FR3096511A1 - Monture de composant optique et système de commande de faisceau lumineux associé - Google Patents
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Abstract
Une monture (100) de composant optique comprend une partie fixe (110) et une partie mobile (120), ladite monture (100) étant conçue pour supporter au moins un composant optique, ladite partie fixe (110) et ladite partie mobile (120) étant reliées mécaniquement l’une à l’autre par une articulation (115) flexible adaptée à autoriser un mouvement de la partie mobile (120) par rapport à la partie fixe (110).Selon l’invention, la monture (100) comprend un circuit de refroidissement (180) intégré dans la partie fixe (110), la partie mobile (120) et l’articulation (115) et adapté à autoriser la circulation d’un fluide à l’intérieur de ladite monture (110), ledit circuit de refroidissement (180) comportant un orifice d’entrée (132) de fluide et un orifice de sortie (134) de fluide, ledit orifice d’entrée (132)de fluide et ledit orifice de sortie (134) de fluide étant disposés sur ladite partie fixe (110). Figure pour l’abrégé : Fig. 3
Description
Description Titre de l'invention : Monture de composant optique et système de commande de faisceau lumineux associé Domaine technique
[0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine des dispositifs ou systèmes destinés à la commande de l'intensité, de la couleur, de la phase, de la polarisation et/ou de la direction de faisceaux lumineux de forte puissance et/ou de forte intensité.
[0002] Elle concerne plus particulièrement le refroidissement de montages optiques soumis à un faisceau lumineux de forte puissance, par exemple un faisceau laser.
Technique antérieure
[0003] L'utilisation de faisceaux lumineux de forte puissance peut entraîner l'échauffement de différents composants optiques et/ou mécaniques inclus dans certains montages optiques.
Cet échauffement peut par exemple provenir d'un phénomène d'absorption du rayonnement optique émis par un laser ou d'un phénomène de diffusion de lumière sur un autre composant optique ou opto-mécanique du montage.
[0004] L'échauffement provoqué peut alors endommager un ou plusieurs composants du montage optique et/ou modifier l'alignement d'une monture supportant un composant optique.
[0005] Afin de limiter ces risques d'échauffement, des circuits de refroidissement peuvent être fixés sur des montures fixes.
Le circuit de refroidissement est notamment composé de tuyaux et de connecteurs qui permettent de refroidir la monture supportant les composants optiques par circulation d'un fluide caloporteur.
[0006] Cependant, de tels circuits de refroidissement ne sont pas adaptés dans le cas des montures réglables, autrement dit mobiles.
En effet, pour limiter la transmission de contraintes par les tuyaux sur les parties mobiles, ces contraintes étant susceptibles d'entrainer un désalignement de la monture, il est nécessaire d'utiliser des tuyaux de grande longueur.
Les tuyaux de grande longueur rendent difficile la fabrication de montures présentant un encombrement réduit.
De plus, la présence des connecteurs et des tuyaux peut entraîner l'apparition de fuites au niveau des raccords des tuyaux en cas de mauvais montage ou de dégradations avec le temps.
Exposé de l'invention
[0007] Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose une monture opto-mécanique réglable incluant un circuit de refroidissement afin d'homogénéiser et contrôler le refroidissement de la monture optomécanique mais également de fournir un refroidissement au plus près d'un composant 2 optique supporté par cette monture.
[0008] Plus particulièrement, on propose selon l'invention une monture de composant optique comprenant une partie fixe et une partie mobile, ladite monture étant conçue pour supporter au moins un composant optique, ladite partie fixe et ladite partie mobile étant reliées mécaniquement l'une à l'autre par une articulation flexible adaptée à autoriser un mouvement de la partie mobile par rapport à la partie fixe.
Selon l'invention, la monture comprend un circuit de refroidissement intégré dans la partie fixe, la partie mobile et l'articulation et adapté à autoriser la circulation d'un fluide à l'intérieur de ladite monture, ledit circuit de refroidissement comportant un orifice d'entrée de fluide et un orifice de sortie de fluide, ledit orifice d'entrée de fluide et ledit orifice de sortie de fluide étant disposés sur ladite partie fixe.
[0009] Ainsi, le circuit de refroidissement est directement intégré à la monture.
Il ne nécessite donc pas l'utilisation de tuyaux de raccordement et de connecteurs internes à la monture ce qui permet de rendre la monture compacte sans risque de tensions sur la partie mobile de celle-ci.
Le circuit de refroidissement est directement adapté à permettre la circulation du fluide quelle que soit la position de la partie mobile par rapport à la partie fixe dans la monture.
[0010] D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de la monture de composant optique conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
[0011] - la partie fixe, la partie mobile et l'articulation sont fabriquées d'une seule pièce,
[0012] - ladite articulation autorise un mouvement de rotation de la partie mobile par rapport à la pallie fixe autour d'un axe de rotation ou un mouvement de translation de la partie mobile par rapport à la partie fixe le long d'un axe de translation,
[0013] - la partie mobile comprend une pallie support du composant optique,
[0014] - il est également prévu une autre partie mobile reliée mécaniquement à ladite partie mobile par une autre articulation adaptée à autoriser un autre mouvement de ladite autre partie mobile par rapport à ladite partie mobile, le circuit de refroidissement étant intégré dans l'autre partie mobile et l'autre articulation,
[0015] - l'autre articulation autorise un autre mouvement de rotation de l'autre partie mobile autour d'un autre axe de rotation ou un autre mouvement de translation de l'autre partie mobile par rapport à la partie mobile le long d'un autre axe de translation,
[0016] - ledit autre axe de rotation est orthogonal audit axe de rotation associé au mouvement de rotation de ladite partie mobile,
[0017] - ladite autre partie mobile comprend une autre partie support du composant optique,
[0018] - la partie fixe et la partie mobile comprennent un matériau métallique, et
[0019] - le fluide circulant à l'intérieur du circuit de refroidissement comprend de l'eau, du propylène glycol et/ou un gaz.
