WO2011124838A1 - Miroir deformable a faible empreinte de collage et procede de fabrication d'un tel miroir - Google Patents

Miroir deformable a faible empreinte de collage et procede de fabrication d'un tel miroir Download PDF

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WO2011124838A1
WO2011124838A1 PCT/FR2011/050761 FR2011050761W WO2011124838A1 WO 2011124838 A1 WO2011124838 A1 WO 2011124838A1 FR 2011050761 W FR2011050761 W FR 2011050761W WO 2011124838 A1 WO2011124838 A1 WO 2011124838A1
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membrane
movable member
deformable mirror
mirror according
face
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PCT/FR2011/050761
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Sébastien Marin Michel CAMET
Jean-François Yves CURIS
Frédéric Christian Robert ROOMS
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Alpao
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/183—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors specially adapted for very large mirrors, e.g. for astronomy, or solar concentrators

Definitions

  • the present invention relates to the general field of deformable mirrors used in adaptive optical systems, for applications as diverse as astronomy, medicine, particularly ophthalmology, telecommunications, metrology, etc.
  • the present invention relates more particularly to a deformable mirror comprising a deformable membrane having a reflecting face, said membrane being mounted on a support provided with at least one actuator designed to deform said membrane, said actuator comprising at least one movable member fixed to the membrane by a glue joint.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a deformable mirror comprising a deformable membrane having a reflecting face, during which is fixed by gluing on said membrane a movable actuator member adapted to locally deform said membrane.
  • deformable mirrors to correct the irregularities of the wavefront of a light beam.
  • deformable mirrors are provided with a flexible reflecting surface, generally formed by a membrane, on the back of which are connected actuators capable of locally operating the membrane in advance or in withdrawal, and thus to modify the optical path traveled by the different rays constituting the beam which is reflected on said membrane. It is thus possible to compensate for the phase shifts at the origin of the deformation of the wavefront.
  • the actuators may in particular be of the electromagnetic type, and then comprise moving members of the permanent magnet type which are fixed to the membrane and controlled remotely by fixed coils secured to the support.
  • the known deformable mirrors may however have certain disadvantages, which result in particular from the assembly of the movable members of the actuators on the membrane.
  • a large thickness tends more particularly to limit the ability of said membrane to deform in a substantially localized manner, insofar as it is difficult to finely control and in a clearly differentiated manner the deformation of several points of the reflecting face located at immediate neighborhood of each other.
  • a thick membrane therefore has a relatively limited spatial resolution.
  • the coating of the entire membrane with a continuous layer of adhesive can create a kind of bimetallic strip whose thermal behavior can make the mirror subject to a certain instability or drift phenomena.
  • the inventors have found that, whatever the solution envisaged, the mirrors obtained by the known manufacturing processes always had surface irregularities, the positioning of the actuators inducing embossing of the reflecting surface.
  • this phenomenon known as "print” or “print through”, can of course be problematic when the mirror is intended for a high-precision application.
  • the objects assigned to the invention therefore aim to remedy the various disadvantages mentioned above and to propose a new deformable mirror whose quality, accuracy and surface condition are improved.
  • Another object assigned to the invention is to propose a new deformable mirror whose structure is relatively simple.
  • Another object assigned to the invention is to provide a new deformable mirror whose manufacture and assembly are simplified and less expensive than the manufacture and assembly of known deformable mirrors.
  • Another object assigned to the invention is to propose a new deformable mirror whose behavior is particularly homogeneous, reproducible, accurate, and stable.
  • Another object assigned to the invention is to provide a new deformable mirror which is particularly robust and has a good longevity. Another object assigned to the invention is to provide a new deformable mirror that tolerates a particularly fast servoing and has a good responsiveness.
  • Another object assigned to the invention is to provide a deformable mirror, in particular of the micro-mirror type, whose moving parts, and in particular the membrane, are particularly light.
  • Another object assigned to the invention is to propose a novel process for manufacturing a deformable mirror that is particularly simple to implement and that makes it possible to obtain a mirror of optimized quality, notably having an excellent surface finish.
  • Another object assigned to the invention is to propose a method of manufacturing a deformable mirror by gluing which is relatively simple and quick to implement, and which minimizes the amount of glue used.
  • a deformable mirror comprising a deformable membrane having a reflecting face, said membrane being mounted on a support provided with at least one actuator designed to deform said membrane, said actuator comprising at least one movable member fixed to the membrane by a glue joint, said mirror being characterized in that said movable member has a main body, located out of the glue joint, which is extended by an active part which penetrates in whole or in part in said glue joint, such that the glue adheres at least partly on the side wall of said active part to ensure a junction between the movable member and the membrane, and in that said active part has a transverse section, delimited by said side wall, which is different from that of the main body.
  • a process for manufacturing a deformable mirror comprising a deformable membrane having a reflecting face, during which a movable actuator member is fixed by gluing on said membrane.
  • said method being characterized in that it comprises a step (a) of profiling of a movable actuator member in the course of which, at the end of the main body of a actuator movable member, an active portion whose cross section, defined by its side wall, is different from that of the main body, and a step (b) assembly during which the movable member is fixed to the membrane by bonding by producing an adhesive joint connecting said membrane to at least a portion of the side wall of said active portion.
  • Figure 1 illustrates, in a cutaway perspective view, a first embodiment of a deformable mirror according to the invention.
  • FIG. 2 and 3 illustrate, in partial sectional side views, a second and a third embodiment of deformable mirrors according to the invention.
  • FIG. 4 illustrates, in a schematic side view in section, a junction by bonding between movable members and a membrane within a mirror according to the invention.
  • FIG. 5A, 5B, 5C, 5D, and 5E illustrate, in partial sectional side views, different embodiments of active parts on movable members of actuators according to the invention.
  • FIG. 6 illustrates, in a side view, an alternative embodiment of movable actuator member according to the invention.
  • the present invention relates to a deformable mirror 1, and more particularly to a deformable mirror 1 intended to modify, and in particular to rectify, a wavefront in any optical application, for example in the field of astronomy, medicine, and more particularly ophthalmology, telecommunications, metrology, etc.
  • the deformable mirror 1 comprises a deformable membrane 2 which has a reflecting face 3 intended to reflect the incident light beam, and an opposite face, called "hidden face" 4.
  • the membrane 2 is mounted on a support 5, preferably rigid, which can form a hollow housing covered by said membrane 2, as illustrated in FIG.
  • the material constituting the membrane 2 as well as the thickness e 2 of the latter will be chosen in particular to confer on said membrane 2 the necessary flexibility, while respecting the constraints related to the resonant frequency threshold.
  • said membrane may be made of a polymer film or a thin sheet of silicon, and may have a thickness less than or equal to 50 ⁇ m, preferably less than or equal to 10 ⁇ m, or even substantially between 3 ⁇ m and 5 pm.
  • the thickness e 2 of said membrane is substantially constant, so that the reflecting face 3 and the hidden face 4 are substantially parallel.
