FR2986336A1 - Dispositif de fixation d'un organe optique, systeme de fixation et dispositif cryogenique comportant un tel dispositif, procede de fabrication d'un tel dispositif et procede de fixation correspondant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de fixation (16) d'au moins un organe optique (12) et le procédé correspondant. Le dispositif de fixation est adapté à être monté dans un support (14) pour recevoir le au moins un organe optique. Le support comprend une cavité (18) et au moins trois plots de fixation (20) en périphérie de la cavité destinés à recevoir un organe de fixation du dispositif de fixation. Le dispositif de fixation comprend une bride (24) avec une face interne (26) destinée à être positionnée en regard du au moins un organe optique (12), et au moins trois organes de fixation pour permettre un engagement avec les plots de fixation (20). La bride (24) est en matériau déformable élastiquement et comprend au moins trois boucles ouvertes (28) dudit matériau constituant des organes de fixation, reliées en continuité de matière par des segments (30) dudit matériau. Le dispositif de fixation comporte en outre au moins trois lamelles (32), chacune constituée en un matériau déformable élastiquement et comprenant une première (34) et une deuxième extrémités (36) et sont chacune reliées par leur première extrémité (34) à la face interne (26) de la bride (24) et leur seconde extrémité (36) sont destinées à maintenir par contact le au moins un organe optique (12).

Description

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN ORGANE OPTIQUE, SYSTEME DE FIXATION ET DISPOSITIF CRYOGENIQUE COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF, PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL DISPOSITIF ET PROCEDE DE FIXATION CORRESPONDANT La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un organe optique, un système de fixation comprenant un tel dispositif de fixation, un dispositif cryogénique comportant un tel dispositif de fixation, un procédé de fabrication d'un tel dispositif et un procédé de fixation d'un organe optique.

Il est connu d'utiliser des supports adaptés pour recevoir des organes optiques afm de les fixer dans une position stable et précise. Dans un environnement cryogénique ou dans les hautes températures, les différences d'expansion thermique (CTE pour « coefficient of thermal expansion » en anglais) entre les matériaux des organes optiques et les matériaux constituant les supports peuvent engendrer des contraintes énormes sur les organes optiques. Ces contraintes pouvant endommager ou désaligner les organes optiques. Le brevet US-4 733 945 décrit un dispositif de fixation d'un organe optique sur un support. Le dispositif de fixation comporte des moyens flexibles collés à la fois à l'organe optique et au support afin de fixer l'organe optique au support. Les lames flexibles permettent en outre de réduire partiellement les contraintes sur l'organe optique générées par la différence d'expansion thermique entre l'organe optique et le support au cours d'une utilisation du dispositif de fixation dans un environnement de température variable. Néanmoins, l'utilisation de colle pour fixer les lames flexibles à la fois à l'organe optique et au support engendre plusieurs inconvénients, par exemple des problèmes de vieillissement de la colle, de démontage impossible de l'organe optique du support et des problèmes de dégazage intensifiés dans un environnement cryogénique ou dans les hautes températures. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de fixation d'au moins un organe optique palliant les inconvénients précités. Plus particulièrement, l'invention vise à fournir un dispositif de fixation d'au moins un organe optique adapté pour être utilisé dans des conditions de températures HIRSCH6 \ Brevets \ 33400 \33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc - 27/01/12 - 1/16 extrêmes aussi bien dans les très hautes températures que dans les très basses températures, c'est-à-dire entre 4 K et 600 K tout en garantissant un maintien précis de l'organe optique. A cet effet et selon un premier aspect, l'invention propose un dispositif de fixation d'au moins un organe optique, ledit dispositif de fixation étant adapté à être monté dans un support pour recevoir le au moins un organe optique, ledit support comprenant une cavité et au moins trois plots de fixation en périphérie de la cavité destinés à recevoir un organe de fixation du dispositif de fixation, où ledit dispositif de fixation comprend une bride avec une face interne destinée à être positionnée en regard du au moins un organe optique, et au moins trois organes de fixation pour permettre un engagement avec les plots de fixation, où : la bride est en matériau déformable élastiquement et comprend au moins trois boucles ouvertes dudit matériau constituant des organes de fixation, reliées en continuité de matière par des segments dudit matériau ; et le dispositif de fixation comporte au moins trois lamelles, chacune constituée en un matériau déformable élastiquement et comprenant une première et une deuxième extrémités et sont chacune reliées par leur première extrémité à la face interne de la bride et leur seconde extrémité sont destinées à maintenir par contact le au moins un organe optique.