3 100201 L'invention propose également un système destiné à commander un faisceau lumineux en intensité, longueur d'onde, phase, polarisation et/ou direction, le système comprenant une monture de composant optique telle que décrite selon l'un quelconque des modes de réalisation.
[0021] La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
Brève description des dessins
[0022] Sur les dessins annexés :
[0023] [fig.11 est une représentation en perspective d'un premier exemple d'une monture de composant optique selon l'invention,
[0024] [fig.2] est une représentation en perspective d'un deuxième exemple d'une monture de composant optique selon l'invention,
[0025] [fig.3] est une autre représentation en perspective et par transparence du deuxième exemple de b monture de composant optique selon l'invention,
[0026] [fig.4] est une représentation en perspective d'un troisième exemple d'une monture de composant optique selon l'invention,
[0027] [fig.5] est une autre représentation en perspective du troisième exemple de la monture de composant optique selon l'invention,
[0028] [fig.6] est une autre représentation en perspective et par transparence du troisième exemple de b monture de composant optique selon l'invention,
[0029] [fig.7] est une représentation en perspective d'un quatrième exemple d'une monture de composant optique selon l'invention, et
[0030] [fig.8] est une autre représentation en perspective et par transparence du quatrième exemple de b monture de composant optique selon l'invention.
Description détaillée 100311 La présente invention concerne une monture 1, 100, 200, 300 de composant optique (également nommée monture 1, 100, 200, 300 dans L suite) par exemple utilisée dans un système destiné à commander un faisceau lumineux (non représenté) en intensité, longueur d'onde, phase, polarisation et/ou direction.
Le système comprend par exemple une source laser et une pluralité de composants optiques permettant de mettre en oeuvre une ou plusieurs fonctionnalités souhaitées du système.
Pour cela, chaque composant optique est monté sur une monture opto-mécanique afin notamment de permettre un agencement et un alignement précis de chaque composant optique.
En variante, la monture 1, 100, 200, 300 de composant optique peut être intégrée dans tous types de systèmes utilisant un faisceau lumineux par exemple pour des applications dans le cadre de L conversion de fréquence optique, de la mise en forme du faisceau, du transport de faisceau, de la commande d'intensité, de phase, de polarisation et/ou de modulation.
[0032] Selon l'invention, la monture 1, 100, 200, 300 est conçue pour supporter au moins un composant optique.
Le composant optique est par exemple une lentille optique ou un miroir optique pour une application de transport de faisceau lumineux ou de contrôle de direction, de focalisation ou de mise en forme de faisceau lumineux.
La monture selon l'invention peut également être utilisée de manière à approcher le refroidissement au plus proche d'un composant optique tel qu'un amplificateur optique (par exemple de type grenat d'yttrium et d'aluminium dopé néodyme (Nd :YAG), grenat d'yttrium et d'aluminium dopé ytterbium (Yb :YAG), vanadatc d'yttrium dopé néodyme (NdYV04) dans le cas de génération et amplification optique, ou un composant optique non-linéaire (par exemple un cristal de triboratc de lithium (Lil3305 ou LBO), bêta-borate de baryum (BBO), RTP, KTP) dans le cas de conversion de fréquence optique, ou un composant électro-optique (par exemple bêta-borate de baryum (BBO), titanyl phosphate de potassium (KT1OPO4) ou KTP) ou encore un composant acousto-optique (par exemple un cristal de quartz).
[0033] La figure 1 est une représentation en perspective d'un premier exemple de réalisation de la monture 1 de composant optique.
[0034] La monture 1 comprend une partie fixe 10 et une partie mobile 20.
Comme visible sur la figure 1, la partie fixe 10 et la partie mobile 20 sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par une articulation 15.
Cette articulation 15 est flexible.
L'articulation 15 est conçue pour autoriser le mouvement de la partie mobile 20 par rapport à la partie fixe 10.
Ici, l'articulation 15 a la forme de deux boucles non fermées sur elles-mêmes, correspondant à une lame de flexion.
Les boucles sont ici en forme de portion de tore autour d'un axe L parallèle à l'axe X dans un repère orthonormé XYZ.
Les boucles ont une section rectangulaire dans un plan comprenant l'axe L, avec une hauteur suivant l'axe X supérieure à leur largeur, prise radialement par rapport à l'axe X.
Une extrémité de chaque boucle est reliée à la partie fixe 10 et l'autre extrémité de chaque boucle est reliée à la partie mobile 320.
Lorsqu'une contrainte mécanique est appliquée entre la partie fixe 10 et la partie mobile 20, les boucles 15 se déforment pal- flexion ou rotation autour de l'axe L.
Autour des directions transverses Y et/ou Z, les boucles présentent une rigidité plus élevée et ne se déforment pas ou peu par torsion.
Par conséquent, la partie mobile 20 est guidée suivant un mouvement de rotation autour de l'axe L.
[0035] L'articulation 15 permet un mouvement de rotation de la partie mobile 20 autour d'un axe de rotation L (visible sur la figure 1).
En pratique, la partie mobile 20 est mise en mouvement et effectue donc un mouvement de rotation autour de l'axe de rotation L, par exemple par ajustement d'une vis de réglage entre la partie fixe 10 et la partie mobile 20.
Ici, l'articulation 15 est flexible en rotation autour de l'axe L.
[0036] L'articulation 15 est donc conçue pour éloigner ou rapprocher la partie mobile 20 de la partie fixe 10 selon un mouvement de rotation autour de l'axe de rotation L.
En d'autres termes, l'articulation 15 autorise un mouvement permettant d'incliner la partie mobile 20 par rapport à la partie fixe 10.
La monture 1 est donc rendue réglable par la présence de l'articulation 15.
[0037] La partie mobile 20 comprend un moyen de fixation (non représenté sur la figure 1) permettant de fixer le composant optique sur la monture 1.
Dans l'exemple de la figure 1, le composant optique destiné à être fixé sur la partie mobile 20 est de préférence un miroir.
Par exemple, le composant optique est fixé par collage sur la face externe plane de la partie mobile 20.
Cette face plane de la partie mobile 20 correspond à la surface d'échanges thermiques avec le composant optique.