  • the reflecting face 3 and / or the hidden face 4 will preferably be substantially regular and smooth, free of reliefs or asperities, which makes it possible in particular to simplify the production of the membrane 2.
  • the ideal average profile P 0 of said membrane 2, and more particularly of the reflecting face 3, may be arbitrary.
  • said average profile P 0> considered preferably at rest in the sagittal plane ⁇ of the deformable mirror 1, may be substantially rectilinear, so that the reflecting face will be substantially flat, as shown in FIGS. Figures 2, 3 and 4.
  • Said average profile P 0 may also be slightly, and preferably evenly curved, so that the reflecting face 3 has a curved profile, preferably concave, and for example forms a kind of spherical cap type cup, such as illustrated in Figure 1, or parabolic.
  • the central optical axis of the mirror 1 which preferably constitutes its axis of revolution, extends substantially parallel to the vertical direction.
  • contour laterally delimiting the membrane 2 and the support 5 may be of any shape, but will preferably correspond to a regular polygon or a circle, the mirror then being substantially in the form of a cylinder, or even a disk as shown in FIG.
  • the support 5 is provided with at least one actuator 6 designed to deform said membrane 2, said actuator comprising for this purpose at least one movable member 7 fixed to the membrane 2 by an adhesive joint 8.
  • the mirror 1 comprises a plurality of actuators 6, preferably of substantially identical structure and dimensions, and consequently a plurality of movable members 7 independent of each other and all connected to the deformable membrane 2.
  • the actuators are distributed, inside the lateral contour of the membrane, and more particularly housed in the housing delimited by the support, according to the nodes of a network of regular meshes, for example substantially square or hexagonal , so that said actuators 6, and more particularly the associated movable members 7, criss-cross the membrane 2 thereby dividing it into a matrix, the displacement of each cell of which can advantageously be controlled individually.
  • a mirror whose membrane 2 has a diameter of approximately 15 mm may comprise fifty-two actuators 6.
  • the movable members 7 will be arranged to move, and locally drive the membrane 2 in displacement, substantially in translation, in a direction substantially perpendicular to the average profile P 0 of the reflecting face, and more particularly from bottom to top and vice versa in a substantially vertical direction in FIGS. 1 to 3 and 5A to 5F.
  • glue joints 8, or even all the glue joints 8, can be connected to each other so as to form a substantially continuous and homogeneous layer covering largely or completely the hidden face 4 of the membrane 2.
  • the movable members 7 will be connected to the deformable membrane 2 respectively by a plurality of glue joints 8 which are separated from each other.
  • the minimization of the quantity of adhesive advantageously makes it possible to considerably limit the degassing effects which may possibly be observed when the mirror is used in a low-pressure application, and especially "under vacuum", for example within a cryostat.
  • qualities of the glue and in particular its stiffness, its viscosity, its drying time, its thermal behavior, etc. will be adapted to the intended application.
  • the adhesive seal 8 will preferably be made using an elastomer type adhesive, for example of the silicone type.
  • the adhesive seal 18 will preferably provide a direct connection between the actuator 6 and the membrane 2, and more particularly between the movable member 7 and the hidden face 4, coming from to wet spontaneously and substantially freely these two elements.
  • the invention is in no way limited to a particular type of actuator 6, and may in particular implement, to cause and control the movement of the movable member 7, and therefore the distance or the bringing together of the membrane 2 relative to the bottom 5A of the support 5, any type of technology capable of creating a movement, a deformation or an expansion, for example of mechanical, electrical, electromagnetic, piezoelectric, pneumatic or hydraulic origin , thermal, etc.
  • the actuator 6 may for example comprise a fixed member 9, integral with the support 5, and preferably inserted in a housing provided for this purpose in the bottom 5A of said support 5, so as to form a propulsion member of the movable member 7, the latter being distinct from said fixed member 9 and mounted freely movable relative thereto.
  • the fixed member 9 may be formed by a coil-type electromagnetic inductor, while the movable member 7 will be formed by a ferromagnetic movable core adapted to move along of the generating axis of said solenoid.
  • the fixed member 9 may be formed by an electromagnet making it possible to control the intensity and the polarity of the magnetic field applied to the movable member 7, itself constituted by a ferromagnetic material or provided at its base with a permanent magnet 10, for example in the form of a pellet.
  • the movable member 7 can constitute the rod of a pneumatic jack, hydraulic screw, etc.
  • the actuator 6 may be formed by an adjustable height column directly connecting the bottom 5A of the support 5 to the membrane 2, in the manner of a spacer .
  • Said column may advantageously comprise at least one section made of a piezoelectric material, otherwise be integrally formed in a piezoelectric bar, so that it is possible to modify and control its height, and consequently the distance separating the membrane 2 from the bottom 5A, causing the expansion, or, alternatively, the intrinsic longitudinal contraction of said piezoelectric material.
  • the movable member 7 has a main body 11, located outside the glue joint 8, said main body 11 being extended by an active part 12 which penetrates all or part of said glue joint 8, so that the adhesive adheres to the side wall 14 of said active portion 12 to ensure a junction 15 between the movable member 7 and the membrane 2.
  • side wall 14 is designated the outer wall element which laterally delimits the active portion 12 extending from the main body 11 to the free end 12A of said active portion 12 furthest from said main body, said free end being as to it is located in the glue joint 8, close to the membrane 2.
  • the movable member 7, and more particularly the active part 12 preferably extends substantially along a mean line (XX ') which joins the main body 11 to the free end 12A of the active part 12, said average line substantially corresponding to the general direction in which said active portion 12 approaches the membrane 2 and enters the glue joint 8, while the side wall 14 corresponds to the surface that wraps and closes around said mean line (XX ') for marking the transverse limit of the active portion 12 with respect to said average line (XX').
  • the wetting by the glue of at least a portion of the side wall 14 optimizes the surface area and the distribution of said glue on the active part 12, which guarantees a good adhesion and thus makes it possible to consolidate the anchorage of the movable member 7 to the membrane 2.
  • junction 15 makes it possible not to limit the junction 15 to a simple end grip, in which the glue joint 8 would form a confined film, without overflow, in a space between 4 hidden face of the membrane 2 and the only upper wall defining the free end 12A of the active part.
  • junction 15 particularly robust and reliable, including and especially when the area of the upper wall of the active portion 12, which is located vis-à-vis the membrane 2, is particularly restricted, even substantially punctual and zero.
  • the mean line (XX ') may be substantially parallel to the optical axis of the mirror 1, and more particularly substantially perpendicular to the membrane 2, as shown in the figures.
  • the movable member 7, and more particularly its main body 11 is preferably formed by a rod, which is preferably substantially in the form of a cylinder, preferably of circular base, and which preferably extends substantially rectilinear manner along said mean line (XX '), called "generator axis".
  • the adhesive joint 8 on the one hand adheres to, and spreads on, the hidden face 4 substantially parallel to the reflecting face 3, and on the other hand adheres (at least) to the side wall 14 of the movable member which extends in a direction substantially transverse, or normal, to said hidden face 4.
