dans l'enceinte 150.

Les miroirs 106 et 110 comprennent respectivement des surfaces réflectrices avant sensiblement planes 152 et 154 pour réfléchir le faisceau laser. Chaque arbre de galvanomètre 124 et 128 peut tourner autour de son axe respectif pour positionner le miroir qui lui est fixé pour réfléchir le faisceau laser 102 sur l'une particulière des lentilles 112 pour focaliser le faisceau laser sur l'extrémité d'une fibre optique particulière. La trajectoire suivie par le faisceau laser, telle qu'elle est déterminée par la position des miroirs 106 et 110 est représentée en figure 2. Seuls les miroirs 106 et 110, des parties des arbres de galvanomètres 124 et 128, une lentille 112 et une partie du faisceau laser 102 sont représentés en figure 2. Le faisceau laser 102 se propage selon un axe de faisceau 200. Le miroir 106 est disposé de sorte que l'axe 200 coupe un point central 202 sur la surface réflectrice 152 du miroir 106. L'arbre 124 du galvanomètre 126, et ainsi le miroir 106, tourne autour d'un axe 204. Sur la gamme angulaire de rotation autour de- l'axe 204, dans la mise en oeuvre de la présente invention, l'axe de faisceau 200 coupe toujours le point central 202 sur la surface réflectrice 152. Le faisceau laser

102 projette une tache 206 sur la surface réflectrice 152.

Le miroir 110 peut tourner autour d'un axe 208. Les miroirs 106 et 110 sont alignés de sorte que l'axe 200 du faisceau est réfléchi par le miroir 106 et, sur la gamme angulaire de rotation du miroir 110 autour de l'axe 208 mise en oeuvrB dans la présente invention, coupe toujours un axe de coordonnée central "x" 210 sur la surface réflectrice 154. Le miroir 110 comprend en outre un axe de coordonnée central "y" 212 sur la surface réflectrice 154, les axes 210 et 212 étant orthogonaux et se coupant er un point central 214. Le faisceau laser 102, réfléchi

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par le miroir 106 sur le miroir 110 projette une tache lumineuse 216 sur ce dernier miroir. On notera, en figure 2, que la surface réfléchissante 154 du miroir 110, que frappe le faisceau 102 est tournée avec sa face opposée au lecteur. Pour cette raison, la tache lumineuse 216 est représentée comme une caractéristique

cachée délimitée par une ligne en pointillés.

En figure 2, les miroirs sont positionnés pour diriger le faisceau laser vers la lentille placée dans la partie supérieure gauche du support de lentille 114 comme on le voit en figure 1. Ainsi, l'axe de faisceau 200 coupe la surface convexe de la lentille et une tache lumineuse 218 du faisceau laser y est projetée. La figure 2 représente également un plan de lentille rectangulaire 220 ayant quatre sommets 222. Le plan 220 est en outre défini comme ayant un axe de coordonnée selon la ligne "x" 224 et un axe de coordonnée selon la ligne "y" 226, orthogonal à l'axe 224, et qui le coupe à un point central 228. Les quatres lentilles sont disposées de sorte qu'un point central de la face convexe de chaque lentille est disposé à l'un différent des quatres sommets 222. Les extrémités de fibres optiques associées à la lentille supérieure gauche sont disposées pour se trouver sensiblement dans un plan d'extrémité de fibre 230 ayant un point central 232 à l'intersection d'un axe de coordonnée central "x" 234 et d'un axe de coordonnée central "y" 236 orthogonal à l'axe 234. Comme cela est indiqué en figure 2, la distance entre la face plane de la lentille supérieure gauche et le plan 230 est

sensiblement égale à la distance focale "f" de la lentille.

Ainsi, chacune des quatres lentilles est associée à un plan d'extrémité de fibre optique différent disposé sensiblement à la distance "f" de la face plane de la lentille. Chaque plan d'extrémité de fibre est orienté pour être sensiblement parallèle à la face plane de sa lentille associée. Les miroirs 106 et 110 sont adaptés à balayer le faisceau laser focalisé sur une zone de balayage 238 du plan 230 dans lequel les extrémités des fibres sont disposées. On préfère ici que le sommet de l'une des fibres 104, maintenu dans son support 118 soit disposé au point

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central 232. Les miroirs 106 et 110 étant disposés pour focaliser le faisceau sur cette extrémité centrale de fibrei la lentille associée est disposée de sorte que l'axe du faisceau passe par le point centra' de cette lentille et soit perpendiculaire aux faces de la lentille et au plan d'extrémité de fibre 230. Chaque

lentille 112 est disposée de cette façon.

Les arbres de galvanomètres 124 et 128, auxquels sont respectivement fixés les miroirs 106 et 110, prennent une position de repos en l'absence de signal d'excitation pour commander leur déplacement. A la position de repos, les miroi-s 106 et 110 sont chacun orientés avec leurs surfaces réflectrices respectives à un angle de 45 par rapport aux positions respectives de l'axe de faisceau 200 coupant les miroirs. A la position de repos, les miroirs dirigent le faisceau laser vers le plan de lentille 220 de sorte que l'axe du faisceau coupe son point central 228. Comme le montre encore la figure 1, une ouverture 240 est prévue dans le support de lentille 114 dans une région comprenant le point central 228. L'ouverture 240 est suffisamment grande pour ne pas obstruer la transmission du faisceau laser. Un radiateur, non représenté en figure 1, peut être disposé de façon alignée avec l'ouverture 240 entre les supports 122 et en face de la paroi arrière 148. pour recevoir le faisceau réfléchi quand les miroirs sont en position

de repos.

Les miroirs étant dans la position de repos, l'axe

du faisceau laser coupe le point central 214 du miroir 110.

En utilisant la position de repos comme position de référence, le balayage du faisceau laser par rotation des miroirs 106 et 110 peut être mieux comprise. En partant de la position de repos, en maintenant fixe le miroir 110 et an faisant tourner le miroir 106 dans le sens des aiguilles d'une montre (CW) ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (CCW) autour de l'axe 204, on amène le point o l'axe de faisceau 200 coupe l'axe "x" 210 du

miroir 110 à effectuer un balayage selon l'axe de coordonnée "x".

A partir du point central 214, respectivement vers la droite ou vers la gauche, selon la représentation de la figure 2. Cette rotation du miroir 106 anène en outre le point o l'axe de faisceau 200 coupe l'axe "x" 224 du plan 220 de la lentille à effectuer un balayAge selon l'axe de coordonnée "x" à partir du point central 228, respectivement? vers la droite ou vers la gauche comme on le voit en figure 2. En partant à nouveau de la position' de repos, mais en maintenant cette fois fixe le miroir 106 et en faisant tourner le miroir 110 dans le sens des aiguilles d'une montre (CW) ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (CCW) autour de l'axe 208, on amine le point o l'axe de faisceau 200 coupe l'axe "y" 226 du plan de la lentille à effectuer un balayage selon l'axe de coordonnée "y" à partir du point central 228, respectivement vers le haut ou vers le bas, dans la représentation de la figure 2. On notera que tout au long de cette rotation du miroir 110, le miroir 106 étant maintenu fixe à la position de repos, l'axe du faisceau coupe toujours les

points centraux 202 et 214 des mirDirs 106 et 110, respective-

ment. On observe en conséquence que la rotation du miroir 106 effectue un balayage du faisceau laser selon l'axe de coordonnée "x" du miroir 110, le plan de la lentille, et le plan de l'extrémité des fibres. De même, une rotation du miroir 110 entraîne un balayage du faisceau selon l'axe de coordonnée

"y" des plans de la lentille et de l'extrémité des fibres.

Il sera maintenant clair pour l'homme de l'art qu'une rotation des deux miroirs 106 et 110 est nécessaire pour orienter le faisceau laser 102 vers l'une quelconque des quatres lentilles 112. Par exemple, pour diriger le fa.sceau laser vers la lentille positionnée à la partie supérieure droite du support de la lentille 114, tel qu'on le voit en figure 1, une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre des deux miroirs 106 et 110 à partir de leur position de repos respective est nécessaire. Pour diriger le faisceau laser focalisé sur une extrémité de fibre optique particulière, il est nécessaire de faire tourner les

miroirs 106 et 110 chacun vers une position unique prédétermina-

ble. Ainsi, une paire unique prédéterminée de positions de miroirs, pour les miroirs 106 et 110, correspond au fait que le faisceau est focalisé sur chacune des extrémités de fibre optique. Sous l'effet des moyens de commande, les galvanomètres sont actionnés pour déplacer les miroirs selon une séquence de telles paires de positions prédéterminées correspondant à une séquence de fibres optiques dans lesquelles le faisceau laser

doit être injecté.