[0038] La monture 1 comprend en outre un circuit de refroidissement (non visible sur la figure 1).
Le circuit de refroidissement est intégré dans la monture 1.
En d'autres termes, le circuit de refroidissement est intégré dans la partie fixe 10, dans la partie mobile 20 et dans l'articulation 15.
[0039] Le circuit de refroidissement est adapté à refroidir la monture 1 afin notamment d'éviter un échauffement de celle-ci et/ou du composant optique qu'elle supporte.
Pour cela, le circuit de refroidissement permet la circulation d'un fluide à l'intérieur de la monture 1.
Ce fluide est un fluide caloporteur, par exemple de l'eau, du propylène et/ ou du glycol ou un gaz comme l'air ou l'hélium.
[0040] Afin de permettre la circulation du fluide à l'intérieur de la monture 1, le circuit de refroidissement comprend un orifice d'entrée 32 de fluide et un orifice de sortie 34 de fluide.
L'orifice d'entrée 32 de fluide permet l'introduction de fluide à l'intérieur du circuit de refroidissement, donc à l'intérieur de la monture 1.
L'orifice de sortie 34 de fluide permet l'extraction du fluide du circuit de refroidissement, donc de la monture I.
[0041] L'orifice d'entrée 32 de fluide et l'orifice de sortie 34 de fluide sont disposés sur la partie fixe de la monture 1.
Comme cela est visible sur la figure 1, des connecteurs 42, respectivement 44 sont disposés au niveau de l'orifice d'entrée 32 de fluide et respectivement de l'orifice de sortie 34 du fluide.
Ces connecteurs 42, 44 permettent par exemple le raccordement du circuit de refroidissement de la monture 1 à des tuyaux permettant l'alimentation et l'extraction du fluide.
[0042] Selon la présente divulgation, la partie fixe 10, la partie mobile 20 et l'articulation 15 sont fabriquées d'une seule pièce.
En d'autres termes, la monture 1 est fabriquée d'un seul bloc.
En particulier, le circuit de refroidissement est fabriqué d'un seul tenant avec tous les éléments de la monture 1, c'est-à-dire qu'il est fabriqué d'une seule pièce avec la partie fixe 10, la partie mobile 20 destinée à former le support du composant optique et l'articulation 15. 6
[0043] Ainsi, le fluide est injecté dans le circuit de refroidissement via l'orifice d'entrée 32 de fluide.
Le fluide se propage dans le circuit de refroidissement et passe successivement à travers la partie fixe 10, une boucle de l'articulation 15 flexible, la partie mobile 20, l'autre une boucle de l'articulation 15 flexible et la partie fixe 10 en direction de l'orifice de sortie 34.
Le fluide est extrait du circuit de refroidissement via l'orifice de sortie 34.
Le fluide circule à travers le circuit de refroidissement avec un débit contrôlé.
[0044] Par conduction thermique entre le circuit de refroidissement, la partie support et le composant optique, un refroidissement homogène de la monture 1 est observé, permettant de la maintenir à une température fixe afin d'éviter un désalignement de la monture I.
De manière indirecte, cela permet également un refroidissement efficace du composant optique.
[0045] La monture 1 est fabriquée à partir d'un matériau métallique.
En particulier, la partie fixe 10, la partie mobile 20 et l'articulation 15 comprennent un matériau métallique.
Le matériau métallique comprend par exemple de l'aluminium, du cuivre, du titane ou de l'acier inoxydable.
[0046] En pratique, la monture 1 est fabriquée par fabrication additive (ou « additive manu- facturing » selon l'appellation d'origine anglo-saxonne couramment utilisée).
Par exemple, les technologies de fabrication additive telles que la fusion laser (ou « Selective Laser Mehing » selon l'appellation d'origine anglo-saxonne couramment utilisée) ou la projection de poudre métallique fondue (ou « literai jet » selon l'appellation d'oiigine anglo-saxonne couramment utilisée) sont utilisées ici.
[0047] De manière avantageuse, la fabrication de la monture 1 par fabrication additive permet de produire la monture 1 directement à la forme souhaitée tout en intégrant le circuit de refroidissement.
En pratique, lors de la fabrication additive, la poudre métallique utilisée n'est pas fusionnée en tout point de la monture.
Cette fusion partielle locale permet de définir le circuit de refroidissement.
La poudre est ensuite évacuée après fabrication par de l'air comprimé soufflé afin de créer l'espace vide correspondant au circuit de refroidissement.
[0048] Ainsi, comme le circuit de refroidissement est intégré à la monture 1,11 est di- rectement adapté à permettre la circulation du fluide quelle que soit la position de la partie mobile 20 par rapport à la partie fixe 10.
Le circuit de refroidissement ne nécessite donc pas l'introduction de tuyaux dans la monture 1 afin de permettre la circulation du fluide.
La monture opto-mécanique est donc plus compacte.
De plus, comme les tuyaux de raccordement sont reliés uniquement à la partie fixe de la monture, cela permet d'éviter l'application de contraintes sur la partie mobile 20 de la monture 1, et donc d'éviter un désalignement de la monture 1.
[0049] La fabrication d'un bloc de la monture 1 en incluant le circuit de refroidissement 7 permet en outre d'en augmenter la compacité.
Comme la monture 1 est directement fabriquée avec les caractéristiques souhaitées en une seule pièce, cela permet également de réduire les coûts de fabrication, de montage et de stockage.
[0050] Les figures 2 et 3 sont des représentations en perspective d'un deuxième exemple de réalisation de la monture 100 de composant optique.
La figure 3 est une représentation en perspective par transparence de la monture 100, permettant de représenter schématiquement l'intérieur de la monture 100.
[0051] La monture 100 comprend la partie fixe 110 et la partie mobile 120.
Comme visible sur les figures 2 et 3, la partie fixe 110 et la partie mobile 120 sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par l'articulation 115.
La partie fixe 110 comprend au moins un moyen d'assemblage 160 permettant de fixer la monture 100 sur un support (non représenté ici).