  • an adhesive joint in the form of a layer or even a single point
  • the active part 12 of the movable member 7 and, on the other hand, the hidden face 4 of the membrane 2 which presents itself in a transverse manner, or even substantially perpendicular to the axis generator ( ⁇ ') of said movable member according to which the latter biases the membrane in displacement.
  • adhesive 8 at least two sizing surfaces 4A, 14A, including a first specially contoured sizing surface 14A belonging to the side wall 14 of the active part 12 of the movable member 7, to control, and more particularly to limit, the degree of wetting as will be detailed below, and a second gluing surface 4A which forms a portion of the hidden face 4 and the movable member 7 extends transversely, and in particular substantially perpendicularly, said second surface sizing 4A may advantageously be substantially "flat", smoothly and evenly, vis-à-vis the tip of said movable member and substantially normal to the generator axis (XX 1 ) of the latter without this weakening or lessening the performance of the bonding.
  • the movable member 7, and more particularly the rod is made in one piece in a rigid material, and in particular sufficiently rigid in comparison with the forces to be provided to deform the membrane 2 according to a sufficient functional stroke, which is vertical in the figures.
  • Each actuator 6 can thus advantageously be provided with a single movable member 7 monolithic.
  • said material, and more generally the movable member 7 is light and easy to machine, at a lower cost.
  • such a rod may be made from a composite rod of the carbon fiber / epoxy matrix type, fiberglass, or metal material.
  • the active part 12 has a transverse section S-12 delimited by the side wall 14, which is different from the transverse section Su of the main body 11.
  • transverse section is meant the section of the movable member 7, and more particularly the section of the active part 12, respectively of the main body 11, considered transversely to the mean extension line of said movable member 7, said average line from the main body to the end of the active part 12.
  • the transverse sections correspond to the plane sections measured substantially perpendicularly to this generating axis, which also preferably corresponds substantially to the general direction in which the movable member 7 engages the membrane 2, penetrates into the adhesive joint, and is movable.
  • the differentiated arrangement of the movable member 7 according to the invention makes it possible to significantly improve the surface state of the reflecting face 3, so that the real surface of said reflecting face 3 approaches substantially of the average profile P 0 ideal that it is desired - at least in theory - to give the latter,
  • the inventors have found that by making mirrors using known movable members, it generates a bump not negligible of the reflecting face 3, because each movable member 7 printed a print at said reflective face, but it was possible to mitigate this phenomenon by conferring on said moving parts, and more particularly on their active part, a form specifically studied.
  • the inventors have found that, during the wetting of the end of a mobile member 7 by the glue, the latter has a tendency to go up along said body by capillarity forming a meniscus which had the effect of generating constraints between said movable member 7 and the hidden face 4 on which is disposed the glue.
  • the specific arrangement of the mirror 1 and of the movable member 7 according to the invention, and more particularly the particular profiling of the active part 12, advantageously makes it possible to limit the imprint induced by the junction 15 on the reflecting face 3 of the mirror 1, and more particularly to attenuate said impression effect by reducing the amplitude of the possible bumps 20 which affect the quality of the surface state of the membrane 2, and more particularly of the reflecting face 3.
  • any residual imprint resulting from the assembly according to the invention is much less than that left by a movable member whose cross section would be relatively wide and invariant from the main body 11 to the end bathed in the glue.
  • the invention thus makes it possible to finely control the wetting of the movable member 7, and more particularly of the active portion 12 so as not to generate significant asperities on the reflecting face 3.
  • the main body may in particular have a diameter greater than or equal to 200 ⁇ m, and preferably substantially between 200 ⁇ m and 400 ⁇ m.
  • the mirror 1 can therefore gain in reliability and speed, without suffering instability or dynamic servo error.
  • the term “submerged portion” 25 will mean the portion of the movable member 7, and more particularly of the active portion 12, which is embedded in the adhesive joint 8, and "portion emerging "26, the portion of the movable member 7, and more particularly, if appropriate, the active portion 12, which is located outside the adhesive joint 8, substantially opposite the membrane 2, and which bathes preferably in the atmosphere itself confined within the housing delimited by the support 5 and the membrane 2.
  • the coile-atmosphere interface 27 which marks the separation between said emerging portion 26 and the submerged portion 25 of the active portion 12, this separation materializing on the lateral face 14 by a wetting line shown in dashed lines in FIGS. 4 and 6.
  • the change in transverse section between the main body 11 and the active part 12 may take place at least partly, if not entirely, in the emerging portion 26 of the movable member 7, that is to say say outside the glue joint 8, as is the case for example in Figures 5D, 5E.
  • the cross-sectional variation affecting the active portion 12 can be located out of the glue joint.
  • 2 of the active portion 12, although modified with respect to that of the main body 11, can then extend substantially constantly from the emergent portion 26 to the immersed portion 25, as is the case on these same Figures 5D, 5E.
  • the immersed portion 25 of the active part 12, embedded in the adhesive joint 8 has at least one dimensional variation of its transverse section Si 2 .
  • the active part 12 preferably has at least one variation, or even several successive variations, of its transverse section S 12 , and more particularly of the area of the latter, along its immersed portion 25, c ' that is to say in the space between the glue-atmosphere interface 27 and the free end of said active portion 12 located in the vicinity of, or substantially against, the hidden face 4.
  • the nature of the dimensional variation of the transverse section S 12 of the active part 12 is in no way limited, and may notably consist of a narrowing, that is to say a reduction in the distance to the generator axis (XX ') of all or part of the points forming the contour of the side wall 14, or on the contrary in a widening, and more particularly an increase in the distance to the generator axis (XX') of said side wall 14 .
  • the active part 12 has several successive variations of its transverse section S 12 , substantially staggered along said generator axis (XX ').
  • the side wall 14 may form a protruding collar, and / or instead a substantially annular recess groove, preferably both intended to be covered by the adhesive joint 8 .
  • variation (s) of the transverse section S12 of the active part 12 may be formed by one or more steep shoulder-type recesses, as illustrated in particular in FIG. Figure 5E.
  • the active portion 12 will preferably have a transition section 31 along which its transverse section S 12 varies progressively.
  • the lateral wall 14 of the active part 12 can be made in this way, in particular by curving and or inclining, with respect to the lateral wall of the main body 11 and / or with respect to the generating axis (XX '), a progressive, substantially continuous and smooth sectional variation, which extends longitudinally over a non-point distance along said generator axis (XX ').
  • said transition section 31 will extend over most or even the entire length of the active part 2, as illustrated in particular in FIGS. 5A, 5B and 5C, said transition section 31 being able to be unique and monotonous, that is to say exclusively dedicated to narrowing or contrary to the enlargement of the transverse section S12.
  • the transition section 31 extends on either side of the glue-atmosphere interface 27, that is to say that the variation of transverse section S12 initiated in the emergent portion 26 is advantageously extended into the immersed portion 25 and through the latter, the transition section 31 being distributed both on the emergent portion 26 and on the immersed portion 25.