Le système 100 est tout particulièrement adapté à permettre à la puissance d'un laser de puissance unique en impulsions d'être déployée vers une pluralité de postes de travail éloignés. Ceci est réalisé en injectant les impulsions de

faisceau laser successives respectivement dans certaines sélec-

tionnées des extrémités de fibres en succession rapide. La pleine puissance du faisceau laser est en conséquence fournie sous forme d'une pluralité d'impulsions vers une extrémité de sortie éloignée de chaque fibre dans laquelle elle est injectée, la puissance laser fournie étant limitée pratiquement seulement par les pertes de puissance dans la fibre. Ainsi, avec un laser et le système d'orientation de faisceaux selon la présente invention reliés à une pluralité de postes de travail éloignés par une pluralité de fibres optiques, toute la puissance du laser

unique peut être fournie à chacun de ces emplacements éloignés.

Dans des applications o une soudure, un perçage ou une découpe sont réalisés au niveau de chaque poste de travail, comme on le préfère ici, le système 100 est tout particulièrement adapté à être utilisé avec un laser de puissance en impulsions

tel qu'un laser en impulsions à barreau de grenat d'yttrium-

aluminium dopé au néodyme (Nd:YAG), fabriqué par la société dite

Raytheon Corporation à Burlington, Massachusetts sous l'appella-

tion modèle SS550. Ce laser est prévu pour fournir une puissance moyenne de 400 watts et un maximum de 50 joules par impulsion à une cadence d'impulsions de 0 à 200 par secondes, la durée

d'impulsion variant entre 0,1 et 10 millisecondes.

Le type de faisceau laser utilisé détermine en partie le matériau de fibres optiques qui est le mieux adapté à la transmission du faisceau. Or. préfère ici que des fibres en quartz fondu soient utilisées pour transmettre le faisceau l'un laser Nd:YAG. En outre, les extrémités des fibres optiques nécessitent une préparation pour permettre une injection efficace du faisceau laser focalisé. Une technique de préparation d'extrémité de fibre appropriée est ldécrite dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique

4 564 736 cédé à la demanderesse et considéré ici comme connu.

Comme le représente la figure 3, et comme cela est connu dans la technique, une caractéristique intrinsèque de chaque fibre optique est un cône d'acceptation 300 à l'extrémité de la fibre 104 dans lequel une partie convergente focalisée 302 du faisceau laser doit tomber pour antrer dans la fibre optique et être complètement transmis par celle-ci. En outre, la dimension de la tache lumineuse du faisceau laser focalisé surl'extrémité de la fibrs doit avoir un diamètrz inférieur ou égal à celui de l'extrémité. Si le diamètre de la tache lumineuse du faisceau focalisé est supérieur au diamètre de la fibre optique, il peut en résulter un endommagement de la fibre, du support de fibre et/ou des surfaces environnantes. Les limitations relatives au cône d'acceptation et à la dimension de la tache lumineuse servent à fixer la distance focale de chaque lentille 112. On notera également qu'il existe une certaine lattitude dans le positionnement de chaque extrémité de fibre, sensiblement le long

de l'axe 200 du faisceau, sous réserve des contraintes ci-dessus.

Ainsi, chaque extrémité de fibre n'a pas besoin d'être position-

née a,,ec précision au point focal de la lentille. On notera en outre que des détails sur la préparation requise des extrémités de fibres, tels que décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 564 736 susmentionné ne sont pas représentés en

figure 3.

A titre d'autre caractéristique de la présente invention, les surfaces réfléchissantes 152 et 154 des miroirs

106 et 110, respectivement, sont revêtues d'un matfriau diélec-

t::ique pour augmenter leur capacité à réfléchir, sans endommage-

ment, le faisceau laser de puissance incident. Le revêtement diélectrique est choisi pour assurer un pouvoir réflecteur élevé pour la longueur d'onde particulière du laser utilisée, par exemple 1060 nanomètres pour le laser Nd:YAG. En outre, le revêtement diélectriqie Fournit de façon caractéristique un pouvoir réflecteur qui dépend de l'angle selon lequel le faisceau laser est incident sur cette surface, c'est-à-dire l'angle entre l'axe du faisceau laser et la normale à la surface réfléchissante. Le revêtement fournit un pouvoir réflecteur d'environ 100% quand le faisceau est approximativement à un angle prescrit par rapport à la surface réfléchissante et fournit des pouvoirs réflecteurs qui décroissent progressivement pour des angles incidents supérieurs ou inférieurs à l'angle prescrit. Dans le système 100, l'angle prescrit est de 45 . Les miroirs 106 et 110 peuvent être fabriqués en accord avec les spécifications de longueur d'onde et d'angle prescrits ci-dessus par la société dite CVI Laser Corporation à

Albuquerque, N.M. Alors qu'il apparait que le revêtement diélec-

trique nst bien adapté pour des applications à des miroirs fixes, sa capacité à réfléchir et à supporter sans endommagement le faisceau laser: de puissance le rend bien adapté pour être utilisé à la mise en oeuvre de la présente invention. En choisissant la distance entre les miroirs et les lentilles, ainsi que l'écart entre lentilles pour réduire le déplacement angulaire total requis pour le miroir, les pertes totales de rendement

dûes au pouvoir réflecteur réduit du miroir sont minimisées.

En pratique, une gamine totale d'angles d'incidence de + 10

antour de l'angle prescrit a été utilisée avec succès.

La figure 4 représente des caractéristiques supplé-

mentaires du sysième 100, non représentées en figure 1. Les galvanomètres, miroirs, fibres optiques, supports de fibres et consoles ne sont pas représentés en figure 4 pour simplifier la représentation. Comme on l'a noté ci-dessus, le boîtier de miroirs 138 comprend une ouverture 147 dans sa face]at-ra'e 144 à travers laquelle sort le faisceau laser après réflexion sur le miroir 110. L'ouverture 147 a une forme telle que, pour toutes les trajectoires possibles selon]esqtlelles le faisceau peut se réfléchir à partir du miroir 110, le faisceau réfléchi soit amené à frapper le support de lentille 114. Ceci est représenté en figure 4 par des trajectoires 402 indiquées à titre d'exemple qui sont pratiquement tangentielles à la périphérie de l'ouverture 147 pour frapper le support de lentille. Par suite, si la commande de l'un ou l'autre ou des deux mirDirs est défaillante, par exemple par suite d'un défaut de fonctionnement de l'ordinateur 136 de sorte que des adresses de position erronées seraient fournies à l'un ou à l'autre des deux galvanomètres, le faisceau la:ser de puissance ne

pourrait suivre une trajectoire externe au support de lentille.

Dans ce cas, il est nécessaire de couper le laser puisqu'un échauffement ou un brulage des composants contenus dans l'enceinte 150 pourrait autrement en résulter. La réflexion du faisceaux laser sur le support de lentille provoquera ane augmentation du niveau lumineux dans l'enceinte étanche à la lumière 150. L? niveau lumineux accru est détecté et le laser est coupé en réponse, d'une façon qui sera plus complètement

décrite ci-après.

Comme cela est en outre représenté en figure 4 le système 100 comprend un radiateur 406 pour le faisceau laser, aligné avec l'ouverture 240 dans le support de lentille 114 pour recevoir le faisceau laser réfléchi quand:es miroirs 106 et 110 prennent leur position de repos. On préfre ici que le radiateur 406 soit du type mesureur de puissance laser de type 213 fabriqué par la société dite Coherent Inc à Auburn, Californie. Ainsi. par suite d'un défaut des moyens de commande à fournir des signaux propres à exciter les galvanomètres, le faisceau laser est réfléchi avec sécurité dans le moyen de

mesure de puissance laser.

