FR2662515A1 - Optical device enabling a collimated light beam to be given a translational movement - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif optique permettant d'imprimer à un faisceau lumineux
collimaté un mouvement de translation
La présente invention se rapporte à un dispositif optique permettant d'imprimer à un faisceau lumineux collimaté un mouvement de translation parallèlement à lui-même, comprenant au moins une paire de faces réfléchissantes solidaires l'une de l'autre et mobiles en rotation autour d'un axe parallèle aux plans de ces faces, sur lesquelles le faisceau se réfléchit successivement, ainsi que des faces réfléchissantes fixes qui infligent au faisceau un nombre pair de réflexions intermédiaires, de sorte que la rotation que subit le faisceau lors de sa réflexion sur une première face d'une paire de faces réfléchissantes mobiles se trouve compensée après sa réflexion sur la deuxième face de ladite paire.Optical device for printing to a light beam
collimated a translational movement
The present invention relates to an optical device making it possible to impart a translational movement to a collimated light beam parallel to itself, comprising at least one pair of reflective faces integral with one another and movable in rotation around an axis parallel to the planes of these faces, on which the beam is reflected successively, as well as fixed reflecting faces which inflict on the beam an even number of intermediate reflections, so that the rotation which the beam undergoes during its reflection on a first face of a pair of movable reflecting faces is compensated after its reflection on the second face of said pair.
Des dispositifs optiques de ce genre sont connus, qui sont destinés à conférer à un faisceau lumineux collimaté ou non un mouvement de balayage soit par déviation angulaire, soit par translation. De tels dispositifs, utilisés par exemple dans certaines caméras, comportent un miroir rotatif à faces réfléchissantes multiples. Lors de la rotation du miroir, ces faces sont alternativement actives et inactives, se succèdant pour recevoir le faisceau incident qui tombe ainsi sur une face réfléchissante constamment renouvelée. Optical devices of this kind are known, which are intended to give a collimated or non-collimated light beam a scanning movement either by angular deflection or by translation. Such devices, used for example in certain cameras, include a rotating mirror with multiple reflecting faces. During the rotation of the mirror, these faces are alternately active and inactive, succeeding each other to receive the incident beam which thus falls on a constantly renewed reflecting face.
Du fait de l'utilisation des multiples faces du miroir l'une après l'autre, on ne peut obtenir des mouvements de balayage successifs rigoureusement identiques qu'au prix d'un usinage mécanique et optique extrêmement précis du miroir, donc très coûteux. Toutes les faces d'un tel miroir doivent en effet présenter un angle rigoureusement constant par rapport à l'axe de rotation et l'une par rapport à l'autre, ce qui est difficilement réalisable et économiquement très onéreux. Due to the use of the multiple faces of the mirror one after the other, it is possible to obtain strictly identical successive scanning movements only at the cost of extremely precise mechanical and optical machining of the mirror, therefore very costly. All the faces of such a mirror must in fact have a strictly constant angle with respect to the axis of rotation and one with respect to the other, which is difficult to achieve and economically very expensive.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif qui permette, à peu de frais, de faire subir à un faisceau collimaté des mouvements de translation transversale rapides et de haute précision, de manière stable et parfaitement reproductible. The object of the present invention is to propose a device which makes it possible, at low cost, to subject a collimated beam to rapid and high-precision transverse translation movements, in a stable and perfectly reproducible manner.
A cet effet, dans un dispositif selon l'invention, l'ensemble des faces réfléchissantes fixes et mobiles est agencé, et l'angle de rotation des faces réfléchissantes mobiles est limité, de façon que, pendant le fonctionnement du dispositif, le faisceau rencontre toujours les mêmes faces réfléchissantes, dans le même ordre. To this end, in a device according to the invention, the set of fixed and movable reflecting faces is arranged, and the angle of rotation of the movable reflecting faces is limited, so that, during the operation of the device, the beam meets always the same reflecting faces, in the same order.