  • this arrangement will depend on the geometric and dimensional characteristics of the movable member 7, and more particularly the profile of the active portion 12, as well as the amount of glue used to form the glue joint 8 and the degree of depression, that is to say penetration, of the active portion 12 in said adhesive joint.
  • the transverse section S12 of the active portion 12 varies so as to have at least one narrowing, as shown in all the figures. More particularly, according to a preferred embodiment which can constitute an invention as such, the active part 12 can progressively refine so as to form a tip 32 at the first end 33 of the movable member 7.
  • the active part 12 preferably has a terminal constriction, so that the end of the movable member 7 decreases, its cross section being generally decreasing, in particular with respect to the transverse section Su of the main body that precedes it.
  • the side wall 14 preferably tends to fold down gradually and converge towards the generator axis (XX '), in the direction of penetration of the active part 12 in the adhesive joint 8, so that said active part 12 may constitute a profiled tip penetration and wetting, the transverse section S12 reduced as we approach the hidden face 4, and whose shape can in particular recall that of a corner.
  • This convergence, substantially total or truncated, is preferably achieved by means of a substantially continuous profile, forming a transition section 31 as described above, said substantially continuous profile that can be particularly rectilinear, as shown in solid lines figures 5A 5B 3, or otherwise curved, in particular convex, that is to say outwardly curved, as shown in Figure 5C, or concave, as shown in dotted lines in Figure 5B.
  • the tip 32 may have a substantially conical shape, as shown in Figures 1, 5A and 6, substantially frustoconical, as shown in Figures 2, 3, 4, and 5B, rounded dome , in particular a substantially parabolic dome, as illustrated in FIG. 5C, in ogive, or hyperboloid, as shown in dashed lines in FIG. 5B.
  • the free end 12A of the tip 32 may advantageously be blunted, flattened or rounded, for example by polishing.
  • the convergence of the tip can also be achieved discretely, by means of one or more recesses 30, preferably substantially concentric and arranged in steps, so as to form a nipple-like tip, the contours of which can by example to register substantially in a fictional envelope substantially frustoconical or ogive.
  • the tip may in particular have the shape of a cylinder of substantially constant section and narrower than that of the main body 11, and preferably comprise at least two successive concentric cylinders aligned by decreasing diameter, each having a substantially constant diameter and smaller than the diameter of the cylinder which precedes it, as shown in Figure 5E.
  • the geometry of the tip 32 may result from the combination of one or more profiles as described above.
  • the surface of the membrane 2 occupied by the junction 15, and more particularly covered by the glue forming an insulated gasket 8, may have an overall transverse dimension D 8 which is strictly less than 1 mm, and in particular less than or equal to 600 pm.
  • a te! quasi-point assembly also allows the mobile members to hardly affect the properties and behavior of the membrane 2 at the junctions 15 and in the vicinity of the latter, and more particularly to follow substantially without altering the profile P 0 at rest of said membrane, whether it is flat or curved.
  • the tip 32 is single, in one piece, and substantially centered on the generating axis (XX '), said tip 32, more generally the active part 12, and more generally the whole of the mobile member 7 preferably having a geometry of revolution about said generator axis (XX ').
  • the tip 32 is inserted (only) partially into the adhesive joint 8.
  • the active part 12, and more particularly the tip 32 may not be totally embedded in the adhesive joint 8, so that the adhesive-atmosphere interface 27 is located in an intermediate zone of the tip 32, substantially between the wide base of the tip, which is connected to the main body 1 1, and the refined free end of said tip 32, which is oriented towards the membrane 2.
  • such an arrangement makes it possible to limit firstly the dimensions of the immersed portion 25, and more particularly the diameter of the transverse section of the active portion 12 in said submerged portion, while at the same time maintaining a total surface area of side wall 14 which is sufficient to ensure good adhesion of the adhesive seal on the movable member 7, and thus a good stowage of said movable member 7 to the membrane 2.
  • Such an arrangement makes it possible in particular to limit the amount of glue necessary for producing the gasket 8, and moreover to control, and more particularly to limit, the rise of the glue along the active part 12, and consequently the formation and the extent of a corresponding meniscus, which contributes to a significant reduction in the stresses exerted by the junction 15 on the membrane 2, and consequently to the attenuation of the impression effect.
  • the length L32 of the tip 32 measured between its base and its free end, which preferably coincides with the length of the active part 12, is greater than or equal to the total height H 8 of the adhesive joint 8, or "wetting height", measured between the hidden face 4 and the adhesive-atmosphere interface 27.
  • Said total height H 8 of the adhesive joint 8 may in particular be substantially between 100 ⁇ m and 300 ⁇ m, and more particularly close to 200 ⁇ m, while the length L 32 of the tip 32 may be substantially between 300 ⁇ m and 500 ⁇ m. , and especially close to 400 pm.
  • the glue will preferably wick the tip 32 substantially midway up the latter, and more particularly at mid-height of the lateral wall 14 and the transition section 31.
  • the junction may have a substantially biconical structure, whose shape is pronounced of an hourglass, and comprising an upper cone, flexible, formed by the glue joint 8 whose wide base adheres to the hidden face 4, which is connected to a rigid, lower cone formed by the tip 32 which penetrates substantially into said upper cone by the top of the latter.
  • the glue joint (s) 8 will be formed (each) by a drop of glue whose wide base adheres to the hidden face 4 substantially parallel to the reflecting face 3, and in the apex of which penetrates the tip 32.
  • the free end 12A of the active part therefore of the point 32, will advantageously be set back from the hidden face 4, for example at a distance of about 20 ⁇ m from 40 pm of it.
  • the residual thickness E 8 of the adhesive joint, between the active part 12, and more particularly its free end 12A, and the membrane 2 and separating them will preferably be less than or equal to 50 ⁇ m, and so particularly preferably between 20 pm and 30 pm.
  • the apex angle g of the point 32 if any of the imaginary envelope in which said tip 32 substantially falls, will preferably be substantially between 15 degrees and 45 degrees and preferably substantially close to 20 degrees. degrees to 30 degrees, or even 40 degrees.
  • the quadratic roughness Rq of the reflecting face 3, after bonding of the membrane 2 with the mobile member or members 7, can thus be less than or equal to 7 nm (nanometers), or less than or equal to 6 nm, preferably less than or equal to 5 nm, preferably less than or equal to 4 nm, or even less than or equal to 3 nm.
  • Quadrattic roughness Rq also called “RMS roughness” for "Root Mean Square” means the roughness measurement made according to ISO 4287 and corresponding to the following formula: where L represents the profile base length on which the measurement is made, along the y direction, and Z (y) corresponds to the ordinate of the roughness profiles, with respect to the theoretical mean profile Po considered along said length of based.
  • the aforementioned roughness values can be reached over a base length of the order of at least 15 mm, which preferably corresponds to the total diameter of the membrane 2.