Un tel dispositif de fixation permet d'assurer un maintien isostatique de l'organe optique sans déformation préjudiciable au cours de fortes variations de température, dans un environnement cryogénique ou dans les hautes températures. En outre, le dispositif de fixation peut-être aisément monter/démonter du support. Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises séparément ou en combinaison : les boucles ouvertes constituant les organes de fixation sont réparties à intervalles angulaires égaux ; les boucles ouvertes constituant les organes de fixation sont chacune formée d'un arc sous-tendant un angle compris entre 180° et 320° ; - chaque boucle ouverte constituant les organes de fixation est adaptée pour s'ouvrir ou se refermer par déformation élastique pour ouvrir ou refermer les \\HIRSCH6 \Brevets \ 33400 \33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc -27/01/12 - 2/16 angles entre les secondes extrémités des lamelles flexibles et la face interne de la bride ; la bride est en matériau ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur ou égal à 5.10-61(4 ; la bride est en matériau ayant un module de Young supérieur à 70 MPa ; la bride est en matériau comprenant principalement du titane ; la bride est sensiblement de forme circulaire, elliptique ou triangulaire ; l'organe optique à fixer comporte une gorge circonférentielle et en ce que chaque lamelle est adaptée pour que leur seconde extrémité s'insère dans la gorge circonférentielle de l'organe optique à fixer ; chaque lamelle comporte à sa seconde extrémité en contact avec l'organe optique à fixer un moyen de maintien latéral de l'organe optique à fixer en forme de U ; et l'organe optique à fixer est choisi dans la liste consistant en un filtre, un grisme, un prisme, un réseau et une lentille. Selon un deuxième aspect, l'invention concerne également un système de fixation d'au moins un organe optique comprenant un support comprenant au moins une cavité et au moins trois plots de fixation pour recevoir le au moins un organe optique et au moins un dispositif de fixation tel que décrit précédemment.