I1 a été démontré que, dans un dispositif ainsi conçu, les erreurs angulaires dues aux imperfections géométriques de positionnement des faces réfléchissantes d'une paire mobile et de l'axe de rotation correspondant ont une influence nulle, ou tout au plus du second ordre, sur la qualité des déplacements de translation du faisceau émergent et sur le respect de sa direction. I1 has been shown that, in a device thus conceived, the angular errors due to the geometric imperfections of positioning of the reflecting faces of a movable pair and of the corresponding axis of rotation have a zero influence, or at most of the second order, on the quality of the translational movements of the emerging beam and on the respect of its direction.
Par contre, dans les dispositifs de l'art antérieur, comportant un miroir à multiples faces défilant devant le faisceau incident, l'influence de certaines erreurs angulaires sur la qualité du déplacement du faisceau est du premier ordre. Le nouveau dispositif procure ainsi un gain de qualité. On a établi en outre que, dans celui-ci, les tolérances d'alignement et de centrage de l'axe de rotation par rapport aux faces réfléchissantes mobiles correspondantes n'étaient pas critiques. Cela permet de simplifier les usinages optiques et mécaniques de ses éléments et de faciliter leur montage, donc de diminuer notablement les coûts.On the other hand, in the devices of the prior art, comprising a mirror with multiple faces parading in front of the incident beam, the influence of certain angular errors on the quality of the displacement of the beam is of the first order. The new device thus provides a gain in quality. It has also been established that, in the latter, the alignment and centering tolerances of the axis of rotation with respect to the corresponding movable reflecting faces were not critical. This makes it possible to simplify the optical and mechanical machining of its elements and to facilitate their mounting, therefore significantly reducing costs.
Les faces réfléchissantes mobiles d'une même paire peuvent faire entre elles un angle quelconque nul ou éventuellement non nul. Un angle nul signifie que les faces sont parallèles entre elles, éventuellement confondues l'une avec l'autre en une même face réfléchissante que le faisceau rencontre deux fois. The movable reflecting faces of the same pair can make any angle between them zero or possibly non-zero. A zero angle means that the faces are parallel to each other, possibly merging with one another in the same reflecting face that the beam meets twice.
De préférence, le mouvement de rotation des faces réfléchissantes mobiles d'une paire est commandé par un dispositif de positionnement piloté et adressable, de préférence électroniquement. Le pilotage de la translation infligée au faisceau permet de réaliser un balayage avec des vitesses et des amplitudes choisies; la possibilité d'adressage autorise n'importe quel déplacement déterminé du faisceau à l'aide du dispositif, en particulier lorsqu'il est utilisé comme dispositif de centrage. Preferably, the rotational movement of the movable reflecting faces of a pair is controlled by a controlled and addressable positioning device, preferably electronically. The control of the translation inflicted on the beam makes it possible to carry out a scanning with selected speeds and amplitudes; the possibility of addressing allows any determined movement of the beam using the device, in particular when it is used as a centering device.
Un dispositif selon l'invention peut ne comprendre qu'une paire de faces réfléchissantes mobiles, dont la rotation autour de son axe permet d'imprimer au faisceau un mouvement de translation dans un plan perpendiculaire audit axe. A device according to the invention may comprise only a pair of movable reflecting faces, the rotation of which around its axis makes it possible to impart to the beam a translational movement in a plane perpendicular to said axis.
On peut aussi prévoir deux paires de faces réfléchissantes mobiles, dont la rotation autour de leurs axes respectifs permet d'imprimer au faisceau des mouvements de translation dans deux plans respectivement perpendiculaires auxdits axes, suivant deux directions transversales croisées. It is also possible to provide two pairs of movable reflecting faces, the rotation of which around their respective axes makes it possible to impart translational movements to the beam in two planes respectively perpendicular to said axes, in two crossed transverse directions.