Par exemple, tous les éléments du système de commande de faisceau lumineux sont fixés à ce support.
La partie fixe 110 comprend ici trois moyens d'assemblage 160.
Par exemple ici, le moyen d'assemblage comporte une patte de fixation munie d'une ouverture permettant l'insertion d'une vis.
[0052] Tout comme dans le premier exemple de réalisation de la monture 1 décrit pré- cédemment, l'articulation 115 est flexible.
L'articulation 115 est conçue pour autoriser l'orientation angulaire de la partie mobile 120 par rapport à la partie fixe 110.
Ici, l'articulation 115 forme une lame de flexion.
Plus précisément, l'articulation 115 est ici formée par une partie pleine délimitée par deux évidements 116, 117 entre la partie fixe 110 et la partie mobile 120.
L'évidement 116 est formé dans un plan XZ entre la partie fixe 110 et la partie mobile 120.
L'évidement 117 est formé dans un plan XY entre la partie fixe 110 et la partie mobile 120.
La partie pleine entre la partie fixe 110 et la partie mobile 120 s'étend le long de l'axe X.
Lorsqu'une contrainte mécanique est appliquée entre la partie fixe 110 et la partie mobile 120, l'articulation 115 se déforme par flexion autour de l'axe LI parallèle à l'axe X.
Autour des directions transverses Y et/ou Z, l'articulation 115 présente une rigidité plus élevée et ne se déforme pas ou peu par torsion.
Par conséquent, la partie mobile 120 est guidée suivant un mouvement de rotation autour de l'axe LI.
[0053] L'articulation 115 permet un mouvement de rotation de la partie mobile 120 autour d'un axe de rotation L, (visible sur les figures 2 et 3).
En pratique, la partie mobile 120 est mise en mouvement par application d'un actionneur entre la partie mobile 120 et la partie fixe 110, par exemple une vis de réglage manuelle ou motorisée préférentiellement à pas fin, par exemple une vis micrométrique.
Ici, l'articulation 115 est flexible.
La monture 100 est donc rendue réglable par la présence de l'articulation 115.
En pratique, des vis de réglages (non représentées sur les figures 2 et 3) peuvent être utilisées pour exercer un effort sur l'articulation 115 et donc modifier un angle entre la partie mobile 120 et la partie fixe 110. 8
[0054] Comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, la monture 100 comprend en outre une autre partie mobile 130.
Cette autre partie mobile 130 est reliée mécaniquement à la partie mobile 120 par une autre articulation 125.
Cette autre articulation 125 est flexible.
L'autre articulation 125 est conçue pour autoriser l'orientation angulaire de l'autre partie mobile 130 par rapport à la partie mobile 120.
Ici, l'autre articulation 125 est une lame de flexion.
Plus précisément, l'autre articulation 125 est ici formée par une partie pleine délimitée par un évidement 121 entre la partie mobile 120 et l'autre partie mobile 130.
L'évidement 121 est formé dans un plan XZ entre la partie mobile 120 et l'autre partie mobile 130.
La partie pleine entre la partie mobile 120 et l'autre partie mobile 130 s'étend le long de l'axe Z.
Lorsqu'une contrainte mécanique est appliquée entre la partie mobile 120 et l'autre partie mobile 130, l'autre articulation 125 se déforme par flexion autour de l'axe L, parallèle à l'axe Z.
Autour des directions transverses X et/ou Y. l'autre articulation 125 présente une rigidité plus élevée et ne se déforme pas ou peu par torsion.
Par conséquent, l'autre partie mobile 130 est guidée suivant un mouvement de rotation autour de l'axe L2.
[0055] L'autre articulation 125 permet un mouvement de rotation de l'autre partie mobile 130 autour d'un autre axe de rotation Li représenté sur les figures 2 et 3.
De préférence, l'axe de rotation L1 et l'autre axe de rotation L2 sont orthogonaux.
En pratique, comme pour l'orientation angulaire de la partie mobile 120, l'autre partie mobile 130 est mise en mouvement par application d'un actionneur entre l'autre partie mobile 130 et la partie mobile 120, par exemple une vis de réglage manuelle ou motorisée.
L'autre articulation 125 est également flexible.
En pratique, des vis de réglages (non représentées sur les figures 2 et 3) peuvent être utilisées pour exercer un effort sur l'autre articulation 125 et donc mettre en mouvement l'autre partie mobile 130.
[0056] Ainsi, grâce à l'articulation 115 et à l'autre articulation 125, la monture 100 supportant le composant optique est réglable selon deux degrés de liberté en rotation autour de l'axe de rotation LI et de l'autre axe de rotation Ln.
[0057] L'autre partie mobile 120 comprend un autre moyen de fixation (non représenté sur les figures 2 et 3) permettant de fixer le composant optique sur la monture 100.
Dans l'exemple des figures 2 et 3, le composant optique est un miroir, par exemple fixé par collage sur la face plane 135 de l'autre partie mobile 130.
[0058] Comme dans le premier exemple de réalisation démit précédemment, la monture 100 comprend en outre un circuit de refroidissement 180.
Ce circuit de refroidissement 180 est représenté en pointillés sur la figure 3.
Le circuit de refroidissement 180 est intégré dans la monture 100.
En d'autres termes, et comme cela est visible sur la figure 3, le circuit de refroidissement 180 est intégré dans la partie fixe 110, dans la partie mobile 120, dans l'articulation 115, dans l'autre partie mobile 130 qui sert de support au 9 composant optique et dans l'autre articulation 125.
[0059] Le circuit de refroidissement 180 est adapté à refroidir la monture 100 afin notamment d'éviter un échauffement de celle-ci et/ou plus particulièrement du composant optique qu'elle supporte.
Pour cela, le circuit de refroidissement 180 permet la circulation d'un fluide à l'intérieur de la monture 100 jusque dans l'autre partie mobile 130 dont la face plane 135 supporte le composant optique.
Ce fluide est un fluide caloporteur, par exemple de l'eau.
La face plane 135 de l'autre partie mobile 130 correspond à la surface d'échanges thermiques avec le composant optique.