Selon un troisième aspect, l'invention concerne également un dispositif cryogénique comprenant au moins un système de fixation d'au moins un organe optique tel que décrit précédemment. En outre l'invention concerne, selon un quatrième aspect, un procédé de fabrication d'un dispositif de fixation tel que décrit précédemment caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de découpe par électro-érosion aux fils de la bride du dispositif de fixation. L'invention concerne également un procédé de fixation d'au moins un organe optique sur un support à l'aide d'un dispositif de fixation tel que décrit précédemment, comprenant les étapes suivantes : ouverture de la bride (24) du dispositif de fixation par déformation élastique simultanée des au moins trois boucles ouvertes (28) par un moyen d'écartement radial ; \HIRSCH6 \13revets \ 33400 \33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc - 27/01/12 - 3/16 installation de l'organe optique à l'intérieur de la bride ouverte ; maintien latéral de l'organe optique à l'intérieur de la bride en refermant la bride par déformation élastique inverse des au moins trois boucles ouvertes (28) de façon simultanée; et fixation du dispositif de fixation de l'organe optique sur le support en utilisant les au moins trois boucles ouvertes (28) du dispositif de fixation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés : - les figures 1 et 2 sont des schémas synoptiques respectivement en perspective et en coupe d'un système de fixation d'au moins un organe optique selon l'invention, - la figure 3 est un schéma synoptique en perspective d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de fixation d'un organe optique selon l'invention, - la figure 4 est un schéma synoptique de face du dispositif de fixation de la figure 3, - la figure 5 est un schéma synoptique en perspective d'un second mode de réalisation d'un dispositif de fixation d'un organe optique selon l'invention, - la figure 6 est un schéma synoptique de face du dispositif de fixation de la figure 5, - les figures 7 et 8 sont des schémas synoptiques en section d'un dispositif de fixation de deux organes optiques selon l'invention, et - la figure 9 est un schéma synoptique en perspective d'un système de fixation de plusieurs organes optiques selon l'invention. Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques. En référence aux figures 1 et 2, on décrit un système de fixation 10 d'un organe optique 12. L'organe optique 12 est par exemple un filtre, un grisme, un prisme, un réseau ou une lentille. Dans la suite de la description et sauf mention contraire, l'organe optique est de forme cylindrique à base circulaire, tel qu'un filtre ou une lentille. \\HIRSCH6 \Brevets \ 33400 \ 33448 CNRS \33448-120127 - Texte DEPOT doc - 27/01/12 - 4/16 L'organe optique 12 comprend deux faces principales, chacune adaptée à transmettre un rayonnement lumineux et une partie périphérique formant bord 13 de l'organe optique. Le système de fixation 10 comprend un support 14 et au moins un dispositif de fixation 16 de cet organe optique 12 au support 14. Un seul organe optique est représenté sur la figure 1 pour simplifier la description du système. Bien entendu, plusieurs organes optiques peuvent être fixés simultanément par le système de fixation au moyen d'un ou de plusieurs dispositif de fixation 16, comme cela sera décrit plus en détail par la suite.

Le support 14 est destiné par exemple à être placé dans un dispositif cryogénique. Il comprend une cavité 18 et au moins trois plots de fixation 20, chacun situé en périphérie de la cavité. Par exemple, le support 14 est en matériau comportant de l'aluminium, notamment en aluminium. Le dispositif de fixation 16 est adapté pour être monté sur le support 14 pour recevoir les organes optiques 12. A cet effet, le support 14 comporte au moins trois plots de fixation 20 et le dispositif de fixation 16 comprend au moins trois organes de fixation pour permettre un engagement avec les plots de fixation 20 du support 14 qui sont, chacun, destinés à recevoir un des organes de fixation du dispositif de fixation 16. Chaque plot de fixation 20 est par exemple un cylindre en relief par rapport à la surface du support. Dans ce cas, le cylindre est dans la lumière du support. Bien entendu, les plots de fixation peuvent avoir d'autres formes.

De préférence, le support 14 comporte uniquement trois plots de fixation 20 et le dispositif de fixation 16 comprend trois organes de fixation pour permettre un engagement avec les trois plots de fixation 20. Le dispositif de fixation va maintenant être décrit plus en détails en regard des figures 3 et 4 illustrant un premier mode de réalisation respectivement en perspective et de face. Le dispositif de fixation comprend une bride 24 ayant une face interne 26 destinée à être positionnée en regard de chaque organe optique 12 à fixer. UERSCH6 \Brevets \ 33400 \33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc - 27/01/12 - 5/16 La bride 24 est en matériau déformable élastiquement. De préférence, la bride 24 est en matériau ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur ou égal à 5.10-61(4 et ayant un module de Young au moins supérieur ou égal à 70 MPa. En outre, la bride 24 est en matériau ayant une limite élastique supérieure ou égale à 400 MPa. Ces valeurs permettent d'assurer un bon maintien du dispositif de fixation 16 sur le support 14 tout en ayant à la fois une bonne accommodation thermique compte tenu des dilatations différentielles des matériaux et une bonne tenue mécanique. Par exemple, et de manière avantageuse, la bride 24 est en matériau métallique comprenant principalement du titane, notamment en titane. De plus, la bride 24 est sensiblement de forme circulaire, elliptique ou triangulaire. Préférentiellement, la bride 24 est de forme sensiblement circulaire. Elle comporte au moins trois boucles ouvertes 28 dudit matériau constituant chacune un organe de fixation. Chaque boucle ouverte 28 est reliée en continuité de matière par des segments 30 du matériau de sorte que la bride est formée d'une seule et unique pièce. Les boucles ouvertes 28 constituant les organes de fixation sont réparties à intervalles angulaires égaux. Ainsi, par exemple si la bride 24 ne comporte que trois boucles ouvertes, celles-ci seront espacées angulairement de 120°.