En pratique, suivant les besoins, les faces réfléchissantes fixes peuvent être agencées de façon que le parcours du faisceau à l'intérieur du disposition s'effectue soit dans le plan d'incidence du faisceau à l'entrée du dispositif, soit sensiblement dans un plan transversal par rapport à la direction de propagation du faisceau à l'entrée du dispositif. In practice, as required, the fixed reflecting faces can be arranged so that the path of the beam inside the arrangement is carried out either in the plane of incidence of the beam at the entrance of the device, or substantially in a plane transverse to the direction of propagation of the beam at the input of the device.
Les mouvements de rotation des faces réfléchissantes mobiles s'accompagnent de variations de la longueur du chemin optique que doit parcourir le faisceau à l'intérieur du dispositif. The rotational movements of the movable reflecting faces are accompanied by variations in the length of the optical path which the beam must travel inside the device.
Il en résulte que le faisceau émergent subit non seulement une translation latérale, mais aussi une translation axiale. Cette dernière se traduit, lorsque le faisceau mis en oeuvre est un faisceau laser continu, par un déphasage dont la valeur, comme celle de la translation latérale, est entièrement déterminée par l'angle de rotation des faces réfléchissantes mobiles.As a result, the emerging beam undergoes not only lateral translation, but also axial translation. When the beam used is a continuous laser beam, the latter results in a phase shift, the value of which, like that of the lateral translation, is entirely determined by the angle of rotation of the movable reflecting faces.
Ces propriétés offrent la possibilité d'utiliser, sur des faisceaux continus, le dispositif décrit comme
- système d'analyse, par balayage, d'intensité de faisceau en l'associant à un simple détecteur de signal,
- système d'analyse de front d'onde en le couplant à un détecteur écartométrique, ou
- système d'analyse de phase en le couplant à un interféromètre.These properties offer the possibility of using, on continuous beams, the device described as
- analysis system, by scanning, of beam intensity by associating it with a simple signal detector,
- wavefront analysis system by coupling it to a deviation detector, or
- phase analysis system by coupling it to an interferometer.
Ainsi, en lui associant un détecteur optique approprié, le dispositif permet d'effectuer l'analyse spatiale, portant sur la répartition de l'énergie, ou temporelle, portant sur la répartition de la phase, d'un faisceau laser à émission continue. Thus, by associating with it an appropriate optical detector, the device makes it possible to carry out the spatial analysis, relating to the distribution of energy, or temporal, relating to the distribution of the phase, of a laser beam with continuous emission.
Le dispositif, du fait qu'il permet d'introduire un déphasage contrôlé, peut encore être utilisé pour adapter, modifier ou compenser une longueur optique (longueur d'une cavité laser par exemple). I1 peut être associé à un montage d'optique cohérente pour en faire varier les caractéristiques et permettre de ce fait une utilisation différente (par défilement de modes d'un interféromètre ou d'une cavité, par déplacement de franges, etc). The device, because it makes it possible to introduce a controlled phase shift, can also be used to adapt, modify or compensate for an optical length (length of a laser cavity for example). I1 can be associated with a coherent optical assembly to vary the characteristics and thereby allow different use (by scrolling modes of an interferometer or a cavity, by displacement of fringes, etc.).
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'exemples de réalisation non limitatifs. Other features and advantages of the invention will emerge from the description which follows, with reference to the appended drawings, of nonlimiting exemplary embodiments.
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un dispositif selon l'invention dans une première version et une deuxième version permettant d'obtenir une translation dans une direction transversale. Figures 1 and 2 schematically represent a device according to the invention in a first version and a second version for obtaining a translation in a transverse direction.
Les figures 3 et 4 représentent l'objet de la figure 2 vu suivant les flèches III et IV. Figures 3 and 4 show the object of Figure 2 seen along arrows III and IV.
La figure 5 représente schématiquement une troisième version du dispositif, permettant d'obtenir une translation dans deux directions transversales croisées. FIG. 5 schematically represents a third version of the device, making it possible to obtain a translation in two crossed transverse directions.
Les figures 6 et 7 représentent schématiquement une quatrième et une cinquième version du dispositif, permettant d'obtenir une translation dans une direction transversale avec un miroir mobile à une seule face réfléchissante. Figures 6 and 7 schematically show a fourth and a fifth version of the device, allowing to obtain a translation in a transverse direction with a movable mirror with a single reflecting face.