  • the inventors have found that the roughness values hitherto attained by the known mirrors and considered as reflecting the best accessible result, were degraded (that is to say increased) very rapidly when one tried, at within said known mirrors, to give the membrane 2 a generally curved profile, particularly parabolic.
  • each movable member 7 it is possible to achieve a quasi-point connection between each movable member 7 and the membrane 2, in particular by means of a very fine point 32 capped with a droplet of small diameter glue, which allows the actuators to substantially marry the profile Po of the membrane, whatever it is, without interfering with the latter, or in particular tend to "straighten” locally (except for what is controlled voluntary deformations necessary to correct the wavefront).
  • the performance and the surface condition of the mirror 1 according to the invention are therefore relatively insensitive to a non-planar shaping of the membrane 2, especially when the latter is given a theoretical average profile P 0 curved, for example regular concave, and in particular spherical or parabolic.
  • the membrane 2 substantially retaining its flexibility in all points, and in particular at the plumb and in the immediate vicinity of the junctions 15, it is possible to locally deform said membrane 2, with respect to its nominal profile at rest and within the limit. its intrinsic flexibility, particularly fine, precise and spatially differentiated, which improves the spatial resolution of the mirror 1.
  • the invention may concern such a deformable mirror having at least one movable member 7 fixed by gluing to the membrane 2 and whose glue joint 8 and the movable member 7 are selected and arranged one by relative to the other so that the quadratic roughness of the reflective face 3 corresponds to the aforementioned values.
  • the movable member 7 has at its second end 34, opposite to the active portion 12, an enlarged base 35, as shown in particular in FIGS. , 3 and 6.
  • said enlarged base 35 is connected to the tip 32 forming the active part 12 by a trunk 36.
  • the base 35 may advantageously provide a base allowing the mobile member 7 to rest directly in contact with the support 5, taking advantage of the a good foundation because the base 35 forms a sole of large extent and having excellent flatness, preferably substantially normal to the generator axis (XX ').
  • said base 35 provides a large bonding surface for hanging, and more particularly for suspending, a permanent magnet 10 to the membrane 2, preferably in free suspension at a distance from the face and bottom 5A, through the movable member 7 which then forms a spacer.
  • such a spacer makes it possible to deport the magnet withdrawn from the membrane 2, and more particularly from the junction 15, and consequently to minimize the extent of the rigid elements placed in the immediate vicinity of said membrane. It is thus possible to make a connection which remains essentially flexible in the immediate vicinity of said membrane. More particularly, it is thus possible to maintain a substantially punctual contact between the movable member 7 and the membrane 2 while using an actuator 6, and more particularly a magnet 10, of relatively large dimensions, much greater than those of the junction 15, and therefore powerful but also easy to handle and assemble.
  • the diameter of the base 35 may advantageously be chosen substantially equal to that of said disc, which greatly facilitates the relative centering of the magnet relative to the movable member 7 and more particularly at the tip 32, especially if it is necessary to bring said magnet 10 to fix against, and for example glue it under, said base 35.
  • the movable member 7 and the nature or the arrangement of the connection between said movable member 7 and the membrane 2 the base 35, or even the movable member 7 as a whole may be ferromagnetic.
  • such a ferromagnetic base 35 may advantageously be passively attracted by the permanent magnet 10 so that the retention of said magnet 10 to said base 35 is ensured essentially or even exclusively by magnetic adhesion.
  • the base 35 may be made of a solid ferromagnetic material, or else embark a ferromagnetic material, for example in the form of a coating partially or completely coating the base 35 and / or the stem of the main body 11, said coating that can be made in particular by overmoulding, or by lithography and metal deposition.
  • the magnetic attraction force exerted by the magnet 10 on the base 35 when said magnet is closer to the receiving surface of said base, and preferably in direct contact with the latter may be chosen so that to present a value greater than that of the maximum tensile force that can be exerted by the actuator 6 on the membrane 2, so that it is not necessary to consolidate the connection base / magnet by a means third, and more particularly so that it is not necessary to resort to a collage to bring together these two elements.
  • the reversibility of such an assembly allows, if necessary, easy and non-destructive disassembly of the actuator 6, by separating the magnet 10 from its base 35, for example when it is necessary to replace or rebalance an actuator. defective or correct an incorrect assembly.
  • the modular design according to the invention allows the need to replace only the defective part, while recovering most other items in good condition to reuse them in the mirror, which of course allows to limit the scrap rate during manufacturing or maintenance operations.
  • the movable member 7 can be formed directly from a single piece and in a magnetized ferromagnetic material, advantageously capable of maintaining a permanent magnetization, so as to form intrinsically, according to a preferred characteristic which can constitute an invention as such, a permanent magnet participating in the actuation of the membrane 2.
  • the movable member 7 may be formed by a monolithic permanent magnet which is cut to a point so as to have on the one hand a main body 11 and on the other hand an active part 12, and more particularly a tip 32, according to one or the other of the arrangements described above.
  • Such a movable magnet member may be made by any suitable technique, for example by molding or sintering.
  • Said permanent magnet may advantageously have, in a row, along the generator axis (XX '), a plurality of sections of different sections made continuously in the same ferromagnetic material, and preferably, as shown in FIG. lower terminal forming a wide base 35, possibly an intermediate section 36 forming a narrow cylindrical trunk, of smaller diameter than that of said base 35, which can fulfill the role of offset spacer relative to the membrane 2, and finally a section upper terminal forming a fixing pin 32 by which said magnet is suspended from said membrane.
  • the magnet is attached to a rod or that it is an integral part of the movable member 7, the latter advantageously allows to suspend the membrane 2, and more particularly the hidden face 4, a permanent magnet 10 whose diameter is preferably substantially equal to that of the base 35.
  • the base 35 makes it possible to improve the efficiency and the reliability of the actuator 6, and consequently the control of the membrane 2.
  • a movable member comprising, preferably in one piece, both an enlarged base 35 and a tip 32 makes it possible to reconcile stability and maneuverability when assembled on the one hand, and robust contact but low interference with the membrane 2 on the other hand.
  • the diameter of the base 35 may for example correspond to two to three times that of the trunk 36.
  • the overall overall length of the movable member 7 may be substantially between 1 mm and 3 mm, and preferably close to 1.5 mm, the trunk diameter 36 between 200 pm and 500 pm, and preferably around 300 ⁇ m, and the diameter of the base 35 between 800 ⁇ m and 1 mm.
  • the height of the base 35 may in turn preferably represent less than 30%, preferably less than 25% and preferably between 15% and 20% of the total length of the main body 11, the latter comprising the trunk 36 and said base 35.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a deformable mirror 1 as described above, during which is fixed by gluing on the membrane 2 a movable member 7 designed to locally deform said membrane.
  • said method comprises at least one step (a) of profiling a movable actuator member 7 during which, at the end 33 of the main body 11, an organ is formed.
  • step (a) profiling will lead to form a tip 32 refining the first end 33 of the movable member 7.