De plus, elles sont chacune formée un arc sous-tendant un angle compris entre 180° et 320°. La bride 24 est par exemple fabriquée selon un procédé comprenant au moins une étape de découpe par électro-érosion aux fils selon l'invention permettant ainsi que la bride soit formée d'une seule pièce. Un tel procédé de fabrication permet d'obtenir une pièce extrêmement précise et peu chère. Le dispositif de fixation 16 comporte au moins trois lamelles 32, chacune constituée en un matériau déformable élastiquement et comprenant une première et une deuxième extrémités. Chaque lamelle 32 est reliée en continuité de matière avec la bride 24 par sa première extrémité 34 à la face interne 26 de la bride. Bien entendu, selon d'autres modes de réalisation, chaque lamelle 32 peut être fixée par exemple par soudure par sa première extrémité 34 à la face interne 26 de la bride 24. \\HIRSCH6 \Brevets \33400 \33448 CNRSO3448-120127- Texte DEPOT.doc - 27/01/12 - 6/16 Les secondes extrémités 36 de chaque lamelle 32 sont destinées à maintenir par contact chaque organe optique 12 à fixer. A cet effet, les secondes extrémités 36 sont en appui sur une portion de la partie périphérique 13 de l'organe optique 12. Les lamelles 32 sont réparties à intervalles angulaires égaux. Elles sont orientées vers le centre géométrique de la bride 24. La grande face des lamelles 32 forme un angle noté 13 avec le plan tangent à la bride 24 au point de liaison entre la première extrémité 34 et la face interne 26 de la bride. De préférence, il y a autant de lamelles 32 que de boucles ouvertes 28, permettant d'associer respectivement chaque lamelle 32 à une boucle ouverte 28.