Un élément photosensible 404, tel qu'une photodiode est monté à la base de l'élément support 132. L'élément 404 est adapté à fournir une indication d'une augmentation du niveau 3' 3 lumineux dans le bottier des miroirs (formé par le bottier 138 et les éléments supports 132 et 134) au- dessus d'un niveau se

présentant pendant un fonctionnement normal du système 100.

Puisque l'enceinte 150 est étanche à la lumière, une telle augmentation du niveau lumineux détecté par l'élément 404 indiquera qu'une partie réfléchie du faisceau laser reste dans le bottier des miroirs. Ceci pourrait être provoqué par des défauts de fonctionnement tel qu'un miroir fendu ou le glissement d'un miroir sur son arbre de galvanomètre respectif. Le niveau lumineux accru pourrait également résulter d'un positionnement incorrect de l'un ou des deux miroirs par suite d'un défaut de fonctionnement des moyens de commande pour commander le déplacement du miroir. Le niveau lumineux accru peut en outre être provoqué par la réflexion du faisceau laser à partir du

support de lentille 114 en retour à travers l'ouverture 147.

Il est en conséquence souhaitable d'interrompre le fonction-

nement du système 100 par suite de l'indication par l'élément 404 d'un niveau de lumière accru. L'indication du niveau de lumière accru est utilisée pour couper le laser qui produit le faisceau

102, d'une façon qui sera plus complètement décrite ci-après.

On préfère ici, quand le laser Nd:YAG susmentionné de la société Raytheon est utilisé en relation avec le système 100, que l'élément 404 soit une photodiode de type OSI5L fabriquée par la

société dite Centronics Corporation à Mountainside, New Jersey.

La diode modèle OSI5L a une haute sensibilité à la longueur

d'onde 1060 nanomètres du laser Nd:YAG.

Le système 100 comprend en outre un élément photosen-

sible 408 monté et orienté sur une console 410 pour détecter un accroissement du niveau lumineux en provenance de la paroi

arrière 148 au-dessus du niveau correspondant à un fonction-

nement normal du système, et pour fournir une indication de cet accroissement. Dans le cas d'un défaut d'injection dans une fibre optique, au moins une partie du faisceau est très susceptible de frapper la paroi arrière 148 et d'être réfléchie

par celle-ci, la réflexion étant détectée par l'élément 408.

Un défaut d'injection pourrait être provoqué par un position-

nement incorrect des miroirs ou une lentille de focalisation fendue. Puisque l'enceinte 150 est étanche à la lumière, une augmentation de niveau détectée par l'élément 408 indiquera l'injection manquée. On notera qu'une augmentation du niveau lumineux résultant de la réflexion du faisceau laser par le support de lentille 114, dans le cas décrit cidessus, peut également être détectée par l'élément 408. Comme le système 100 fonctionne avec un laser de puissance, un tel défaut d'injectibn est un défaut de fonctionnement inacceptable nécessitant une coupure du système. L'indication de niveau accru fournie par l'élément 408 est en conséquence utilisée pour couper le laser d'une façon qui sera plus complètement décrite ci-après. On préfère ici que l'élément 408 soit également constitué d'une

photodiode modèle OSI5L telle que susmentionnée.

Pour améliorer encore la sécurité de fonctionnement du système 100, l'enceinte 150 ferme un commutateur de position 412 ce qui assure la fermeture d'un contact électrique seulement quand l'enceinte est convenablement positionnée. Des lasers, comme cela est connu dans la technique sont typiquement adaptés

à accepter des connexions de blocage avec des contacts élec-

triques externes dont la fermeture représente des conditions de

validation pour le fonctionnement du laser. Inversement, l'ouver-

ture de chaque contact externe ainsi verrouillé avec le laser entraîne une coupure du fonctionnement du laser. La fermeture du commutateur 412 est utilisée comme condition de validation pour le fonctionnement du laser. En outre, si l'enceinte 150 venait à se déplacer, pendant le fonctionnement du système 100, de sorte que le contact du commutateur 412 s'ouvre, le laser serait coupe. Des moyens pour la commande des galvanomètres 126 et 130 par l'ordinateur 136 sont représentés en figure 5. t L'ordinateur 136, qui peut comprendre un ordinateur IBM PC/AT est couplé par une carte d'entrée/sortie parallèle 500 à une interface de signal 502. La carte 500 peut être une carte d'entrée/sortie parallèle à 24 bits modèle DDA-06 fabriquée

par la société dite Metrabyte Corporation à Stoughton, Massa-

chussets. L'interfac- de signal 502 est couplée pour recevoir sur une entrée 503 un signal d'entrée de synchronisation fourni par le laser. Le signal de synchronisation de laser comprend une séquence d'impulsions dont chacune précède immédiatement une impulsion du faisceau laser, comme cela est connu dans la technique. L'interface de signal est adaptée, en réponse au signal de synchronisation, à fournir un signal de validation d'écriture en impulsions vers l'ordinateur 136 sur sa sortie 504. L'interface de signal 502 ajuste la largeur et le retard de chaque impulsion de validation d'écriture de sorte que chaque impulsion définit la fenêtre pendant laquelle les miroirs entraînés par galvanomètres 106, 110 peuvent être déplacés de

l'une à l'autre de leurs positions prédéterminées.

La figure 6 représente diverses formes d'ondes représentatives des signaux produits pendant le fonctionnement du système 100. Les axes horizontal et vertical sur lequel chaque

signal est tracé représentent respectivement le temps et l'ampli-

tude du signal. Les instants auxquels les divers signaux apparaissent, comme cela est décrit ci-après, sont indiqués sur l'axe des temps (courbe i). La courbe (a) représente le signal d'entrée de synchronisation de laser susmentionné. C'est sensiblement une forme d'onde carrée commençant à l'instant to et s'achevant à l'instant t1. la durée du signal de synchronisation est typiquement de l'ordre de 100 microsecondes. La courbe (b) est représentative du faisceau en impulsions produit par le laser. Comme on le voit en figure 6, une impulsion de faisceau commence à un instant t1 de façon sensiblement simultanée avec la

fin du signal de synchronisation et se termine à l'instant t2.

2'

Dans la mise en oeuvre de la présente invention, chaque im-

pulsion de faisceau du laser Nd:YAG décrit ci-dessus est réglée pour avoir une durée dans la gamme de 0,6 à 7,0 millisecondes. Le signal de validation d'écriture est représenté sur la courbe (c) dans laquelle la fenêtre s'ouvre à un instant t3 ultérieur à

la fin de l'impulsion laser à l'instant t2. Le retard à l'ou-

la fin de l'impulsion laser à l'instant t2. Le retard à l'ou-

verture de la fenêtre suivant la fin de l'impulsion laser est de préférence de l'ordre de 100 microsecondes. La fenêtre s'achève, ou se ferme, à un instant t4. Le signal de validation d'écriture, tel qu'il est produit par l'interface de signal 502 pour être appliqué à l'ordinateur 136 prend un niveau de tension logique "1" quand la fenêtre est ouverte et un niveau de tension logique

"0" quand la fenêtre est fermée. Le signal suivant de synchronisa-

tion du laser est représenté sur la courbe (a) et commence à un instant t5 ultérieur à l'instant t4. Ainsi, la fenêtre se

ferme avant le signal suivant de synchronisation du laser.

L'intervalle entre t et t est de préférence de l'ordre de 10

4 5

millisecondes. On préfère en outre ici que la fermeture de la fenêtre soit maintenue en avance par rapport à l'impulsion suivante de synchronisation du laser par une durée sensiblement constante, par exemple 10 millisecondes, indépendamment de la durée de l'impulsion du faisceau laser. Puisque la fenêtre ne peut pas être ouverte jusqu'à la fin de l'impulsion du faisceau, la durée de la fenêtre décroît quand la durée de l'impulsion du

faisceau est allongée.

Comme le représente encore la figure 5, dans chaque

fenêtre définie par le signal de validation d'écriture, l'ordina-

teur 136 est programmé pour produire une adresse à 16 bits de position "x" du galvanomètre et une adresse à 16 bits de position "y" du galvanomètre, chaque adresse ainsi produite étant appliquée à une entrée 506 de l'interface de signal. Les adresses de position "x" et "y" ainsi produites correspondent à

la paire de positions prédéterminées indiquées ci-dessus auxquel-

les les miroirs 106 et 110 doivent respectivement être orientés.