Dans le dispositif optique représenté à la figure 1, les rayons lumineux se propagent dans un plan P unique qui est le plan du dessin. Ce dispositif comprend un miroir M à deux faces planes réfléchissantes M1, M4 parallèles, mobile en rotation autour d'un axe X parallèle à ses faces M1, M4 et perpendiculaire au plan P. I1 comprend en outre deux miroirs plans fixes M2, M3 dont les faces réfléchissantes respectives sont perpendiculaires au plan P.Ces miroirs sont disposés de façon qu'un rayon incident E, frappant la face M1 du miroir M sous un angle d'incidence 8 voisin de 450, soit réfléchi suivant un rayon 1, lequel est réfléchi par le miroir
M2 suivant un rayon 2, lui-même réfléchi par le miroir M3 suivant un rayon 3 qui frappe la seconde face M4 du miroir M et est réfléchi par celle-ci suivant un rayon de sortie S perpendiculaire (dans le présent exemple) au rayon incident E.In the optical device represented in FIG. 1, the light rays propagate in a single plane P which is the plane of the drawing. This device comprises a mirror M with two plane reflecting faces M1, M4 parallel, movable in rotation about an axis X parallel to its faces M1, M4 and perpendicular to the plane P. I1 also comprises two fixed plane mirrors M2, M3 of which the respective reflecting faces are perpendicular to the plane P. These mirrors are arranged so that an incident ray E, striking the face M1 of the mirror M at an angle of incidence 8 close to 450, is reflected along a ray 1, which is reflected by the mirror
M2 along a radius 2, itself reflected by the mirror M3 along a radius 3 which strikes the second face M4 of the mirror M and is reflected by the latter along an exit radius S perpendicular (in the present example) to the incident ray E.
Si l'on fait tourner, à l'aide d'un dispositif d'entraînement adressable auquel il est couplé, le miroir M d'un petit angle suivant un rayon Id, qui se poursuit par réflexions successives en des rayons 2d, 3d et Sd. Du fait qu'il y a un nombre pair (deux en l'occurrence) de réflexions entre la première et la deuxième réflexion sur le miroir M, cette dernière compense totalement la rotation d'angle 2 résultant de la première réflexion sur la face M1 du miroir M, de sorte que le nouveau rayon de sortie Sd est parallèle au rayon de sortie initial S. Ainsi, en faisant tourner le miroir M, on obtient, à partir d'un rayon incident E fixe, un rayon émergent S qui se déplace parallèlement à lui-même en un mouvement de translation T dans le plan P. If we rotate, using an addressable drive device to which it is coupled, the mirror M by a small angle along a radius Id, which is continued by successive reflections in rays 2d, 3d and Nd. Because there is an even number (two in this case) of reflections between the first and the second reflection on the mirror M, the latter completely compensates for the rotation of angle 2 resulting from the first reflection on the face M1 of the mirror M, so that the new exit radius Sd is parallel to the initial exit radius S. Thus, by rotating the mirror M, we obtain, from a fixed incident ray E, an emerging ray S which is moves parallel to itself in a translational movement T in the plane P.
Lorsque l'angle est petit, le décalage latéral du rayon de sortie Sd par rapport au rayon S est voisin de 2c < .JK, J étant l'image dans les miroirs M2 et M3 du point d'incidence I du rayon E sur la face M1 du miroir M et K le point de réflexion sur la face M4 de celui-ci d'où provient le rayon S. When the angle is small, the lateral offset of the exit radius Sd relative to the radius S is close to 2c <.JK, J being the image in the mirrors M2 and M3 of the point of incidence I of the radius E on the side M1 of the mirror M and K the point of reflection on the side M4 of the latter from which the ray S.