  • the assembly step (b) may comprise a sub-component.
  • transfer binder step (b1) in which the end 33 of the movable member 7 is placed in contact with a reserve of glue, and more particularly during which the profiled active portion 12 is brought into contact with contact with a mass of substantially liquid glue, or even slightly tip 32 in said mass of glue, in order to take by capillarity a drop of glue wetting said end, and a substep (b2) junction during which the end thus bonded with the movable member 7 is applied against the hidden face 4 of the membrane 2.
  • such a method makes it possible to limit the quantity of glue removed and applied against the membrane 2 to a minimal quantity just necessary and sufficient to ensure the proper attachment of the movable member 7 to the membrane 2, and consequently to limit the phenomenon fingerprint.
  • the substeps (b1) of sizing and / or (b2) junction can be operated individually, one movable member at a time, they will be particularly preferably carried out collectively, a plurality, if not all of the movable members of the mirror being manipulated, glued and then applied to the back of the membrane simultaneously, in a partial batch or preferably by a whole group of movable members, by means of a suitable gripping member allowing arrange them and maintain them during each of said operations according to the arrangement of the selected network.
  • the mass of adhesive in contact with which one comes to carry out sub-step (b1) transfer sizing can then be in the form of a band glued on one of its faces, of dimensions greater than or equal to those of the area occupied by the movable members 7, and preferably substantially flat, against which is applied simultaneously, and preferably in a substantially normal approach movement to said face, the projecting points of all of said movable members, themselves held laterally relative to each other, substantially in their final configuration, by a suitable support.
  • the method which will preferably apply to a planar membrane, may comprise a step (c) of deformation of the membrane during which said membrane 2 is imparted with a non-planar mean profile Po, for example parabolic or spherical.
  • the process will then include a polymerization step or "drying" during which it is allowed to "harden” the adhesive joint 8.
  • the present invention advantageously allows to achieve, by means of a versatile process applicable both planar mirrors only curved mirrors, a deformable mirror having an excellent finish, a high degree of precision, a good speed of execution during dynamic modifications of the configuration of its membrane by the actuators 6, that is to say, a short response time, as well as good mechanical and thermal stability, and this while maintaining a relatively simple structure, compact and relatively easy to assemble, modify, or restore, which allows the case appropriate to increase the spatial density of the actuators and the spatial resolution of adjustment of the reflecting surface of the mirror.

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Abstract

L'invention concerne un miroir déformable comportant une membrane (2) déformable possédant une face réfléchissante (3) montée sur un support pourvu d'au moins un actionneur conçu pour la déformer, ledit actionneur comprenant au moins un organe mobile (7) fixé à la membrane (2) par un joint de colle (8) et possédant un corps principal (11 ), situé hors du joint de colle (8), qui se prolonge par une partie active (12) qui pénètre en tout ou partie dans ledit joint de colle (8) de telle sorte que la colle s'étale sur la face cachée (4) parallèle à la face réfléchissante (3) et adhère au moins en partie sur la paroi latérale (14) de ladite partie active (12), laquelle forme une pointe (32) limitant l'empreinte du collage sur ladite face réfléchissante (3). Miroir déformable pour optique adaptative.

Description

MIROIR DEFORMABLE A FAIBLE EMPREINTE DE COLLAGE ET PROCEDE DE
FABRICATION D'UN TEL MIROIR
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine générai des miroirs déformables utilisés dans les systèmes optiques adaptatifs, pour des applications aussi diverses que l'astronomie, la médecine, notamment l'ophtalmologie, les télécommunications, la métrologie, etc.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à un miroir déformable comportant une membrane déformable possédant une face réfléchissante, ladite membrane étant montée sur un support pourvu d'au moins un actionneur conçu pour déformer ladite membrane, ledit actionneur comprenant au moins un organe mobile fixé à la membrane par un joint de colle.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un miroir déformable comprenant une membrane déformable présentant une face réfléchissante, au cours duquel on fixe par collage sur ladite membrane un organe mobile d'actionneur conçu pour déformer localement ladite membrane.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Il est connu d'employer des miroirs déformables afin de corriger les irrégularités du front d'onde d'un faisceau lumineux. A cet effet, de tels miroirs déformables sont pourvus d'une surface réfléchissante souple, généralement formée par une membrane, au dos de laquelle sont reliés des actionneurs capables de manœuvrer localement la membrane en avance ou en retrait, et ainsi de modifier le chemin optique parcouru par les différents rayons constituant le faisceau qui se réfléchit sur ladite membrane. Il est ainsi possible de compenser les déphasages à l'origine de la déformation du front d'onde. Les actionneurs peuvent notamment être de type électromagnétique, et comporter alors des organes mobiles de type aimants permanents qui sont fixés à la membrane et pilotés à distance par des bobines fixes solidaires du support.
S'ils procurent des avantages indéniables, les miroirs déformables connus peuvent toutefois présenter certains inconvénients, qui résultent notamment de l'assemblage des organes mobiles des actionneurs sur la membrane.
En effet, un tel assemblage, qui est généralement effectué par collage, peut affecter localement les propriétés de la membrane, aussi bien en termes de rigidité, de fréquence de résonance, que d'état de surface, et ainsi amoindrir les performances du miroir.
Afin de limiter les conséquences de l'assemblage des actionneurs sur la qualité globale du miroir, il a notamment été envisagé de conserver une membrane relativement épaisse.
Toutefois, plus la membrane est épaisse, plus elle est rigide, si bien qu'une telle solution limite globalement la capacité de ladite membrane à se déformer. En pareil cas, il peut donc être nécessaire de mettre en œuvre des actionneurs relativement lourds et encombrants.
En outre, une forte épaisseur tend plus particulièrement à limiter la capacité de ladite membrane à se déformer de manière essentiellement localisée, dans la mesure où il est difficile de contrôler finement et de manière nettement différenciée la déformation de plusieurs points de la face réfléchissante situés au voisinage immédiat l'un de l'autre. Une membrane épaisse possède par conséquent une résolution spatiale relativement limitée.
Par ailleurs, il a également été envisagé d'enduire l'ensemble de la face cachée de la membrane d'une couche de colle uniforme sur laquelle viennent adhérer les organes mobiles des actionneurs. Toutefois, une telle solution présente l'inconvénient d'augmenter la masse de la membrane en mouvement et d'abaisser sa fréquence de résonance, ce qui contraint à limiter sa vitesse d'asservissement au préjudice de la réactivité du miroir.
En outre, l'enduction de l'ensemble de la membrane par une couche de colle continue, peut créer une sorte de bilame dont le comportement thermique peut rendre le miroir sujet à une certaine instabilité ou à des phénomènes de dérive.
Par ailleurs, les inventeurs ont constaté que, quelle que soit la solution envisagée, les miroirs obtenus par les procédés de fabrication connus présentaient toujours des irrégularités de surface, la mise en place des actionneurs induisant un bosselage de la surface réfléchissante. Or, ce phénomène, connu sous le nom d' « empreinte » ou « print through », peut bien entendu s'avérer problématique lorsque le miroir est destiné à une application de haute précision.