L'interface de signal applique à son tour chaque signal d'adres-

se numérique à un excitateur de galvanomètre 508 qui excite les galvanomètres 126 et 130. L'excitateur 508 est adapté à recevoir une adresse de position à 16 bits sur une entrée 510 et à traiter cette adresse comme l'adresse de position "x" ou l'adresse de

position "y" selon qu'il reçoit un signal en impulsions res-

pectivement sur une entrée d'impulsions "x" 512 ou une entrée

2610 4 2 0

d'impulsions "y" 514. De façon générale, l'interface de signal est adaptée à servir d interface pour des signaux transmis entre l'ordinateur et un excitateur de galvanomètre. L'interface de signal assure également une compensation quant aux paramètres d'interconnexion des câbles. On préfère ici que l'interface de signal soit en outre adaptée à isoler optiquement le signal de synchronisation du laser de l'ordinateur pour éviter des effets

de bruits indésirables.

L'ordinateur 136, après génération de l'adresse de position "x", produit un signal d'impulsion "x" qui est appliqué à une entrée 516 de l'interface de signal. L'interface de signal 502 applique le signal d'impulsion "x" à l'entrée 512 de l'excitateur. De façon similaire, après génération de l'adresse de position "y", l'ordinateur produit un signal d'impulsion "y"

qui est appliqué à une entrée 518 de l'interface de signal.

L'interface de signal applique alors le signal d'impulsion "y" à

l'entrée 514 de l'excitateur.

L'excitateur de galvanomètre 508 est en outre adapté à produire un signal analogique correspondant à l'adresse de position numérique qui lui est appliquée pour l'envoyer au galvanomètre approprié. Ainsi, une sortie 520 de l'excitateur 508 est couplée au galvanomètre 126 pour appliquer un signal analogique d'adresse de position "x". En outre, une sortie 522 de l'excitateur 508 est couplée au galvanomètre 130 pour appliquer

un signal analogique d'adresse de position "y". Les galvano-

mètres 126 et 130 envoient chacun un signal de position analogique, sur leur sortie respective, 524 et 526, vers l'excitateur de galvanomètre. L'excitateur est alors validé pour commander le déplacement de chaque galvanomètre en boucle fermée. L'excitateur 508 est en outre adapté à fournir un signal d'accusé réception de position (AR position) sur une sortie 528 qui indique quand chaque galvanomètre est orienté vers la position correspondant à l'adresse de position à 16 bits désirée. L'interface de signal 502 est couplée pour recevoir le signal d'accusé réception de position produit par l'excitateur de galvanomètre et fournir ce signal à l'ordinateur sur une sortie 530. Le dispositif de balayage de galvanomètre susmentionné modèle XY3035 fabriqué par la société General Scanning, Inc. comprend un excitateur de galvanomètre et deux galvanomètres propres à être commandés et fonctionne sensiblement

de la façon décrite ci-dessus.

Comme le représente encore la figure 6, la courbe (d) représente la génération par l'ordinateur 136 des adresses à 16 bits de position "x" et "y". La génération de l'adresse de position "x" commence à un instant t6 suivant pratiquement immédiatement l'ouverture, à l'instant t3, de la fenêtre de validation d'écriture. L'adresse à 16 bits est représentée par deux signaux, respectivement aux niveaux logiques "0" et "1",

puisque chacun des 16 bits de l'adresse peut être "0" ou "1".

De façon générale, l'ordinateur maintient sur sa sortie la dernière adresse qu'il a produite. Ainsi, à l'instant t6, ces deux signaux se croisent pour représenter qu'une partie des bits d'adresse o tous sont modifiés quand la nouvelle adresse est produite par l'ordinateur. En pratique, l'adresse est produite

par l'ordinateur IBM PC/AT en approximativement 60 micro-

secondes. Comme on le voit à la courbe (d), l'adresse "x" est maintenue, après génération, sur la sortie de l'ordinateur et de là, respectivement, sur les entrées 506 et 510 de l'interface de signal et de l'excitateur de galvanomètre. Comme cela a été exposé ci-dessus, après la génération de l'adresse de position "x", l'ordinateur produit un signal d'impulsion "x" qui est appliqué à l'entrée de l'interface de signal 516 et de là à l'entrée 512 de l'excitateur. Le signal de sonde "x" est représenté sur la courbe (e). On préfère ici que l'ordinateur maintienne un niveau de tension logique "1" sur l'entrée 516 de l'interface. Alors, le signal en impulsion "x" est une chute

momentanée de ce signal vers un niveau de tension logique "0".

Cette chute momentanée est représentée comme commençant à un instant t7. En pratique, la durée du signal d'impulsion "x" est de l'ordre de 20 microsecondes. Le signal d'impulsion

appliqué par l'interface de signal à l'entrée 512 de l'exci-

tateur a la même forme que ce qui est représenté à la courbe (e).

Pratiquement immédiatement après la réception du signal d'impulsion à l'instant t7, l'excitateur 508 produit le signal d'accusé réception de position. Ce dernier signal est représenté sur la courbe (g) o la sortie de l'excitateur 528 passe à un niveau de tension logique "1" à l'instant t7. Ce signal est indiqué comme le signal d'accusé réception de position

"x" puisqu'il suit la réception du signal de sonde "x".

L'excitateur du galvanomètre est adapté à maintenir le signal d'accusé réception de position au niveau logique "1"jusqu'à l'instant t8 quand l'axe du galvanomètre 126 atteint la position correspondant à l'adresse à 16 bits de position "x". A l'instant t8, le signal d'accusé réception de position chute au niveau

logique "0" en réponse à quoi l'ordinateur 136 commence pra-

tiquement immédiatement à produire l'adresse à 16 bits de position "y". Ceci est représenté sur la courbe (d) o les deux signaux se croisent pour indiquer un changement dans certains des

bits d'adresse ou tous tandis que l'adresse "y" est produite.

Comme cela a été le cas avec l'adresse "x", l'adresse "y" est maintenue par l'ordinateur jusqu'à la production de l'adresse suivante. Comme le représente la courbe (f), le signal d'impulsion "y" est produit par l'ordinateur à un instant t9 qui suit la génération de l'adresse "y". Le signal d'impulsion "y" a

la même forme et la même durée que le signal d'impulsion "x".

Comme le montre encore la courbe (g) à la suite de la réception du signal d'impulsion "y" sur l'entrée 514, l'excitateur 508 produit pratiquement immédiatement le signal d'accusé réception de position "y". Ce signal est maintenu par l'excitateur au

niveau logique "1" jusqu'à l'instant t1 o l'axe du galva-

nomètre 130 est orienté à la position correspondant à l'adresse

de position "y".

Les miroirs 106 et 110 doivent être réorientés à la paire d'adresses de positions prédéterminée avant que la fenêtre de validation d'écriture ne se ferme. Ainsi, en figure 6, l'instant t10 o les deux miroirs sont réorientés apparait avant l'instant t4 o la fenêtre se ferme. Si l'un ou l'autre des signaux d'accusé réception de position est encore au niveau de tension logique "1"quand la fenêtre se ferme, une situation indésirable existe o l'un ou les deux miroirs n'est pas positionné convenablement tandis que l'impulsion laser suivante est sur le point d'être produite. L'ordinateur 136 est programmé pour identifier cette situation et produire un signal d'arrêt d'urgence agissant pour couper le laser. Le signal d'arrêt d'urgence est représenté sur la courbe (h) comme une impulsion ayant une amplitude de niveau de tension logique "1". Le signal d'arrêt d'urgence pourrait survenir sensiblement à l'instant t4 lors de la fermeture de la fenêtre de validation d'écriture si -4 l'un ou l'autre des signaux d'accusé réception de position

était au niveau logique "1" à cet instant.