En outre, le chemin optique, compté jusqu'à une surface d'onde, perpendiculaire au rayon émergent, subit une variation à laquelle correspond un "déplacement axial" du rayon et dont l'expression possède un terme du premier ordre de 2 i.e.sin 30; ce terme peut, si nécessaire, être rendu aussi faible qu'on le désire par le choix de 80. La variation de chemin optique est dans tous les cas totalement déterminée par les paramètres du dispositif et n'est pas directement liée à la translation transversale. Elle peut donc être utilisée pour introduire une variation de phase controlée. Cette propriété peut trouver application dans certains montages d'optique cohérente pour en faire varier les caractéristiques. In addition, the optical path, counted up to a wave surface, perpendicular to the emerging ray, undergoes a variation to which corresponds an "axial displacement" of the ray and whose expression has a term of the first order of 2 iesin 30; this term can, if necessary, be made as low as desired by the choice of 80. The variation of optical path is in all cases totally determined by the parameters of the device and is not directly linked to the transverse translation . It can therefore be used to introduce a controlled phase variation. This property may find application in certain coherent optical arrangements to vary its characteristics.
La position de chacun des deux miroirs MI, M2 est réglable au moyen de dispositifs du type trait-point-plan, qui permettent de régler la direction et la position du rayon émergent S. The position of each of the two mirrors MI, M2 can be adjusted by means of the line-point-plane type, which make it possible to adjust the direction and the position of the emerging ray S.
Le dispositif optique représenté à la figure 2 permet d'obtenir également un rayon de sortie S se déplaçant parallèlement à lui-même par rotation autour d'un axe X d'un miroir M à deux faces réfléchissantes M1, M6 parallèles; toutefois, ce rayon de sortie est parallèle, et non plus perpendiculaire, au rayon incident E. Ce dernier, rencontrant la première face M1 du miroir
M sous une incidence moyenne de 450, s'y réfléchit suivant un rayon 11 qui donne naissance, par des réflexions successives sur quatre miroirs M2, M3, M4, M5, dont les faces réfléchissantes planes sont sensiblement parallèles à la direction du rayon E, à des rayons 12, 13, 14, 15, ce dernier, de même direction que le rayon 11, venant frapper la seconde face M6 du miroir M en un point K voisin du point d'incidence I du rayon E.Etant donné qu'il y a un nombre pair (quatre ici) de réflexions entre les passages du rayon lumineux aux points I et K, le rayon 15 se réfléchit en un rayon de sortie S qui reste parallèle à lui-même (et au rayon incident E) lorsque le miroir M pivote autour de son axe X, animé d'un mouvement de translation T dans un plan perpendiculaire à l'axe X.The optical device represented in FIG. 2 also makes it possible to obtain an exit radius S moving parallel to itself by rotation about an axis X of a mirror M with two reflecting faces M1, M6 parallel; however, this exit ray is parallel, and no longer perpendicular, to the incident ray E. The latter, meeting the first face M1 of the mirror
M at an average incidence of 450, is reflected therein along a radius 11 which gives rise, by successive reflections on four mirrors M2, M3, M4, M5, the flat reflecting faces of which are substantially parallel to the direction of the radius E, to rays 12, 13, 14, 15, the latter, in the same direction as ray 11, coming to strike the second face M6 of the mirror M at a point K close to the point of incidence I of the ray E. Given that there is an even number (four here) of reflections between the passages of the light ray at points I and K, the ray 15 is reflected in an exit ray S which remains parallel to itself (and to the incident ray E) when the mirror M pivots around its axis X, animated by a translational movement T in a plane perpendicular to the axis X.
Si l'on désire que, le miroir M étant dans sa position moyenne, le rayon S se trouve dans le prolongement du rayon E malgré l'épaisseur du miroir M, on peut, comme montré à la figure 3, donner une légère obliquité en sens opposés aux paires de miroirs M2, M3 et M4, M5, leurs intersections respectives 23, 45 cessant d'être parallèles à la direction commune des rayons E et S. If it is desired that, with the mirror M in its average position, the radius S is in the extension of the radius E despite the thickness of the mirror M, it is possible, as shown in FIG. 3, to give a slight obliquity in opposite directions to the pairs of mirrors M2, M3 and M4, M5, their respective intersections 23, 45 ceasing to be parallel to the common direction of the rays E and S.