EXPOSE DE L'INVENTION
Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à remédier aux différents inconvénients susmentionnés et à proposer un nouveau miroir déformable dont la qualité, la précision et l'état de surface soient améliorés.
Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un nouveau miroir déformable dont la structure soit relativement simple.
Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un nouveau miroir déformable dont la fabrication et l'assemblage sont simplifiés et moins onéreux que la fabrication et l'assemblage des miroirs déformables connus.
Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un nouveau miroir déformable dont le comportement soit particulièrement homogène, reproductible, précis, et stable.
Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un nouveau miroir déformable qui soit particulièrement robuste et qui présente une bonne longévité. Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un nouveau miroir déformable qui tolère un asservissement particulièrement rapide et qui présente une bonne réactivité.
Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un miroir déformable, notamment de type micro-miroir, dont les organes en mouvement, et notamment la membrane, sont particulièrement légers.
Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un nouveau procédé de fabrication d'un miroir déformable qui soit particulièrement simple à mettre en œuvre et qui permette d'obtenir un miroir de qualité optimisée, présentant notamment un excellent état de surface. Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un procédé de fabrication d'un miroir déformable par collage qui soit relativement simple et rapide à mettre en œuvre, et qui minimise la quantité de colle utilisée.
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un miroir déformable comportant une membrane déformable possédant une face réfléchissante, ladite membrane étant montée sur un support pourvu d'au moins un actionneur conçu pour déformer ladite membrane, ledit actionneur comprenant au moins un organe mobile fixé à la membrane par un joint de colle, ledit miroir étant caractérisé en ce que ledit organe mobile possède un corps principal, situé hors du joint de colle, qui se prolonge par une partie active qui pénètre en tout ou partie dans ledit joint de colle, de telle sorte que la colle adhère au moins en partie sur la paroi latérale de ladite partie active pour assurer une jonction entre l'organe mobile et la membrane, et en ce que ladite partie active présente une section transverse, délimitée par ladite paroi latérale, qui se différencie de celle du corps principal.
Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé de fabrication d'un miroir déformable comprenant une membrane déformable présentant une face réfléchissante, au cours duquel on fixe par collage sur ladite membrane un organe mobile d'actionneur conçu pour déformer localement ladite membrane, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une étape (a) de profilage d'un organe mobile d'actionneur au cours duquel on réalise, à l'extrémité du corps principal d'un organe mobile d'actionneur, une partie active dont la section transverse, délimitée par sa paroi latérale, est différente de celle du corps principal, puis une étape (b) d'assemblage au cours de laquelle on fixe l'organe mobile à la membrane par collage en réalisant un joint de colle reliant ladite membrane à au moins une partie de la paroi latérale de ladite partie active.
DESCRIPTIF SOMMAIRE DES DESSINS
D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus en détails à la lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif, parmi lesquels : - La figure 1 illustre, selon une vue en perspective écorchée, une première variante de réalisation d'un miroir déformable conforme à l'invention.
- Les figures 2 et 3 illustrent, selon des vues partielles de côté en coupe, une seconde et une troisième variante de réalisation de miroirs déformables conformes à l'invention.
- La figure 4 illustre, selon une vue schématique de côté en coupe, une jonction par collage entre des organes mobiles et une membrane au sein d'un miroir conforme à l'invention.
- Les figures 5A, 5B, 5C, 5D, et 5E illustrent, selon des vues partielles de côté en coupe, différentes variantes de réalisation de parties actives sur des organes mobiles d'actionneurs conformes à l'invention. - La figure 6 illustre, selon une vue de côté, une variante de réalisation d'organe mobile d'actionneur conforme à l'invention.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
La présente invention se rapporte à un miroir déformable 1 , et plus particulièrement à un miroir déformable 1 destiné à modifier, et en particulier à rectifier, un front d'onde dans une application optique quelconque, par exemple dans le domaine de l'astronomie, de ia médecine, et plus particulièrement de l'ophtalmologie, des télécommunications, de la métrologie etc.
A cet effet, le miroir déformable 1 comporte une membrane 2 déformable qui possède une face réfléchissante 3 destinée à réfléchir le faisceau lumineux incident, ainsi qu'une face opposée, dite « face cachée » 4.
La membrane 2 est montée sur un support 5, de préférence rigide, qui peut former un boîtier creux recouvert par ladite membrane 2, tel que cela est illustré sur la figure 1.
Bien entendu, ie matériau constitutif de la membrane 2, ainsi que l'épaisseur e2 de cette dernière seront choisis notamment pour conférer à ladite membrane 2 la souplesse nécessaire, tout en respectant les contraintes liées au seuil de fréquence de résonance.
A ce titre, ladite membrane pourra être réalisée dans un film polymère ou encore par une fine nappe de silicium, et pourra présenter une épaisseur inférieure ou égale à 50 pm, de préférence inférieure ou égale à 10 pm, voire sensiblement comprise entre 3 pm et 5 pm.
De préférence, l'épaisseur e2 de ladite membrane est sensiblement constante, de telle sorte que la face réfléchissante 3 et ia face cachée 4 sont sensiblement parallèles.
De même, la face réfléchissante 3 et/ou la face cachée 4 seront de préférence sensiblement régulières et lisses, dépourvues de reliefs ou d'aspérités, ce qui permet notamment de simplifier la réalisation de la membrane 2.
Bien entendu, le profil moyen P0 idéal de ladite membrane 2, et plus particulièrement de ia face réfléchissante 3, pourra être quelconque.
A titre d'exemple, ledit profil moyen P0> considéré de préférence au repos dans le plan sagittal π du miroir déformable 1 , pourra être sensiblement rectiligne, de telle sorte que la face réfléchissante sera sensiblement plane, tel que cela est représenté sur les figures 2, 3 et 4. Ledit profil moyen P0 pourra également être légèrement, et de préférence régulièrement, incurvé, de telle sorte que la face réfléchissante 3 présente un profil bombé, de préférence concave, et par exemple forme une sorte de coupelle de type calotte sphérique, telle qu'illustrée sur la figure 1 , ou parabolique. Sur les figures, l'axe optique central du miroir 1 , qui constitue de préférence son axe de révolution, s'étend sensiblement parallèlement à la direction verticale.
Par ailleurs, le contour délimitant latéralement la membrane 2 ainsi que le support 5 pourra être de forme quelconque, mais correspondra de préférence à un polygone régulier ou à un cercle, le miroir se présentant alors sensiblement sous la forme d'un cylindre, voire d'un disque tel que cela est illustré sur la figure 1.
Selon l'invention, le support 5 est pourvu d'au moins un actionneur 6 conçu pour déformer ladite membrane 2, ledit actionneur comprenant à cet effet au moins un organe mobile 7 fixé à la membrane 2 par un joint de colle 8.