[0060] Afin de permettre la circulation du fluide à l'intérieur de la monture 100, le circuit de refroidissement 180 comprend un orifice d'entrée 132 de fluide et un orifice de sortie 134 de fluide.
L'orifice d'entrée 132 de fluide permet l'introduction de fluide à l'intérieur du circuit de refroidissement 180 et donc à l'intérieur de la monture 100.
L'orifice de sortie 134 de fluide permet l'extraction du fluide du circuit de refroidissement 180 et donc de la monture 100.
[0061] L'orifice d'entrée 132 de fluide et l'orifice de sortie 134 de fluide sont disposés sur la partie fixe 110 de la monture 100.
[0062] Ainsi, le fluide est injecté dans le circuit de refroidissement 180 via l'orifice d'entrée 132 de fluide.
Le fluide se propage dans le circuit de refroidissement 180 et passe successivement à travers la partie fixe 110, l'articulation 115, la partie mobile 120, l'autre articulation 125, l'autre partie mobile 130, puis de nouveau à travers l'autre articulation 125, la partie mobile 120, l'articulation 115 et la partie fixe 110 en direction de l'orifice de sortie 134.
Le fluide est extrait du circuit de refroidissement via l'orifice de sortie 134.
Le fluide circule à travers le circuit de refroidissement avec un débit contrôlé.
Bien sûr, le sens de circulation du fluide peut être inversé.
[0063] Selon la présente divulgation, la partie fixe 110, la partie mobile 120, l'articulation 115, l'autre partie mobile 130 et l'autre articulation 125 sont fabriquées d'une seule pièce.
En d'autres termes, la monture 100 est fabriquée d'un seul bloc.
En particulier, le circuit de refroidissement 180 est fabriqué d'un seul tenant avec tous les éléments de la monture 100, c'est-à-dire qu'il est fabriqué d'une seule pièce avec la partie fixe 110, la partie mobile 120, l'articulation 115, l'autre partie mobile 130 et l'autre articulation 125.
[0064] La monture 100 est fabriquée à partir d'un matériau métallique.
En particulier, la partie fixe 110, la partie mobile 120, l'articulation 115, l'autre partie mobile 130 et l'autre articulation 125 comprennent un matériau métallique.
Le matériau métallique comprend par exemple de l'aluminium, du cuivre ou de l'acier inoxydable.
[0065] En pratique, comme décrit dans le cas du premier exemple de réalisation, la monture 100 est fabriquée par fabrication additive.
[0066] Les figures 4 à 6 sont des représentations en perspective d'un troisième exemple de réalisation de la monture 200 de composant optique.
La figure 4 représente une première vue en perspective de la monture 200.
La figure 5 représente une deuxième vue en perspective de la monture 200.
La figure 6 est une représentation en perspective par transparence de la monture 200, permettant de représenter schématiquement le circuit de refroidissement à l'intérieur de la monture 200.
[0067] La monture 200 comprend la partie fixe 210 et la partie mobile 220.
Comme visible sur les figures 4 et S. la partie fixe 210 et la partie mobile 220 sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par l'articulation 215.
[0068] La partie fixe 210 est fixée sur un socle 250 comprenant au moins un moyen d'assemblage 260 permettant de fixer la monture 200 sur un support (non représenté ici).
Le socle 250 comprend ici trois moyens d'assemblage 260.
Par exemple ici, le moyen d'assemblage 260 comprend par exemple des pattes munies d'une ouverture permettant l'insertion d'une vis dc fixation.
[0069] Tout comme dans les premier et deuxième exemples de réalisation de la monture 1, 100 décrits précédemment, l'articulation 215 est flexible.
L'articulation 215 est conçue pour autoriser le mouvement de la partie mobile 220 par rapport à la partie fixe 210.
Ici, l'articulation 215 comprend deux boucles correspondant à une lame de flexion, de manière analogue à l'articulation 15 décrite en lien avec la figure 1.
[0070] L'articulation 215 permet un mouvement de rotation de la partie mobile 220 autour d'un axe de rotation L3 (visible sur les figures 4 à 6).
En pratique, la partie mobile 220 est orientée angulairement par application par exemple d'un actionneur entre la partie mobile 220 et la partie fixe 210, par exemple une vis de réglage manuelle ou motorisée.
Ici, l'articulation 215 est flexible.
Ici, une vis de réglage 218 est utilisée pour exercer un effort sur l'articulation 215 et donc d'orienter angulairement la partie mobile 220.
Un système de rappel constitué par l'articulation 215 elle-même permet de maintenir la vis de réglage 218 en appui.
La monture 200 est donc rendue réglable par la présence de l'articulation 215.
[0071] Comme cela est représenté sur les figures 4 et 5, la monture 200 comprend en outre une autre partie mobile 230.
Cette autre partie mobile 230 est reliée mécaniquement à la partie mobile 220 par une autre articulation 225.
Cette autre articulation 225 est flexible.
L'autre articulation 225 est conçue pour autoriser le mouvement de l'autre partie mobile 230 par rapport à la partie mobile 220.
Ici, l'autre articulation 225 comprend deux boucles correspondant à une lame de flexion.
[0072] L'autre articulation 225 permet un mouvement de rotation de l'autre partie mobile 230 autour d'un autre axe de rotation L4 représenté sur les figures 4 à 6.
Le mouvement de rotation de chaque articulation 215, 225 a ici une amplitude maximale de l'ordre de 3 degrés.
De préférence, l'axe de rotation L3 et l'autre axe de rotation L4 sont orthogonaux.
En pratique, comme pour l'orientation angulaire de la partie mobile 220, 11 l'autre partie mobile 230 est orientée angulairement par application d'un actionneur entre l'autre partie mobile 230 et la partie mobile 220, par exemple une vis de réglage manuelle ou motorisée.
L'autre articulation 225 est également flexible.
Ici, une autre vis de réglage 228 est utilisée pour exercer un effort sur l'autre articulation 225 et donc orienter angulairement l'autre partie mobile 230.