On préfère ici que l'impulsion de signal d'arrêt d'urgence soit utilisée pour alimenter un relais dont un contact

normalement fermé est couplé au laser pour permettre un fonction-

nement continu du laser. Par suite, l'alimentation du relais amène le contact à s'ouvrir et le laser à se couper. Comme le représente encore la figure 5, le signal d'arrêt d'urgence ("E" stop), quand il est produit par l'ordinateur, est appliqué à une entrée 532. Le circuit pour fournir l'ouverture du contact en réponse au signal d'arrêt d'urgence peut être compris dans l'interface de signal 502. En ce cas, une connection de sortie 534 provient de l'interface de signal pour une connexion avec le laser. L'organigramme du programme suivi par l'ordinateur 136 pour réorienter les miroirs 106 et 110 est représenté en figure 7. Le programme commence à l'étape 700 o l'on détermine si la fenêtre de validation d'écriture est ouverte. Le programme ne progresse pas tant que la fenêtre n'est pas ouverte. Une fois que la fenêtre est ouverte, le programme procède à l'étape 702 dans laquelle l'ordinateur produit l'adresse à 16 bits de

position "x" et passe alors à l'étape 704 o le signal d'im-

2610 4 2 0

pulsion "x" est produit. Alors, à l'étape 706, le programme vérifie si la fenêtre est encore ouverte et, si elle n'est pas ouverte, le signal d'arrêt d'urgence du laser est produit à l'étape 708. Si la fenêtre est ouverte, le programme execute l'étape 710 dans laquelle il vérifie que le signal d'accusé réception de position "x" est au niveau logique "1", comme il devrait l'être puisque le signal d'impulsion "x" vient d'être produit. Si le signal d'accusé réception de position "x" n'est pas au niveau logique "1", indiquant un défaut de fonctionnement du galvanomètre, l'étape 708 est exécutée. Toutefois, si le signal est au niveau logique "1", le programme entre dans une boucle dans laquelle il vérifie alternativement si le signal d'accusé réception de position "x" a effectué une transition vers le niveau logique "0" (étape 712) et si la fenêtre est encore ouverte (étape 714). Cette boucle est exécutée jusqu'à ce que la fenêtre se ferme, auquel cas l'étape 708 est exécutée, ou jusqu'à ce que la transition de signal d'accusé réception désirée prenne place. Dans ce dernier cas, le programme passe à l'étape 716 o il confirme à nouveau si la fenêtre est ouverte et, si c'est le cas, passe à l'étape 718 ou 720 o les signaux d'adresse de position "y" et d'impulsion "y" sont respectivement produits. Si la fenêtre n'est pas ouverte à l'étape 716, le programme passe à l'étape 708. Après génération du signal d'impulsion "y", le programme détermine à nouveau, à l'étape 722, que la fenêtre est encore ouverte (si elle ne l'est pas, l'étape 708 est exécutée) et détermine alors à l'étape 724 si le signal d'accusé réception de position "y" est au niveau logique "1", comme cela devrait être le cas. Si le signal n'est pas au niveau logique I1", l'étape 708 est exécutée. Si le signal d'accusé réception s'avère être au niveau logique "1", le programme entre dans une boucle dans laquelle il vérifie alternativement la transition du signal d'accusé réception de position "y" vers le niveau logique "0" (étape 726) et le fait que la fenêtre reste ouverte (étape 728). Si la fenêtre se ferme avant les transitions du signal vers le niveau logique "0", le programme passe à l'étape 708. Autrement, par suite d'une transition du signal d'accusé réception de position "y" vers le niveau logique "0", le programme détermine (étape 730) que les deux miroirs ont été réorientés avec succès vers les adresses de position "x" et "y" souhaitées. Comme cela a été décrit ci- dessus, une augmentation du niveau lumineux détecté par l'un ou l'autre des éléments photosensibles 404 ou 408 indique un défaut de fonctionnement en nécessitant une coupure du laser. Un circuit de commande 800

pour initialiser la coupure du laser en réponse à une augmen-

tation détectée du niveau lumineux est représenté en figure 8. Un circuit 800 est requis pour chaque élément photosensible, de sorte que deux tels circuits sont nécessaires pour provoquer la coupure du laser par suite de la détection par l'un ou l'autre

des éléments 404 et 408 d'une augmentation du niveau lumineux.

Le circuit 800 comprend un élément photosensible 802 qui représente un élément 404 ou 408. Une sortie 804 de l'élément 802 est connectée à un circuit de réglage de niveau 806 pour régler un niveau lumineux de seuil qui, quand il est dépassé, entraîne que l'élément 802 fournit un signal en réponse. Une seconde sortie 808 de l'élément 802 est connectée à un circuit logique 810 qui fournit un changement d'état logique de son signal sur une sortie 812 quand l'élément 802 fournit le signal indiquant que le niveau lumineux de seuil a été dépassé. Un circuit de génération d'impulsions 814 est couplé pour recevoir le signal sur la sortie 812 du circuit logique 810. Le circuit 814 fournit une impulsion sur une sortie 816 en réponse au changement d'état logique, sur la sortie 812 du circuit logique 810, indiquant que le niveau lumineux de seuil a été dépassé. La sortie 816 est appliquée à un circuit de relais 818 qui comprend un contact normalement fermé couplé au laser en tant que condition de validation du fonctionnement du laser. Un circuit de relais 818 est adapté, en réponse à l'impulsion fournie par le circuit 814, à ouvrir ce contact et à initialiser ainsi la coupure du

laser.

Un circuit particulier avec lequel les divers élé-

ments du circuit 800 peuvent &tre mis en oeuvre est décrit ci-après. L'élément 802 est une photodiode 820. La photodiode 820 est de préférence la photodiode modèle 0SI5L susmentionnée de la société Centronics et lesconnexions de celle-ci au circuit sont représentées en figure 8. Les bornes 1 et 2 de la

photodiode servent respectivement en tant que sorties 804 et 808.

Une borne 3 de la photodiode est connectée à une source de tension continue de 5 volts. Une borne 4 de la photodiode est connectée à un point de tension de référence commun du

circuit (par exemple la masse) 822.

Le moyen de réglage de niveau 806 comprend simplement une résistance 824 reliée par une extrémité à une borne de réglage 826 d'une résistance à prise intermédiaire 828. L'autre extrémité de la résistance 824 est connectée à la borne 1 de la photodiode 820. La résistance 828 est connectée par une borne à la source de tension continue de + 5 volts et par son autre borne au point de référence 822. Le point intermédiaire de la résistance 828 détermine la tension appliquée à la borne 1 de la photodiode, cette tension étant réglable entre 0 et + 5 volts continus en déplaçant la prise intermédiaire sur la résistance 828. La photodiode 820 fournit un signal de niveau de tension logique "1" (environ 5 volts continus) sur sa borne 2 (sortie 808) quand le niveau lumineux de seuil est dépassé, ce niveau de seuil étant déterminé par la tension appliquée à la borne 1 de la photodiode. Ainsi le niveau de seuil est réglé en déplaçant la prise intermédiaire sur la résistance 828. On notera que le réglage de seuil est mieux réalisé quand le système fonctionne de façon à établir avec précision le niveau

lumineux de seuil.

* Le circuit logique 810 comprend de préférence deux portes NON ET 830 et 832. Une première entrée 834 de la porte 830

est connectée à la borne 2 de la photodiode (sortie 808).

L'entrée 834 est également connectée à point de référence 822 par l'intermédiaire d'une résistance 836 de sorte que, en

26 10 4 2 0

l'absence de signal sur la borne 2 de la photodiode, l'entrée 834 est maintenue au niveau logique "0". Une seconde borne 838 de la porte 830 est connectée à la source de + 5 volts continus qui sert de niveau logique "1". Les entrées de la porte 832 sont reliées ensemble et à une sortie 840 de la porte 830. Ainsi, quand le niveau lumineux détecté par la photodiode 820 est inférieur au niveau de seuil, un niveau logique "0" existe sur l'entrée 834 de la porte 830, un niveau logique "1" existe sur la sortie 840 de la porte et un niveau logique "0" existe sur la sortie de la porte 832 qui sert de sortie logique 812. L'entrée 834 de la porte monte au niveau logique "1" quand le niveau lumineux de seuil est dépassé, et, par suite, la sortie de la porte 832 (sortie logique 812) effectue une transition vers un

niveau logique "1".

Le circuit de génération d'impulsions 814 comprend de préférence une puce de circuit intégré d'adaptation de largeur et de retard d'impulsion 842, telle que la puce modèle LS221 fabriquée par la société dite Texas Instruments Company. Les connexions du circuit vers la puce intégrée modèle LS221 sont représentées en figure 8. La sortie de la porte NON ET 832

(sortie logique 812) est connectée à une borne 2 de la puce 842.