L'écart angulaire, noté a sur la figure 4, entre la première extrémité 34 d'une lamelle 32 et le centre d'une boucle ouverte 28 est sensiblement compris entre 10° et 60°. Chaque boucle ouverte 28 constituant les organes de fixation est adaptée pour s'ouvrir ou se refermer par déformation élastique pour ouvrir ou refermer les angles sur la figure 4, entre les secondes extrémités 36 des lamelles flexibles 32 et la face interne 26 de la bride 24. Une telle réalisation permet à chaque lamelle d'assurer un maintien isostatique de l'organe optique sans déformation préjudiciable au cours de fortes variations de température par exemple durant une phase de refroidissement. Avantageusement, elle permet de garantir le maintien de l'organe optique sans l'utilisation de colle et un vignetage minimum sur l'organe optique. Notamment, dans le cas où l'organe optique 12 comporte une gorge 38 partiellement ou totalement circonférentielle faisant partie de la partie périphérique 13 de l'organe optique, chaque lamelle 32 peut-être adaptée pour que sa seconde extrémité 36 s'insère dans la gorge 38 circonférentielle de l'organe optique 12, comme illustré sur les figures 2 et 4. La gorge 38 est représentée en traits pointillés sur la figure 4. Une telle réalisation, dans laquelle chaque lamelle s'insère dans la gorge circonférentielle de l'organe optique à fixer est particulièrement avantageuse car elle permet de garantir un très bon maintien latéral de l'organe optique sans l'utilisation de colle et un vignetage minimum sur l'organe optique 12. \FURSCH603revets \ 33400 \33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc - 27/01/12 - 7/16 Un second mode de réalisation du dispositif de fixation 56 est illustré sur les figures 5 et 6. Le dispositif de fixation 56 est identique à celui décrit dans le premier mode de réalisation à l'exception de la seconde extrémité 66 des lamelles 52. En effet, selon ce second mode de réalisation, chaque lamelle 52 comporte à sa seconde extrémité 66 en contact avec l'organe optique 12 un moyen de maintien latéral 68 de l'organe optique 12. Ce moyen de maintien latéral 68 est en forme de U. Le dispositif de fixation selon ce second mode de réalisation est notamment adapté aux organes optiques dépourvus de gorge circonférentielle. Une telle réalisation, dans laquelle chaque lamelle se termine en forme de U est particulièrement avantageuse car elle permet de garantir un maintien latéral de l'organe optique par l'extérieur de celui-ci également sans l'utilisation de colle. Quelque soit le mode de réalisation, un tel dispositif de fixation selon l'invention inséré à l'interface entre le support et l'organe optique permet d'assurer un maintien de l'organe optique par une déformation élastique. En effet, le dispositif de fixation se comporte comme une pince autour de l'organe optique 12. Au cours de fortes variations de température, par exemple de l'ordre de 200 K, les dilatations sont absorbées par la déformation élastique des lamelles qui jouent le rôle de ressorts. L'organe optique voit environ dix fois moins d'efforts aux appuis des secondes extrémités des lamelles que l'effort appliqué sur chacune des boucles ouvertes constituant les organes de fixation (efforts radiaux). La souplesse thermique et la tenue mécanique sont obtenues notamment par l'utilisation d'un matériau comportant du titane. De tels systèmes de fixation d'au moins un organe optique trouvent par exemple des applications dans des dispositifs soumis à de fortes variations de température, et en particulier dans des dispositifs cryogéniques comprenant au moins un système de fixation selon l'invention. Selon l'invention, le système optique peut comporter plusieurs dispositifs de fixation afin de fixer plusieurs organes optiques. MIRSCH6Srevets \33400 \ 33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc -27/01/12- 8/16 Par exemple, la figure 7 illustre un système de fixation 70 permettant de fixer simultanément deux lentilles 72A, 72B comportant un support 74 et deux dispositifs de fixation tels que décrits ci-dessus. Les deux dispositifs de fixation 16A, 16B illustrés sont des dispositifs de fixation selon le premier mode de réalisation et les organes optiques 72A, 72B sont pourvus chacun d'une gorge 38 circonférentielle. Bien entendu, le système de fixation 70 peut comprendre des dispositifs de fixation selon le premier ou le second mode de réalisation et les organes optiques à fixer par le dispositif sont pourvus ou non d'une gorge circonférentielle et ce quel que soit le mode de réalisation du dispositif de fixation choisi. Dans l'exemple illustré sur la figure 7, les deux dispositifs de fixation 16A, 16B sont fixés de part et d'autre du support 74. Bien entendu, les deux dispositifs de fixation 16A, 16B peuvent être fixés du même côté du support 74 selon d'autres modes de réalisation.

Les plots de fixation 20 du support 74 sont destinés à recevoir à la fois les organes de fixation du premier et du second dispositifs optiques 16A, 16B. Bien entendu, selon d'autres modes de réalisation le support 74 peut comporter un premier groupe d'au moins trois plots de fixation 20 destinés à recevoir les organes de fixation d'un des dispositifs de fixation 16A et un second groupe d'au moins trois plots de fixation 20 destinés à recevoir les organes de fixation de l'autre des dispositifs de fixation 16B. Les deux groupes de plots de fixation 20 peuvent alors être décalés angulairement ou non.La figure 8 illustre un autre exemple de système de fixation 80 permettant de fixer simultanément deux prismes 82A, 82B comportant un support 84 et deux dispositifs de fixation tels que décrits ci-dessus.