Un autre système de rappel constitué par l'autre articulation 225 permet de maintenir l'autre vis de réglage 228 en appui.
[0073] Ainsi, grâce à l'articulation 215 et à l'autre articulation 225, la monture 200 supportant le composant optique est réglable selon deux degrés de liberté en rotation, autour de l'axe de rotation L3 et de l'autre axe de rotation L4.
[0074] L'autre partie mobile 230 comprend une partie support de composant optique comprenant ici une ouverture 235.
La partie support est adaptée pour fixer le composant optique sur la monture 200.
Dans l'exemple des figures 4 à 6, le composant optique comprend une lentille optique qui est disposée ou fixée dans la partie support comprenant l'ouverture 235 afin d'être maintenue dans la monture 200.
Dans ce cas, la surface d'échanges thermiques est de forme annulaire ou cylindrique de section circulaire.
En variante, le composant optique comprend un système optique à lentilles.
De façon avantageuse, l'ouverture 235 comporte un trou débouchant pour permettre le passage d'un faisceau lumineux par transmission à travers le composant optique maintenu sur la partie mobile 230 de la monture.
[0075] Comme dans les premier et deuxième exemples de réalisation décrits précédemment, la monture 200 comprend en outre un circuit de refroidissement 280.
Ce circuit de refroidissement 280 est représenté sur la figure 6.
Le circuit de refroidissement 280 est intégré dans la monture 200.
En d'autres termes, et comme cela est visible sur la figure 6, le circuit de refroidissement 280 est intégré dans la partie fixe 210, dans la partie mobile 220, dans l'articulation 215, dans l'autre partie mobile 230 comprenant la partie support du composant optique et dans l'autre articulation 225.
[0076] Le circuit de refroidissement 280 est adapté à refroidir la monture 200 afin notamment d'éviter un échauffement de celle-ci et du composant optique qu'elle supporte.
Pour cela, le circuit de refroidissement 280 permet la circulation d'un fluide 290 à l'intérieur de la monture 200 jusque dans la partie support du composant optique.
Ce fluide 290 est un fluide caloporteur, par exemple de l'eau.
[0077] En pratique, le circuit de refroidissement a une longueur totale de l'ordre de 400 mil- limètres (mm) La section du circuit de refroidissement autour du composant optique est de forme oblongue avec des dimensions de l'ordre de 6 min x 2 mm ou 5 mm x 2,5 mm
[0078] Afin de permettre la circulation du fluide 290 à l'intérieur de la monture 200, le circuit de refroidissement 280 comprend un orifice d'entrée 232 de fluide et un orifice de sortie 234 de fluide.
L'orifice d'entrée 232 de fluide permet l'introduction de fluide 12 290 à l'intérieur du circuit de refroidissement 280 (donc à l'intérieur de la monture 200).
L'orifice de sortie 234 de fluide permet l'extraction du fluide du circuit de refroidissement 280 donc de la monture 200.
[0079] L'orifice d'entrée 232 de fluide et l'orifice de sortie 234 de fluide sont disposés sur la partie fixe 210 de la monture 200.
Ainsi, le fluide est injecté dans le circuit de refroidissement 280 via l'orifice d'entrée 232 de fluide.
Le fluide se propage dans le circuit de refroidissement 280 et passe successivement à travers la partie fixe 210, une boucle de l'articulation 215, la partie mobile 220, une boucle de l'autre articulation 225, l'autre partie mobile 230, puis à travers une autre boucle de l'autre articulation 225, la partie mobile 220, une autre boucle de l'articulation 215 et la partie fixe 210 en direction de l'orifice de sortie 234.
Le fluide est extrait du circuit de refroidissement via l'orifice de sortie 134.
Le fluide circule à travers le circuit de refroidissement avec un débit contrôlé.
Le débit du fluide 290 dans le circuit de refroidissement 280 est en pratique limité par le circuit interne.
Le débit d'eau est ici par exemple de l'ordre de 1 L/min.
Bien sûr, le sens de circulation du fluide peut être inversé.
[0080] Selon la présente divulgation, la partie fixe 210, la partie mobile 220, l'articulation 215, l'autre partie mobile 230 et l'autre articulation 225 sont fabriquées d'une seule pièce.
En d'autres termes, cela signifie que la monture 200 est fabriquée d'un seul bloc.
En particulier, le circuit de refroidissement 280 est fabriqué d'un seul tenant avec tous les éléments de la monture 200, c'est-à-dire qu'il est fabriqué d'une seule pièce avec la partie fixe 210, la partie mobile 220, l'articulation 215, l'autre partie mobile 230 servant de support au composant optique et l'autre articulation 225.
L'inclusion du circuit de refroidissement 280 à l'intérieur de la monture 200 permet donc le refroidissement efficace du composant optique à travers la partie support du composant optique à l'intérieur de laquelle passe le circuit de refroidissement 280.
[0081] La monture 200 est fabriquée à partir d'un matériau métallique.
En particulier, la partie fixe 210, la partie mobile 220, l'articulation 215, l'autre partie mobile 230 et l'autre articulation 225 comprennent un matériau métallique.
Le matériau métallique comprend par exemple de l'aluminium, du titane, du cuivre ou de l'acier inoxydable.
[0082] En pratique, comme décrit dans le cas des premier et deuxième exemples de réa- lisation, la monture 200 est fabriquée par fabrication additive.
[0083] Les figures 7 et 8 sont des représentations en perspective d'un quatrième exemple de réalisation de la monture 300 de composant optique.
La figure 8 est une représentation en perspective par transparence de la monture 300, permettant de représenter schématiquement l'intérieur de la monture 300.
[0084] La monture 300 comprend la partie fixe 310 et la partie mobile 320.
Comme visible sur les figures 7 et 8, la partie fixe 310 et la partie mobile 320 sont reliées mécaniquement l'une à l'autre par une articulation flexible.
Ici, la monture 300 comprend 13 quatre branches 311, 312, 313, 314 formant l'articulation flexible.
Chacune des branches 311, 312, 313, 314 de l'articulation est reliée à la partie mobile 320 et à la partie fixe 310.