Deux condensateurs 844 et 846 sont connectés en parallèle l'un à l'autre et aux bornes 6 et 7 de la puce. La borne 7 de la puce est également connectée à une borne de réglage 848 d'une résistance potentiométrique 850. Une extrémité de la résistance 850 est connectée à un point de référence 822 alors que l'autre extrémité est connectée à la source de + 5 volts continus. Un condensateur 852 est connecté entre les bornes 14 et 15 de la puce. La borne 15 est en outre connectée à une borne de réglage 854 d'un potentiomètre 856. Une extrémité de la résistance 856 est connectée aux bornes 3 et 16 de la puce et à la source continue de + 5 volts. L'autre extrémité de la résistance 856 est connectée à un point de référence 822. Une borne 5 de la puce

842 est connectée à la sortie 816 et de là au relais 818.

Le circuit de relais 818 comprend un transistor NPN 858 dont la base est connectée par une résistance 860 à la sortie 816 du circuit de génération d'impulsions. La borne d'émetteur du transistor est connectée par une résistance 862 au point de référence 822. La borne de collecteur est connectée à une extrémité d'une bobine 864 (représentée schématiquement) d'un relais 866. L'autre borne de la bobine est connectée à la

source de + 5 volts continus.

Comme cela a été indiqué précédemment, la sortie de signal 812 de la porte NON ET 832 passe au niveau logique "1" quand la lumière détectée par la photodiode dépasse le niveau de seuil. La puce 842 produit une impulsion de tension positive sur sa borne 5 en réponse au passage au niveau logique "1" sur la borne 2 de la puce connectée à la sortie 812. Les valeurs choisies pour les condensateurs 844 et 846 et la valeur de prise intermédiaire de la résistance 850 déterminent la largeur de l'impulsion produite. La valeur du condensateur 852 et la valeur de prise intermédiaire de la résistance 856 déterminent un retard dans la production de l'impulsion. A partir des valeurs indiquées ci-dessous à titre d'exemple des condensateurs et des résistances, l'impulsion produite a une largeur de 20

millisecondes et un retard de moins de 10 microsecondes.

L'impulsion rend conducteur le transistor 858 et par suite la bobine du relais est alimentée. Un contact du relais, connecté pour valider le fonctionnement du laser quand il est fermé, s'ouvre quand la bobine est alimentée. L'ouverture du contact entraîine en conséquence que le laser est coupé, ceci étant le résultat désiré quand le niveau lumineux détecté par l'un ou l'autre des éléments photosensibles dépasse la valeur de seuil. On notera que, alors que le signal fourni par l'un ou l'autre élément photosensible, par suite de la détection d'un niveau lumineux dépassant le niveau de seuil, pourrait être fourni à l'ordinateur pour produire un signal d'arrêt d'urgence, ceci est intentionnellement évité. Ceci est lié au fait que l'un des modes de panne qui peut être détecté par l'un ou

l'autre des éléments photosensibles est un défaut de fonctionne-

ment de l'ordinateur. La production par l'ordinateur d'adresses de positions erronées pourrait entraîner des erreurs d'injection dans les fibres ou de position de miroir entraînant que le faisceau laser reste dans le boîtier de miroirs. Des exemples de composants que l'on peut choisir pour le circuit 800 sont les suivants: photodiode 820.............

...........Centronics OSI5L résistance 824.......................... 10. 000 ohms résistance 828.......................... 100.000 ohms résistance 836.......................... 510 ohms porte NON ET 830.....................DTD: ..... 74LS132 porte NON ET 832.......................... 74LS132 condensateur 844.......................... 1 pfd condensateur 846...........DTD: ............... 1 pfd résistance 850.......................... 50.000 ohms condensateur 852.......................... 1 pfd résistance 856........DTD: .................. 20.000 ohms transistor 858.......................... 2N2222 résistance 860.......................... 10.000 ohms résistance 862.......................... 10.000 ohms relais 866........................DTD: .. Aromat DR-5V En fonctionnement, le système 100 est connecté par des fibres optiques 104 à un ou plusieurs emplacements de poste de travail. L'ordinateur 136 est programmé pour fournir une séquence de paire d'adresses à 16 bits de position "x" et "y" des galvanomètres, chaque paire correspondant à des positions de..DTD: miroir agissant pour focaliser le faisceau laser, par l'intermé-

diaire de l'une des lentilles 112 sur l'extrémité d'une fibre optique particulière. Ainsi, la séquence de paires d'adresses de positions définit une séquence de fibres dans lesquelles des impulsions successives du laser doivent être injectées et, de là, à des postes de travail éloignés auxquels le faisceau doit être transmis. Par suite, le système 100 fonctionne dans un mode de commutation chaud dans lequel les miroirs 106 et 110 sont

repositionnés seulement entre les impulsions laser successives.

Le système 100 tel qu'il a été décrit ci-dessus est

en outre adapté, pendant son fonctionnement, à minimiser l'endom-

magement aux composants qu'il contient et les risques pour le personnel qu'il utilise. Les éléments photosensibles 404 et 408 et leurs circuits de commande respectifs sont adaptés à couper le laser dans le cas d'un défaut de fonctionnement ou d'une panne de composant qui pourrait autrement entraîner un

endommagement des composants ou un risque pour le personnel.

La production d'un signal de validation d'écriture synchronisé avec les impulsions laser et la programmation de l'ordinateur 136 assurent la coupure pratiquement immédiate du laser si la réorientation des miroirs n'est pas achevée, pour une raison quelconque, avant la fermeture de la fenêtre de validation d'écriture. L'ouverture 147 dans le boîtier de miroirs assure que toutes les trajectoires du faisceau laser réfléchi sont obligées de frapper le support de lentilles et sont détectées par au moins l'un des éléments photosensibles. Le commutateur de

position 412 assure que le laser ne peut être mis en fonction-

nement si l'enceinte 150 n'est pas convenablement positionnée pour fermer le système 100. Dans le cas d'une panne d'ordinateur

entraînant une perte des signaux d'adresse produits par celui-

ci, le laser est dirigé en sécurité dans le radiateur 406.

Alors que le système d'injection de faisceau selon la présente invention, tel qu'il a été décrit et représenté ci-dessus comprend deux miroirs pour amener le faisceau laser à effectuer un balayage le long des directions de coordonnées "x"

et "y", I'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation.

Au lieu de cela, l'invention peut être mise en oeuvre avec un miroir unique monté sur un axe de galvanomètre pour balayer le faisceau laser selon une direction de coordonnées unique pour effectuer une focalisation dans des extrémités de fibres toutes disposées sensiblement dans le même plan. Dans un tel système à miroir unique, les moyens de commande nécessiteraient des modifications pour commander un galvanomètre unique plutôt que deux galvanomètres. En outre, alors que le mode de réalisation représenté comprend une pluralité de lentilles de focalisation, l'invention peut être mise en oeuvre en utilisant une lentille unique avec une pluralité d'extrémités de fibres disposées près de son point focal. Alors que le mode de réalisation représenté de la présente invention est de préférence mis en oeuvre par le dispositif de balayage à galvanomètre modèle XY3035 fabriqué par la société General Scanning, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Au lieu de cela, l'invention peut être mise en oeuvre alors que chaque galvanomètre est prévu en tant qu'élément discret et avec un circuit de commande adapté à

commander séparément chacun des galvanomètres. De tels galvanomè-

tres discrets adaptés à la mise en oeuvre de la présente invention peuvent être choisis comme un dispositif de balayage modèle G350DT de la société General Scanning et un amplificateur d'excitation associé modèle CX660. Dans le circuit de commande

d'entraînement des galvanomètres discrets, chaque adresse numéri-

que produite par l'ordinateur serait appliquée, pendant la fenêtre de validation d'écriture, à un convertisseur numérique/ analogique alloué à l'un approprié des deux galvanomètres. Par amplification analogique des signaux et réaction de position des galvanomètres, un système d'erreur séparé pourrait être produit pour entraîner le miroir monté sur chaque glavanomètre vers la position désirée. En détectant l'amplitude de chaque signal d'erreur, l'ordinateur déterminerait si les deux miroirs sont réorientés avec succès vers les positions désirées pendant la fenêtre de validation d'écriture et, si ceci ne survient pas,

pour produire le signal d'arrêt d'urgence.