On voit également sur la figure 2 que, grâce au choix d'un angle d'incidence moyen 8 égal à 450, les rayons intermédiaires 11 à 15 se propagent transversalement suivant des directions sensiblement perpendiculaires à la direction des rayons
E et S, de sorte que l'ensemble du dispositif optique occupe une faible longueur dans cette direction et peut être contenu dans un boîtier d'encombrement réduit. Cette propriété présente un intérêt particulier lorsque on utilise deux dispositifs optiques croisés juxtaposés l'un derrière l'autre pour obtenir un mouvement de balayage bidimensionnel du rayon émergent selon deux directions perpendiculaires. It can also be seen in FIG. 2 that, thanks to the choice of an average angle of incidence 8 equal to 450, the intermediate rays 11 to 15 propagate transversely in directions substantially perpendicular to the direction of the rays
E and S, so that the entire optical device occupies a short length in this direction and can be contained in a compact housing. This property is of particular interest when using two crossed optical devices juxtaposed one behind the other to obtain a two-dimensional scanning movement of the emerging ray in two perpendicular directions.
Dans ce dispositif, deux miroirs fixes au moins sont réglables. Il est préférable, pour simplifier le réglage itératif de la position du rayon émergent S moyen, de rendre réglable les miroirs M2 et M5 qui sont respectivement le plus éloigné et le plus proche de la face de sortie M6 du miroir mobile M. In this device, at least two fixed mirrors are adjustable. It is preferable, to simplify the iterative adjustment of the position of the emerging medium ray S, to make adjustable the mirrors M2 and M5 which are respectively the farthest and the closest to the exit face M6 of the movable mirror M.
La figure 4 illustre l'application du dispositif de la figure 3 à un faisceau collimaté FE tel qu'un faisceau laser. A ce faisceau incident correspond un faisceau émergent FS colinéaire lorsque le miroir M est en position moyenne, ou à un faisceau FSd décalé latéralement si l'on fait tourner le miroir M d'un petit angle . Oc
Typiquement, dans cet exemple, pour un faisceau de diamètre utile D, on choisit une amplitude de translation T totale et une distance de garde des bords du miroir M toutes deux égales à
D, comme représenté. Dans ces conditions, on parvient à un dispositif optique dont l'encombrement total a une épaisseur égale à 4D, une largeur égale à 12D et une hauteur égale à 8D, le diamètre D pouvant être de 10 mm.Dans un dispositif ainsi dimensionné, la longueur totale du parcours du faisceau entre la première façe M1 et la seconde face M6 du miroir M est de l'ordre de 25D. L'amplitude totale de la translation T, égale à D, est donc obtenue par une déflexion du faisceau, après réflexion sur la première face MI du miroir M, égale à D/25D = 1/25 radian, ce qui est réalisé par rotation du miroir M d'un angle de 1/50 radian, soit voisin de 10.Figure 4 illustrates the application of the device of Figure 3 to a collimated beam FE such as a laser beam. To this incident beam corresponds an emerging collinear beam FS when the mirror M is in the middle position, or to a beam FSd offset laterally if the mirror M is rotated by a small angle. Oc
Typically, in this example, for a beam of useful diameter D, a total translation amplitude T and a guard distance of the edges of the mirror M are both chosen.
D, as shown. Under these conditions, an optical device is reached, the total size of which has a thickness equal to 4D, a width equal to 12D and a height equal to 8D, the diameter D possibly being 10 mm. In a device thus dimensioned, the total length of the beam path between the first face M1 and the second face M6 of the mirror M is of the order of 25D. The total amplitude of the translation T, equal to D, is therefore obtained by a deflection of the beam, after reflection on the first face MI of the mirror M, equal to D / 25D = 1/25 radian, which is achieved by rotation of the mirror M with an angle of 1/50 radian, i.e. close to 10.