Les quatre branches 311, 312, 313, 314 sont de forme allongée suivant la direction X dans un repère orthonormé XYZ.
Dans l'exemple illustré, les branches 311, 312, 313, 314 ont une section rectangulaire, plus étroite dans la direction la direction Y que dans la direction Z.
[0085] Tout comme dans les exemples de réalisation de la monture décrits précédemment, l'articulation est flexible.
A la différence des modes de réalisation décrits en lien avec les figures 1 à 6, l'articulation est conçue pour autoriser le déplacement en translation de la partie mobile 320 par rapport à la partie fixe 310.
Ici, chaque branche 311, 312, 313, 314 de l'articulation forme une lame de flexion.
Une extrémité de chaque branche 311, 312, 313, 314 est reliée à la partie fixe et l'autre extrémité de chaque branche est reliée à la partie mobile 320.
Lorsqu'une contrainte est appliquée sur la partie mobile 320, les branches 311, 312, 313, 314 se déforment par fléchissement suivant l'axe Y.
Dans les autres directions X et/ou Y, les branches présentent une rigidité plus élevée et ne se déforment pas ou peu.
Par conséquent, la partie mobile 320 est guidée suivant un mouvement de translation le long de l'axe Y.
De manière avantageuse grâce à l'invention, l'utilisation des quatre branches 311, 312, 313, 314 permet d'obtenir un mouvement de translation pure.
[0086] En variante, l'articulation flexible comporte deux lames de flexion, par exemple les branches 311, 314.
L'utilisation de ces deux branches permet alors un mouvement de translation selon l'axe Y et un mouvement résiduel selon l'axe X.
[0087] L'articulation flexible permet ici un mouvement de translation de la partie mobile 320 selon un axe de translation I,. (visible sur les figures 7 et 8) parallèle à l'axe Y.
En pratique, la partie mobile 320 est mise en mouvement par application d'un actionneur entre la partie mobile 320 et la partie fixe 310, par exemple une vis de réglage manuelle ou motorisée préférentiellement à pas fin ou une vis micrométrique.
A titre d'exemple non limitatif, l'orifice 360 comporte un filetage, une vis de réglage est vissée dans l'orifice 360 et vient en appui contre une face plane de la partie mobile 320.
Ici, l'articulation est flexible.
La monture 300 est donc rendue réglable en translation par la présence de l'articulation.
En pratique, des vis de réglages (non représentées sur les figures 7 et 8) peuvent être utilisées pour exercer un effort sur l'articulation et donc modifier la position de la partie mobile 320 pat- rapport à la partie fixe 310 (en translation).
[0088] La partie mobile 320 est ici destinée à former le support du composant optique.
A cet effet, la partie mobile 320 comporte une ouverture 325 ayant un alésage à épaulements.
L'ouverture 325 est adaptée pour recevoir un composant optique de type miroir, lentille ou autre.
De façon avantageuse, l'ouverture 325 comporte un trou débouchant 14 pour permettre le passage d'un faisceau lumineux par transmission à travers le composant optique maintenu sur la partie mobile 320 de la monture.
[0089] Comme dans les exemples de réalisation décrits précédemment, la monture 300 comprend en outre un circuit de refroidissement 380.
Ce circuit de refroidissement 380 est représenté en pointillés sur la figure 8.
Le circuit de refroidissement 380 est intégré dans la monture 300.
En d'autres termes, et comme cela est visible sur la figure 8, le circuit de refroidissement 380 est intégré dans la partie fixe 310, dans la partie mobile 320 et dans chaque branche 311, 312, 313, 314 de l'articulation.
[0090] Le circuit de refroidissement 380 est adapté à refroidir la monture 300 afin notamment d'éviter un échauffement de celle-ci et plus particulièrement du composant optique qu'elle supporte.
Pour cela, le circuit de refroidissement 380 permet la circulation d'un fluide à l'intérieur de la monture 300.
Cc fluide est un fluide caloporteur, par exemple de l'eau.
[0091] Afin de permettre la circulation du fluide à l'intérieur de la monture 300, le circuit de refroidissement 380 comprend un orifice d'entrée 332 de fluide et un orifice de sortie 334 de fluide.
L'orifice d'entrée 332 de fluide permet l'introduction de fluide à l'intérieur du circuit de refroidissement 380 et donc à l'intérieur de la monture 300.
L'orifice de sortie 334 de fluide permet l'extraction du fluide du circuit de refroidissement 380 et donc de la monture 300.
[0092] L'orifice d'entrée 332 de fluide et l'orifice de sortie 334 de fluide sont disposés sur la partie fixe 310 de la monture 300.
Le fluide est injecté dans le circuit de refroidissement 380 via l'orifice d'entrée 332 de fluide.
Le fluide se propage dans le circuit de refroidissement 380 et passe successivement à travers la partie fixe 310, la première branche 311 de l'articulation, la partie mobile 320, la deuxième branche 312 de l'articulation, la partie fixe 310, la troisième branche 313 de l'articulation, la partie mobile 320, la quatrième branche 314 de l'articulation et la partie fixe 310 en direction de l'orifice de sortie 334.
Le fluide est extrait du circuit de refroidissement via l'orifice de sortie 334.
Le fluide circule à travers le circuit de refroidissement avec un débit contrôlé.
Bien sûr, le sens de circulation du fluide peut être inversé.
[0093] Selon l'invention, la partie fixe 310, la partie mobile 320 et toutes les branches 311, 312, 313, 314 de l'articulation sont fabriquées d'une seule pièce.
En d'autres termes, la monture 300 est fabriquée d'un seul bloc.
En particulier, le circuit de refroidissement 380 est fabriqué d'un seul tenant avec tous les éléments de la monture 300, c'est-à-dire qu'il est fabriqué d'une seule pièce avec la partie fixe 310, la partie mobile 320 et chaque articulation 315.
[0094] La monture 300 est fabriquée à partir d'un matériau métallique.
En particulier, la partie fixe 310, la partie mobile 320 et chaque articulation 315 comprennent un matériau métallique.