Alors que le mode de réalisation représenté de la présente invention comprend deux miroirs parmi lesquels le premier miroir dirige le faisceau laser sur le second miroir et les premier et second miroirs provoquent respectivement le balayage du faisceau laser selon les axes de coordonnées "x"

et "y", l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation.

Au lieu de cela, les miroirs peuvent être disposés de sorte que les premier et second miroirs positionnent respectivement le

faisceau laser selon les axes de coordonnées "y" et "x".

L'ordinateur dans le mode de réalisation représenté de la présente invention fournit des adresses à 16 bits de position de galvanomètre. L'invention peut être mise en oeuvre par un ordinateur qui produit des adresses de toute autre

dimension convenable.

Les éléments du mode de réalisation représenté de la présente invention, y compris les galvanomètres, les lentilles et les supports de fibres sont indiqués comme étant montés rigidement. On préfère ici que l'alignement et les positions de ces éléments soient déterminés avec précision à l'avance et les éléments montés rigidement sans marge de déplacement. Un tel montage précis facilite une fabrication

ultérieure du système d'injection de faisceau. Toutefois l'inven-

tion n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Au lieu de cela les divers éléments pourraient être montés de façon à permettre de petits réglages de leur position respective, par exemple

par utilisation de jeux et fixation rigide des éléments res-

pectifs après que l'alignement désiré a été réalisé.

On notera-en outre que la mise en oeuvre de la présente invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un revêtement de miroir qui assure un pouvoir réflecteur maximal pour un angle prescrit de 45 . L'angle prescrit de 45 provient du montage préféré de chaque miroir dans le mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, de sorte que la gamme de déplacement d'un miroir se fait autour d'un angle de faisceau nominal de 45 . Au lieu de cela, chaque miroir utilisé ici peut être monté de sorte que sa plage de déplacement se fasse autour d'un angle prescrit autre que 45 . Dans un tel cas, chaque miroir serait revêtu pour assurer un pouvoir réflecteur maximal

autour de son angle prescrit correspondant.

Alors que la présente invention telle que décrite ci-dessus permet de diriger chaque impulsion de faisceau laser successive dans une fibre optique différente, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation. Plusieurs impulsions successives peuvent être dirigées dans la même fibre avant que le faisceau ne soit redirigé vers une fibre différente. Ceci peut être réalisé simplement en progranmmant l'ordinateur pour produire de façon répétitive la même adresse de position un nombre souhaité de fois. L'orientation des impulsions successives dans une fibre unique est tout particulièrement avantageux quand l'opération, par exemple découpe ou perçage, réalisée au niveau d'un poste de travail à l'extrémité éloignée de la fibre

nécessite une quantité notable d'énergie laser.

Alors que la présente invention telle que décrite ci-dessus est de préférence mise en oeuvre en utilisant un laser

en impulsions, l'invention n'est pas limitée à cette réali-

sation. Au lieu de cela, en utilisant des techniques de hâchage mécanique connues dans la technique, un faisceau en provenance

d'un laser continu peut être converti en une succession d'impul-

sions ayant une fréquence prédéterminée, chaque impulsion ayant

une durée prédéterminée.

Alors qu'un mode de réalisation particulier a

été représenté et décrit ici, il sera clair que diverses modifica-

tions, variantes et substitutions partielles ou d'ensembles apparaîtront à l'homme de l'art sans sortir du domaine de l'invention.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Appareil pour injecter un faisceau laser en impulsions produit par un laser dans l'une d'une pluralité de fibres optiques comprenant: un objectif (112) pour focaliser le faisceau laser; des moyens (118) pour porter un groupe desdites fibres optiques, leurs extrémités étant positionnées près d'un point focal de l'objectif; des moyens (106, 110) pour réfléchir le faisceau laser; des moyens de positionnement pour orienter les moyens réfléchissants à des positions prédéterminées dont chacune agit pour réfléchir le faisceau laser à travers l'objectif sur l'une choisie différente des extrémités de fibres pour injection dans celle-ci; des moyens de commande pour commander les moyens de positionnement, caractérisé en ce que: les moyens de commande comprennent: des moyens pour produire un signal de validation

sensiblement synchronisé avec la cadence d'impul-

sions du faisceau laser, ce signal de validation comprenant des parties de fenêtres périodiques dont chacune correspond au fait que le faisceau laser est dans un état de coupure entre les impulsions; et des moyens de traitement, agissant en réponse au signal de validation pour produire un signal

d'adresse sensiblement immédiatement après le com-

mencement de l'une des parties de fenêtre en cours, ces moyens de traitement étant adaptés à produire une succession de signaux d'adresse correspondant aux positions prédéterminées, chaque signal d'adresse agissant pour amener les moyens de positionnement à orienter les moyens de réflexion vers la position

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prédéterminée correspondante;

les moyens de positionnement fournissent une indica-

tion aux moyens de traitement sur le caractère convenable de

l'orientation des moyens de réflexion à la position prédé-

terminée; et les moyens de traitement sont adaptés à produire un signal de coupure du laser si les moyens de réflexion ne sont pas orientés convenablement à la position prédéterminée à la fin de

la partie de fenêtre en cours du signal de validation.

2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel les signaux d'adresse sont sous forme numérique, caractérisé en ce que: les moyens réfléchissants comprennent un premier et un second miroir pour faire balayer respectivement le faisceau laser selon une première et une seconde direction d'axes de coordonnée; les moyens de positionnement comprennent un premier et un second galvanomètre ayant chacun un axe mobile sur lesquels les premier et second miroirs sont respectivement supportés; les moyens de traitement sont adaptés à produire un premier et un second des signaux d'adresse pour application respective aux premier et second galvanomètres pendant la partie de fenêtre en cours du signal de validation; et les moyens de commande comprennent en outre des moyens pour convertir les premier et second signaux d'adresse à partir de leur forme numérique en une forme analogique propre à

une application aux premier et second galvanomètres, respec-

tivement.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent un ordinateur

- numérique pour produire les signaux d'adresse.

4. Appareil selon la revendication 1,. caractérisé en ce qu'il comprend en outre: des moyens pour détecter un défaut de fonctionnement des moyens réfléchissants et pour fournir une indication du défaut de fonctionnement des moyens réfléchissants; et

des moyens de circuit agissant en réponse à l'indi-

cation du défaut de fonctionnement des moyens réfléchissants pour couper le laser.

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une première enceinte (138) pour contenir les moyens réfléchissants, la première enceinte étant adaptée à recevoir seulement une partie incidente du faisceau laser et à permettre la sortie d'une partie réfléchie du faisceau laser; une seconde enceinte (150) sensiblement étanche à la lumière pour contenir l'objectif et son moyen de support ainsi que la première enceinte de sorte que la lumière ambiante est sensiblement exclue de l'intérieur de la seconde enceinte; et les moyens de détection de défaut de fonctionnement comprenant un élément photosensible (404) disposé pour fournir une indication d'une augmentation du niveau lumineux dans la première enceinte au-dessus d'un niveau lumineux de seuil, le niveau lumineux de seuil correspondant au fait que les moyens réfléchissant réfléchissent correctement le faisceau laser sur l'extrémité de fibre choisie, l'augmentation du niveau lumineux dans la première enceinte au-dessus du niveau de seuil indiquant

le défaut de fonctionnement du moyen réfléchissant.

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en

ce que l'élément photosensible (404) est une photodiode.

7. Appareil selon la revendication 1, comprenant en outre des moyens (408) pour détecter un défaut d'injection dans une fibre le moyen de détection de défaut d'injection étant adapté à fournir une indication de l'injection en défaut; et un moyen de circuit de défaut d'injection agissant en réponse à l'indication du défaut d'injection pour couper le laser.

8. Appareil selon la revendication 7, comprenant en outre une paroi arrière disposée au-delà du moyen support selon la trajectoire d'une partie réfléchie du faisceau laser; une enceinte sensiblement étanche à la lumière (150) pour contenir les moyens réfléchissants et l'objectif ainsi que les moyens supports de sorte que la lumière ambiante est sensiblement exclue de l'intérieur de l'enceinte, cette enceinte étant adaptée à permettre l'introduction d'une partie incidente du faisceau laser; et les moyens de détection de défaut d'injection comprenant un élément photosensible (408) monté dans l'enceinte et adapté à indiquer une augmentation du niveau lumineux près de la paroi arrière au-dessus d'un niveau de seuil lumineux correspondant à l'injection correcte du faisceau laser dans chaque extrémité de fibre, l'augmentation détectée du niveau lumineux dans la paroi arrière au-dessus du niveau de seuil

indiquant le défaut d'injection.