Le support 84 comprend au moins un groupe d'au moins trois plots de fixation (non apparents sur la présente figure) destinés à recevoir les organes de fixation du ou des dispositifs de fixation 16A, 16B. Les deux dispositifs de fixation 16A, 16B illustrés sont des dispositifs de fixation selon le premier mode de réalisation et les organes optiques 82A, 82B sont pourvus chacun d'une gorge 38 circonférentielle. Bien entendu, le système de fixation 80 peut comprendre des dispositifs de fixation selon le premier ou le second mode de réalisation et les organes optiques à fixer par le dispositif sont pourvus ou non d'une \\HERSCH6 \Brevets \ 33400 \ 33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT. doc 27/01/12 - 9/16 gorge circonférentielle et ce quel que soit le mode de réalisation du dispositif de fixation choisi. Une telle réalisation d'un dispositif de fixation permet de réaliser ce que l'homme du métier appelle des empilements d'organes optiques en garantissant un centrage isostatique très précis des organes optiques. La figure 9 illustre un autre exemple de réalisation d'un système de fixation 90, adapté pour fixer simultanément plusieurs organes optiques 92, comportant un support 94 et une pluralité de dispositifs de fixation 56. Le support 94 comporte une pluralité de cavités et au moins autant de groupes d'au moins trois plots de fixation 20. Les cavités sont de préférence agencées en minimisant l'espace entre deux cavités. Par exemple, les cavités sont réparties à intervalles angulaires égaux et à égale distance du centre géométrique du support 94.

Chaque groupe d'au moins trois plots de fixation 20 est disposé en périphérie d'une cavité et chaque plot de fixation d'un même groupe est destiné à recevoir un organe de fixation d'un dispositif de fixation placé en regard de ladite cavité. Les dispositifs de fixation 56 illustrés sont des dispositifs de fixation selon le second mode de réalisation. Bien entendu, le système de fixation 90 peut comprendre des dispositifs de fixation selon le premier ou le second mode de réalisation et les organes optiques à fixer par le dispositif peuvent être pourvus ou non d'une gorge circonférentielle et ce quel que soit le mode de réalisation du dispositif de fixation choisi. Les dispositifs de fixation 56 sont agencés dans le même plan, chacun en regard d'une cavité. Une telle réalisation est utile pour réaliser par exemple des roues de filtres optiques. Celle-ci est possible grâce à la compacité des dispositifs de fixation selon l'invention.

Un procédé de fixation selon l'invention d'au moins un organe optique 12 sur un support 14 à l'aide d'un dispositif de fixation tel que décrit précédemment va maintenant être détaillé. \IERSCH6 \13revets \ 33400 \ 33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc - 27/01/12 - 10/16 Ce procédé de fixation comporte une étape d'ouverture de la bride 24 du dispositif de fixation par déformation élastique simultanée des au moins trois boucles ouvertes 28 par un moyen d'écartement radial. Ce moyen d'écartement radial est par exemple un micromètre d'intérieur permettant d'obtenir un écartement mesuré des boucles ouvertes. Ensuite, l'organe optique 12 est installé à l'intérieur de la bride 24 ouverte. L'organe optique 12 est alors maintenu latéralement à l'intérieur de la bride 24 en refermant la bride 24 par déformation élastique inverse des boucles ouvertes 28 de façon simultanée.