Le matériau métallique comprend par exemple de l'aluminium, du cuivre ou de l'acier inoxydable.
[0095] En pratique, comme décrit dans le cas des précédents exemples de réalisation in- troduits, la monture 300 est fabriquée par fabrication additive.
[0096] La monture 300 illustrée sur les figures 7 et 8 est flexible en translation suivant un axe de translation L5.
L'homme du métier adaptera aisément la monture 300 au moyen d'une autre articulation reliant la partie mobile 320 à une autre partie mobile.
Dans un exemple de réalisation, cette autre articulation est aussi une articulation flexible autorisant un autre mouvement de translation suivant un autre axe de translation entre la partie mobile 320 et l'autre partie mobile.
De façon avantageuse, l'autre axe de translation est transverse par rapport à l'axe de translation L5.
Ainsi, on obtient une monture réglable suivant deux degrés de liberté en translation.
[0097] L'homme du métier adaptera aisément les exemples de montures réglables décrits ci- dessus pour les combiner entre eux.
Par exemple, il est possible de combiner un système avec 3 degrés de liberté en rotation et 3 degrés de liberté en translation.
L'application de l'invention consistera à faire passer le circuit de refroidissement par chacune des six articulations flexibles.
[0098] On peut ainsi fabriquer une monture comprenant une articulation flexible en rotation, une autre articulation flexible en translation, les deux articulations flexibles étant disposées en série, et le circuit de refroidissement intégré à la monture.
Le circuit de refroidissement passe en série via l'orifice d'entrée 332 de fluide à l'intérieur de la partie fixe de la monture, la première articulation, la seconde articulation, la partie mobile de la monture, puis repasse à travers la seconde articulation, la première articulation puis la partie fixe de la monture en direction de l'orifice de sortie de fluide.
[0099] On peut ainsi obtenir une monture intégrant un circuit de refroidissement et comprenant de 1 à 6 articulations flexibles ayant de 1 à 3 degrés de liberté en rotation et/ou de 1 à 3 degrés de liberté en translation. 16
Claims (1)
- REVENDICATIONS[Revendication 1] Monture (1, 100, 200, 300) de composant optique comprenant une partie fixe (10, 110, 210, 310) et une partie mobile (20, 120, 220, 320), ladite monture (1, 100, 200, 300) étant conçue pour supporter au moins un composant optique, ladite partie fixe (10, 110, 210, 310) et ladite partie mobile (20, 120, 220, 320) étant reliées mécaniquement l'une à l'autre par une articulation (15, 115, 215, 311, 312, 313, 314) flexible adaptée à autoriser un mouvement de la partie mobile (20, 120, 220, 320) par rapport à la partie fixe (10, 110, 210, 310), caractérisée en ce que la monture (1, 100, 200, 300) comprend un circuit de refroidissement (180, 280, 380) intégré dans la partie fixe (10, 110, 210, 310), la partie mobile (20, 120, 220, 320) et l'articulation (15, 115, 215, 311, 312, 313, 314) et adapté à autoriser la circulation d'un fluide à l'intérieur de ladite monture (1, 100, 200, 300), ledit circuit de refroidissement (180, 280, 380) comportant un orifice d'entrée (32, 132, 232, 332) de fluide et un orifice de sortie (34, 134, 234, 334) de fluide, ledit orifice d'entrée (32, 132, 232, 332)de fluide et ledit orifice de sortie (34, 134, 234, 334) de fluide étant disposés sur ladite partie fixe (10, 110, 210, 310). [Revendication 2] Monture (1, 100, 200, 300 de composant optique selon la revendication 1, dans laquelle la partie fixe (10, 110, 210, 310), la partie mobile (20, 120, 220, 320) et l'articulation (15, 115, 215, 311, 312, 313, 314) sont fabriquées d'une seule pièce. [Revendication 3] Monture (1, 100, 200) de composant optique selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ladite articulation (15, 115, 215) autorise un mouvement de rotation de la partie mobile (20, 120, 220) par rapport à la partie fixe (10, 110, 210) autour d'un axe de rotation (L, LI, L3) ou un mouvement de translation de la partie mobile (320) par rapport à la partie fixe (310) le long d'un axe de translation (L5). [Revendication 4] Monture (1, 300) de composant optique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, dans laquelle la partie mobile (20, 320) comprend une partie support du composant optique. [Revendication 5] Monture (100, 200) de composant optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant une autre partie mobile (130, 230) reliée mécaniquement à ladite partie mobile (120, 220) par une autre articulation (125, 225) adaptée à autoriser un autre mouvement de ladite autre partie mobile (130, 230) par rapport à ladite partie mobile (120, 17 [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] 220), le circuit de refroidissement (180. 280) étant intégré dans l'autre partie mobile (130. 230) et l'autre articulation (125, 225). Monture (100, 200) de composant optique selon la revendication 5, dans laquelle l'autre articulation (125, 225) autorise un autre mouvement de rotation de l'autre partie mobile (130, 230) autour d'un autre axe de rotation (L2, L4) ou un autre mouvement de translation de l'autre partie mobile (130, 230) par rapport à la partie mobile (120, 220) le long d'un autre axe de translation. Monture (100, 200) de composant optique selon la revendication 6 prise dans la dépendance de la revendication 3, dans laquelle ledit autre axe de rotation (L2. L4) est orthogonal audit axe de rotation (LI, L3). Monture (100, 200) de composant optique selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel ladite autre partie mobile (130, 230) comprend une autre partie support du composant optique. Monture (1, 100, 200) de composant optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la partie fixe (10, 110, 210) et la partie mobile (20, 120, 220) comprennent un matériau métallique. Monture (1, 100, 200) de composant optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le fluide circulant à l'intérieur du circuit de refroidissement (180, 280) comprend de l'eau, du propylène glycol et/ou un gaz. Système destiné à commander un faisceau lumineux en intensité, longueur d'onde, phase, polarisation et/ou direction, le système comprenant au moins une monture (1. 100. 200) de composant optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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