9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (442) pour détecter si l'enceinte est déplacée, les moyens de détection d'enceinte déplacée étant adaptés à fournir une indication du déplacement de l'enceinte; et des moyens de circuit d'enceinte déplacée agissant en réponse à l'indication de l'enceinte déplacée pour couper le laser.

10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (406) pour dissiper l'énergie d'un faisceau laser incident; et lesdits moyens de positionnement étant adaptés à orienter les moyens réfléchissants vers une position de repos en l'absence de signal d'adresse, les moyens réfléchissants à la position de repos réfléchissant le faisceau laser dans les

moyens de dissipation de faisceau (406).

11. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une enceinte (138) pour inclure les moyens réfléchissants, cette enceinte comprenant une première ouverture (146) adaptée à admettre seulement une partie incidente du faisceau laser et une seconde ouverture (147) adaptée à permettre la sortie d'une partie réfléchie du faisceau laser; et la seconde ouverture ayant une configuration propre à limiter l'angle maximal de la trajectoire le long de laquelle la partie réfléchie du faisceau laser peut sortir de ladite enceinte.

12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support de lentilles (114) dans lequel sont montées lesdites lentilles (112); et en ce que le support de lentilles présente une surface agissant pour couper toutes les trajectoires le long desquelles le faisceau laser peut

sortir de la seconde ouverture.

13. Appareil pour injecter un faisceau laser en impulsions fourni par un laser de puissance en impulsions dans l'une d'une pluralité de fibres optiques, caractérisé en ce qu'il comprend: une première lentille; une seconde lentille; une troisième lentille; une quatrième lentille; des premiers moyens support pour supporter au moins une des fibres optiques avec son extrémité disposée près d'un point focal de la première lentille; des seconds moyens support pour supporter au moins une des fibres optiques avec son extrémité disposée près d'un point focal de la seconde lentille; des troisièmes moyens support pour supporter au moins une des fibres optiques avec son extrémité disposée près d'un point focal de la troisième lentille; des quatrièmes moyens support pour supporter au moins l'une des fibres optiques avec son extrémité disposée près d'un point focal de la quatrième lentille; un premier miroir pour faire balayer le faisceau laser selon un premier de deux axes de coordonnées; un second miroir pour faire balayer le faisceau laser selon un second des deux axes de coordonnées; le premier miroir étant positionné pour diriger le faisceau laser sur le second miroir; un premier galvanomètre ayant un axe sur lequel le premier miroir est soutenu; un second galvanomètre ayant un axe sur lequel le second miroir est soutenu; les premier et second galvanomètres étant adaptés à orienter respectivement les premier et second miroirs selon des paires de positions prédéterminées, chaque paire de positions prédéterminées agissant pour diriger le faisceau laser à travers l'une choisie des lentilles pour focaliser sélectivement le

faisceau laser séparément sur chaque extrémité de fibre posi-

tionnée près du point focal de la lentille; des moyens de commande pour commander les premier et second galvanomètres, ces moyens de commande comprenant: des moyens pour produire un signal de validation

sensiblement synchronisé avec la fréquence d'impul-

sion du faisceau laser, ce signal de validation comprenant des parties de fenêtres périodiques dont chacune correspond au fait que le faisceau laser est dans un état de coupure entre impulsions; et des moyens de traitement agissant en réponse au signal de validation, pour produire des paires de signaux d'adresse, respectivement représentatifs des paires de positions prédéterminées, ces moyens de traitement produisant l'une des paires de signaux d'adresse pratiquement immédiatement à la suite du début de l'une en cours des parties de fenêtre; les premier et second galvanomètres agissant en réponse à chacune de la paire de signaux d'adresse pour orienter les premier et second miroirs vers la paire de positions prédéterminées représentée par celle-ci; les moyens de traitement étant adaptés à déterminer

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si les premier et second galvanomètres ont orienté de façon satisfaisante les premier et second miroirs vers la paire de positions prédéterminées avant la fin de la partie de fenêtre en cours; et les moyens de traitement étant en outre adaptés à produire un signal de coupure de laser quand les premier et second miroirs ne sont pas orientés vers la paire de positions prédéterminées à la suite de la fin de la partie de fenêtre en cours.

14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de traitement comprennent un ordinateur

numérique pour produire les signaux d'adresse.

15. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une première enceinte (138)pour contenir les premier et second miroirs (106, 110), la première enceinte étant adaptée à admettre seulement une partie incidente du faisceau laser et à permettre la sortie d'une partie réfléchie du faisceau laser; une seconde enceinte (150) sensiblement étanche pour contenir les première, seconde, troisième et quatrième lentilles (112) et les moyens support (114) ainsi que la première enceinte (138) de sorte que la lumière ambiante soit sensiblement exclue de l'intérieur de la seconde enceinte; un élément photosensible (404) positionné pour fournir une indication d'une augmentation du niveau lumineux dans la première enceinte au-dessus d'un niveau de seuil lumineux, le niveau de seuil correspondant au fait que les premier et second miroirs réfléchissent correctement le faisceau laser sur l'extrémité de fibre choisie, l'augmentation de niveau lumineux dans la première enceinte au-dessus du niveau de seuil étant indicative d'une réflexion incorrecte; et des moyens de circuit agissant en réponse au fait que le niveau lumineux indiqué de l'enceinte augmente au-dessus du

niveau de seuil pour couper le laser.

16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé

en ce que l'élément photosensible (404) est une photodiode.

17. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une paroi arri4re (148) disposée au-delà des moyens support selon une trajectoire d'une partie réfléchie du faisceau laser; une enceinte (150) pratiquement étanche à la lumière pour contenir les premier et second miroirs (106, 110) et les première, seconde, troisième et quatrième lentilles (112) ainsi que les moyens support, de sorte que la lumière ambiante est pratiquement exclue dans l'intérieur de l'enceinte, cette enceinte étant adaptée à permettre l'introduction d'une partie incidente du faisceau laser; un élément photosensible (408) monté dans l'enceinte et adapté à indiquer une augmentation du niveau lumineux près de la paroi arrière au-dessus d'un niveau lumineux de seuil, ce niveau de seuil correspondant à l'injection correcte du faisceau laser dans chaque extr-mité de fibre, l'augmentation détectée du niveau lumineux de paroi arrière au-dessus du niveau de seuil étant indicative d'un défaut d'injection dans une fibre; et des moyens de circuit de défaut d'injection agissant en réponse à l'augmentation indiquée du niveau lumineux de paroi

arrière au-dessus du niveau de seuil pour couper le laser.

18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (442) pour détecter si l'enceinte (150) est déplacée, ces moyens de détection de déplacement d'enceinte étant adaptés à fournir une indication du déplacement de l'enceinte ô et des moyens de circuit de déplacement d'enceinte agissant en réponse à l'indication de déplacement d'enceinte

pour couper le laser.

19. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (406) pour dissiper l'énergie d'un faisceau laser incident; et en ce que les premier et second glavanomètres sont adaptés à orienter respectivement les premier et second miroirs vers une position de repos en l'absence des signaux d'adresse, les premier et second miroirs dans la position de repos réfléchissant le faisceau dans les moyens de dissipation de faisceau.

20. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: une enceinte (138) pour contenir les premier et second miroirs (106, 110), cette enceinte comprenant une première ouverture (146) propre à admettre seulement une partie incidente du faisceau laser (102) et une seconde ouverture (147) propre à permettre la sortie d'une partie réfléchie du faisceau laser et la seconde ouverture ayant une configuration propre à délimiter un angle maximal de la trajectoire le long de laquelle

la partie réfléchie du faisceau laser peut sortir.3e l'enceinte.

21. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support de lentille (114) dans lequel les lentilles (112) sont montées, et en ce que le support de lentille comprend une zone de surface agissant pour couper toutes les trajectoires le long desquelles le faisceau laser

peut sortir de la seconde ouverture.