Selon un mode de réalisation, une fois la bride montée autour de l'organe optique, les lamelles flexibles étant prisonnières de la gorge circonférentielle de l'organe optique si celui-ci en est pourvu, le tout forme un ensemble solidaire, comme illustré sur la figure 4. Selon un autre mode de réalisation, dans le cas d'un organe optique non usiné, c'est-à-dire dépourvu de gorge circonférentielle, les lamelles flexibles maintiennent prisonnier l'organe optique par l'extérieur cette fois-ci et le tout forme également un ensemble solidaire, comme illustré sur la figure 6. En outre, il est possible de régler en rotation l'organe optique suivant son axe de révolution, par exemple pour un réseau, l'organe optique n'étant pas collé au dispositif de fixation. Le dispositif de fixation de l'organe optique 12 est ensuite fixé sur le support 14 en utilisant les boucles ouvertes 28 du dispositif de fixation. Pour cela, les boucles ouvertes 28 sont à nouveau ouvertes par un moyen d'écartement radial afin d'engager chacune d'elles autour d'un des plots de fixation du support. Cette ouverture angulaire est réalisée avec une amplitude moins grande que dans l'étape d'ouverture de la bride 24 afin de garantir un maintien minimal de l'organe optique 12 dans le dispositif de fixation. Les boucles ouvertes 28 constituant chacune un organe de fixation ainsi engagées autour des plots de fixation du support permettent de garantir un maintien en position du dispositif de fixation de l'organe optique sur le support. L'effort de serrage sur les lamelles flexibles est découplé d'environ un facteur 10 par rapport à l'effort de montage des organes de fixation sur les plots de fixation du MIRSCH6\Brevets \33400 \33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc -27/01/12 - 11/16 support. Avec un tel rapport d'effort, l'invention garantit une dispersion de serrage d'environ ± 10% pour des températures de 80 K et des couples de matériaux tels que verre, silice pour l'organe optique, aluminium pour le support et titane pour la bride du dispositif de fixation.

Pour des organes optiques de quelques grammes et des efforts de maintien de plusieurs centaines de grammes, il a été montré par les inventeurs que l'invention garantit un maintien en position par frottement qui résiste largement à 10 G en quasi-statique. Un tel dispositif de fixation peut être mis en application dans tout instrument optique soumis à de fortes variations de température, en particulier tout instrument optique utilisés dans l'infrarouge à 80 K tel que des caméras, télescopes... Un dispositif de fixation selon l'invention permet de maintenir fermement et précisément l'organe optique sans collage et sans déformation en particulier dans un environnement cryogénique. L'invention présente également l'avantage de fournir un centrage isostatique très précis et permet un empilage d'organes optiques sur les plots de fixation du support. En outre, l'absence de collage permet un réglage en rotation de l'organe optique suivant son axe de révolution, ce qui est très utile pour régler par exemple des réseaux optiques ou des prismes.

En outre, sa forte compacité permet de l'insérer dans un espace restreint et d'en associer plusieurs dans un système de fixation de plusieurs organes optiques. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme du métier. Par exemple, l'homme du métier adaptera le nombre et la position des boucles ouvertes et des lamelles afin de pouvoir utiliser un dispositif de fixation selon l'invention pour fixer des organes optiques de forme sensiblement rectangulaire ou carré afin de préserver les avantages décrits ci-avant. \\1-IRSCH6Srevete33400 \ 33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT doc -27/01/12- 12/16