On peut obtenir un mouvement de translation bidimensionnel non seulement en juxtaposant en cascade deux dispositifs tels que décrits précédemment, disposés suivant des orientations croisées, mais encore à l'aide d'un dispositif combiné fournissant directement deux directions de translation croisée T,
T' (figure 5).Two-dimensional translational movement can be obtained not only by juxtaposing in cascade two devices as described above, arranged in crossed directions, but also using a combined device directly providing two directions of crossed translation T,
T '(Figure 5).
Ce dispositif comprend un miroir à double face M semblable à celui de la figure 2 qui peut pivoter d'un petit angle autour d'un axe X parallèle aux plans de ses faces M1, M6 et dont la première face M1 réfléchit un rayon incident E en un rayon 21. Ce rayon constitue le rayon incident d'un dispositif semblable à celui de la figure 1, qui comprend un miroir mobile M', pouvant pivoter d'un petit angle Oc' autour d'un axe X' parallèle au rayon E, et deux miroirs fixes M'2, M'3, l'ensemble fournissant, à partir du rayon 21 réfléchi suivant des rayons intermédiaires 22, 23, 24, un rayon 25 perpendiculaire aux rayons E et 21, qui peut se déplacer en un mouvement de translation t' parallèlement à lui-même dans un plan perpendiculaire à l'axe X'.Le rayon 25 rencontre alors un miroir M34 qui le réfléchit suivant un rayon 26, lui-même réfléchi par un miroir M5 suivant un rayon 27 dirigé vers la seconde face M6 du miroir M, parallèlement au rayon 21, de la même manière que, dans le dispositif de la figure 2, les rayons 15 et 11 se propagent parallèlement entre eux de part et d'autre du miroir
M. Comme dans le cas de la figure 2, il y a un nombre pair de réflexions, savoir ici six réflexions, entre les rayons 21 et 27 partant du miroir M et revenant sur celui-ci, de sorte que l'angle de déviation 2 du rayon 27 est compensé par réflexion sur la seconde face M6 du miroir M et que le rayon émergent S reste parallèle à lui-même et au rayon incident E.Finalement, ce rayon S peut être soumis, si l'on fait pivoter les miroirs M et M', à une translation T dans un plan perpenduculaire à l'axe de rotation X du miroir M et à une translation croisée T' dans un plan parallèle à l'axe de rotation X' du miroir M' et perpendiculaire au plan d'incidence du rayon E sur le miroir M.This device comprises a double-sided mirror M similar to that of FIG. 2 which can pivot by a small angle around an axis X parallel to the planes of its faces M1, M6 and the first face M1 of which reflects an incident ray E in a radius 21. This radius constitutes the incident ray of a device similar to that of FIG. 1, which includes a movable mirror M ', which can pivot by a small angle Oc' around an axis X 'parallel to the radius E, and two fixed mirrors M'2, M'3, the assembly providing, from ray 21 reflected along intermediate rays 22, 23, 24, a ray 25 perpendicular to rays E and 21, which can move in a translational movement t 'parallel to itself in a plane perpendicular to the axis X'. The ray 25 then meets a mirror M34 which reflects it along a ray 26, itself reflected by a mirror M5 along a ray 27 directed towards the second face M6 of the mirror M, parallel to the radius 21, in the same way as e, in the device of FIG. 2, the rays 15 and 11 propagate parallel to each other on either side of the mirror
M. As in the case of FIG. 2, there is an even number of reflections, namely here six reflections, between the rays 21 and 27 starting from the mirror M and returning to it, so that the angle of deflection 2 of the radius 27 is compensated by reflection on the second face M6 of the mirror M and that the emerging ray S remains parallel to itself and to the incident ray E. Finally, this radius S can be subjected, if one rotates the mirrors M and M ', at a translation T in a plane perpendicular to the axis of rotation X of the mirror M and at a cross translation T' in a plane parallel to the axis of rotation X 'of the mirror M' and perpendicular to the plane of incidence of the radius E on the mirror M.
On notera que, dans le dispositif à double translation croisée de la figure 5, les rayons réfléchis intermédiaires se propagent tous dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction des rayons incident et émergent E, S, de sorte que le dispositif offre, comme celui de la figure 2, une faible épaisseur dans cette direction. It will be noted that, in the device with double crossed translation of FIG. 5, the intermediate reflected rays all propagate in a plane substantially perpendicular to the direction of the incident and emerging rays E, S, so that the device offers, like that of Figure 2, a small thickness in this direction.
Ainsi, avec le dispositif dans la version de la figure 5, qui met en oeuvre deux miroirs mobiles indépendants M, M', on crée un rayon (ou faisceau) de sortie S de même direction que le rayon (ou faisceau) incident E et, déplaçable en translation selon deux directions croisées T, T' tout en n'utilisant que quatre miroirs fixes, dont, comme dans le cas de la version de la figure 2, il suffit que deux soient réglables pour permettre d'ajuster la position du rayon émergent S. Thus, with the device in the version of FIG. 5, which uses two independent movable mirrors M, M ', an output ray (or beam) S is created in the same direction as the incident ray (or beam) E and , movable in translation in two crossed directions T, T 'while using only four fixed mirrors, of which, as in the case of the version of FIG. 2, it suffices that two are adjustable to allow the position of the emerging ray S.
Dans les exemples de réalisation présentés ci-dessus, les miroirs mobiles possèdent deux faces réfléchissantes parallèles. In the exemplary embodiments presented above, the movable mirrors have two parallel reflecting faces.
Elles pourraient également faire un angle non nul, ou encore être confondues en une même face réfléchissante, celle-ci devant alors être rencontrée à deux reprises par le rayon lumineux. Les figures 6 et 7 montrent deux exemples correspondant à ce dernier cas.They could also make a non-zero angle, or else be merged into the same reflecting face, this then having to be encountered twice by the light ray. Figures 6 and 7 show two examples corresponding to the latter case.
Le dispositif de la figure 6 est semblable à celui de la figure 1; toutefois, le miroir M à deux faces parallèles MI, M4 est remplacé par un miroir Mo à une seule face M14. Le rayon incident E tombe sur cette face, qui le réfléchit en un rayon 1 vers les miroirs M2 et M3 pour revenir en un rayon 3 sur la face M14 du miroir Mo et émerger enfin en un rayon de sortie S animé d'un mouvement de translation latérale T lorsque le miroir Mo tourne d'un petit angle autour de son axe X. The device of Figure 6 is similar to that of Figure 1; however, the mirror M with two parallel faces MI, M4 is replaced by a mirror Mo with only one face M14. The incident ray E falls on this face, which reflects it in a ray 1 towards the mirrors M2 and M3 to return in a ray 3 on the face M14 of the mirror Mo and finally emerge in an exit ray S animated by a movement of lateral translation T when the mirror Mo rotates a small angle around its axis X.
Dans le dispositif de la figure 6, les miroirs M2, M3 sont disposés de façon que les rayons réfléchis 1, 2, 3, S demeurent dans le plan d'incidence du rayon E. Une autre disposition est montrée à la figure 7, où le premier miroir intermédiaire M2 est orienté pour rabattre le rayon réfléchi 2 parallèlement à l'axe de rotation X du miroir Mo, tandis que le deuxième miroir renvoie ce rayon vers ledit axe, en un rayon 3, qui se réfléchit de nouveau sur le miroir Mo pour donner naissance au rayon de sortie S qui émerge parallèlement au rayon E, mais à distance de celui-ci. In the device of FIG. 6, the mirrors M2, M3 are arranged so that the reflected rays 1, 2, 3, S remain in the plane of incidence of the ray E. Another arrangement is shown in FIG. 7, where the first intermediate mirror M2 is oriented to fold the reflected ray 2 parallel to the axis of rotation X of the mirror Mo, while the second mirror returns this ray towards said axis, in a ray 3, which is again reflected on the mirror Mo to give birth to the exit ray S which emerges parallel to the ray E, but at a distance from it.
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