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de fixation (16 ; 56) d'au moins un organe optique (12 ; 72 ; 82 ; 92), ledit dispositif de fixation étant adapté à être monté dans un support (14 ; 74 ; 84 ; 94) pour recevoir le au moins un organe optique, ledit support comprenant une cavité (18) et au moins trois plots de fixation (20) en périphérie de la cavité destinés à recevoir un organe de fixation du dispositif de fixation, où ledit dispositif de fixation comprend une bride (24) avec une face interne (26) destinée à être positionnée en regard du au moins un organe optique (12 ; 72 ; 82 ; 92), et au moins trois organes de fixation pour permettre un engagement avec les plots de fixation (20), caractérisé en ce que : la bride (24) est en matériau déformable élastiquement et comprend au moins trois boucles ouvertes (28) dudit matériau constituant des organes de fixation, reliées en continuité de matière par des segments (30) dudit matériau ; et le dispositif de fixation comporte au moins trois lamelles (32 ; 52), chacune constituée en un matériau déformable élastiquement et comprenant une première (34) et une deuxième extrémités (36 ; 66) et sont chacune reliées par leur première extrémité (34) à la face interne (26) de la bride (24 ; 76, 77 ; 96) et leur seconde extrémité (36 ; 66) sont destinées à maintenir par contact le au moins un organe optique (12 ; 72 ; 82 ; 92).
2. 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boucles ouvertes (28) constituant les organes de fixation sont réparties à intervalles angulaires égaux.
3. 3. Dispositif de fixation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les boucles ouvertes (28) constituant les organes de fixation sont chacune formée d'un arc sous-tendant un angle compris entre 180° et 320°.
4. 4. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque boucle ouverte (28) constituant les organes de fixation est adaptée pour s'ouvrir ou se refermer par déformation élastique pour ouvrir ou refermer les 1102SCH6 \Brevets \ 33400 \33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT.doc - 27/01/12 - 13/16angles entre les secondes extrémités (36 ; 66) des lamelles flexibles (32 ; 52) et la face interne (26) de la bride (24).
5. 5. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bride (24) est en matériau ayant un coefficient de dilatation thermique supérieur ou égal à 5.10-6 K-1.
6. 6. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la bride (24) est en matériau ayant un module de Young supérieur à 70 MPa.
7. 7. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bride (24) est en matériau comprenant principalement du titane.
8. 8. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bride (24) est sensiblement de forme circulaire, elliptique ou triangulaire.
9. 9. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'organe optique à fixer (12 ; 72 ; 82 ; 92) comporte une gorge (38) circonférentielle et en ce que chaque lamelle (32) est adaptée pour que leur seconde extrémité (36) s'insère dans la gorge (38) circonférentielle de l'organe optique à fixer (12 ; 72 ; 82 ; 92).
10. 10. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque lamelle (52) comporte à sa seconde extrémité (66) en contact avec l'organe optique à fixer un moyen de maintien latéral (68) de l'organe optique à fixer (12 ; 72 ; 82 ; 92) en forme de U.
11. 11. Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'organe optique à fixer (12 ; 72 ; 82 ; 92) est choisi dans la liste consistant en un filtre, un grisme, un prisme, un réseau et une lentille. \\HIRSCH6\13revets \33400 \33448 CNRS \33448-120127 - Texte DEPOT.doc -27/01/12- 14/16
12. 12. Système de fixation (10 ; 70 ; 80 ; 90) d'au moins un organe optique (12 ; 72 ; 82 ; 92) comprenant un support (14 ; 74 ; 84 ; 94) comprenant au moins une cavité (18) et au moins trois plots de fixation (20) pour recevoir le au moins un organe optique (12 ; 72 ; 82 ; 92) et au moins un dispositif de fixation (16 ; 56) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. 13. Dispositif cryogénique comprenant au moins un système de fixation (10 ; 70 ; 80 ; 90) d'au moins un organe optique (12 ; 72 ; 82 ; 92) selon la revendication 12.
14. 14. Procédé de fabrication d'un dispositif de fixation (16 ; 56) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de découpe par électro-érosion aux fils de la bride (24) du dispositif de fixation.
15. 15. Procédé de fixation d'au moins un organe optique (12 ; 72 ; 82 ; 92) sur un support (14 ; 74 ; 84 ; 94) à l'aide d'un dispositif de fixation (16 ; 56) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant les étapes suivantes : - ouverture de la bride (24) du dispositif de fixation par déformation élastique simultanée des au moins trois boucles ouvertes (28) par un moyen d'écartement radial ; - installation de l'organe optique à l'intérieur de la bride ouverte ; - maintien latéral de l'organe optique à l'intérieur de la bride en refermant la bride par déformation élastique inverse des au moins trois boucles ouvertes (28) de façon simultanée; et fixation du dispositif de fixation de l'organe optique sur le support en utilisant les au moins trois boucles ouvertes (28) du dispositif de fixation. \\IMISCH6 \Brevets \33400 \ 33448 CNRS \ 33448-120127 - Texte DEPOT. doc - 27/01/12 - 15/16