De préférence, le miroir 1 comporte une pluralité d'actionneurs 6, de préférence de structure et de dimensions sensiblement identiques, et par conséquent une pluralité d'organes mobiles 7 indépendants les uns des autres et tous reliés à la membrane déformable 2.
De façon particulièrement préférentielle, les actionneurs sont répartis, à l'intérieur du contour latéral de la membrane, et plus particulièrement logés dans le boîtier délimité par le support, selon les nœuds d'un réseau de mailles régulières, par exemple sensiblement carrées ou hexagonales, de telle sorte que lesdits actionneurs 6, et plus particulièrement les organes mobiles 7 associés, quadrillent la membrane 2 en la divisant ainsi en une matrice dont on peut avantageusement contrôler le déplacement de chaque cellule individuellement. A titre d'exemple, un miroir dont la membrane 2 présentera un diamètre d'environ 15 mm pourra comporter cinquante-deux actionneurs 6. De préférence, tel que cela est illustré sur les figures, les organes mobiles 7 seront agencés pour se déplacer, et entraîner localement la membrane 2 en déplacement, sensiblement en translation, selon une direction sensiblement perpendiculaire au profil moyen P0 de la face réfléchissante, et plus particulièrement de bas en haut et inversement selon une direction sensiblement verticale sur les figures 1 à 3 et 5A à 5F.
Selon une variante de réalisation non représentée, plusieurs joints de colle 8, voire l'ensemble des joints de colle 8, peuvent être reliés les uns aux autres de sorte à former une couche sensiblement continue et homogène recouvrant largement, voire entièrement, la face cachée 4 de la membrane 2. Toutefois, de façon particulièrement préférentielle, les organes mobiles 7 seront reliés à la membrane déformable 2 respectivement par une pluralité de joints de colle 8 qui sont séparés les uns des autres.
Avantageusement, on pourra ainsi fixer individuellement chacun desdits organes mobiles 7 au moyen d'une seule goutte de colle isolée de faible volume, ce qui permet non seulement de limiter la quantité de colle nécessaire à l'assemblage, mais également de gagner en précision d'assemblage, en légèreté de l'ensemble ainsi réalisé, et d'améliorer l'état de surface tel que cela sera décrit plus loin.
De surcroît, la réalisation de jonctions 15 individuelles et sensiblement ponctuelles entre organes mobiles 7 et membrane 2 permet au besoin de séparer un organe mobile 7 de ladite membrane sans dégrader cette dernière, afin par exemple de remplacer facilement un ou plusieurs organes mobiles 7 défectueux, ce qui est délicat, sinon "impossible, dans le cas ou l'on réalise une liaison particulièrement forte au moyen d'une couche de colle continue.
On remarquera en outre que la minimisation de la quantité de colle permet avantageusement de limiter considérablement les effets de dégazage qui peuvent éventuellement être observés lorsque le miroir est utilisé dans une application sous basse pression, et notamment « sous vide », par exemple au sein d'un cryostat. Bien entendu, des qualités de la colle et notamment sa raideur, sa viscosité, son temps de séchage, son comportement thermique etc. seront adaptés à l'application visée. A ce titre, le joint de colle 8 sera de préférence réalisé à l'aide d'une colle de type élastomère, par exemple du genre silicone. De surcroît, tel que cela est illustré sur les figures, le joint de colle 18 réalisera de préférence un assemblage direct entre l'actionneur 6 et la membrane 2, et plus particulièrement entre l'organe mobile 7 et la face cachée 4, en venant mouiller spontanément et sensiblement librement ces deux éléments.
Par ailleurs, il est remarquable que l'invention n'est nullement limitée à un type particulier d'actionneur 6, et peut notamment mettre en œuvre, pour provoquer et contrôler le déplacement de l'organe mobile 7, et par conséquent l'éloignement ou le rapprochement de la membrane 2 par rapport au fond 5A du support 5, tout type de technologie susceptible de créer un mouvement, une déformation ou une dilatation, par exemple d'origine mécanique, électrique, électromagnétique, piézo-électrique, pneumatique, hydraulique, thermique, etc.
A ce titre, l'actionneur 6 pourra par exemple comprendre un organe fixe 9, solidaire du support 5, et de préférence inséré dans un logement prévu à cet effet dans le fond 5A dudit support 5, de sorte à former un organe de propulsion de l'organe mobile 7, ce dernier étant distinct dudit organe fixe 9 et monté librement mobile par rapport à celui-ci.
Ainsi, selon la première variante de réalisation illustrée sur la figure 1 , l'organe fixe 9 pourra être formé par un inducteur électromagnétique de type bobine, tandis que l'organe mobile 7 sera formé par un noyau mobile ferromagnétique apte à se déplacer le long de l'axe générateur dudit solénoïde. Selon la seconde variante de réalisation illustrée sur la figure 2, l'organe fixe 9 pourra être formé par un électroaimant permettant de piloter l'intensité et la polarité du champ magnétique appliqué à l'organe mobile 7, lui-même constitué d'un matériau ferromagnétique ou pourvu à sa base d'un aimant permanent 10 se présentant par exemple sous la forme d'une pastille. Bien entendu, il est également parfaitement envisageable que l'organe mobile 7 puisse constituer la tige d'un vérin pneumatique, hydraulique, à vis etc.
A l'inverse, selon une troisième variante de réalisation illustrée sur la figure 3, l'actionneur 6 pourra être formé par une colonne de hauteur ajustable reliant directement le fond 5A du support 5 à la membrane 2, à la manière d'une entretoise.
Ladite colonne peut avantageusement comprendre au moins un tronçon réalisé dans un matériau piézo-électrique, sinon être formée intégralement dans barreau piézoélectrique, de telle sorte que l'on puisse modifier et contrôler sa hauteur, et par conséquent la distance séparant la membrane 2 du fond 5A, en provoquant la dilatation, ou, alternativement, la contraction, longitudinale intrinsèque dudit matériau piézo-électrique.
Selon une caractéristique importante de l'invention, l'organe mobile 7 possède un corps principal 11 , situé hors du joint de colle 8, ledit corps principal 11 se prolongeant par une partie active 12 qui pénètre en tout ou partie dans ledit joint de colle 8, de telle sorte que la colle adhère sur la paroi latérale 14 de ladite partie active 12 pour assurer une jonction 15 entre l'organe mobile 7 et la membrane 2.
Par « paroi latérale » 14; on désigne l'élément de paroi externe qui délimite latéralement la partie active 12 en s'étendant depuis le corps principal 11 jusqu'à l'extrémité libre 12A de ladite partie active 12 la plus éloignée dudit corps principal, ladite extrémité libre étant quant à elle située dans le joint de colle 8, à proximité la membrane 2.
En d'autres termes, l'organe mobile 7, et plus particulièrement la partie active 12, s'étend de préférence sensiblement selon une ligne moyenne (XX') qui joint le corps principal 11 à l'extrémité libre 12A de la partie active 12, ladite ligne moyenne correspondant sensiblement à la direction générale selon laquelle ladite partie active 12 aborde la membrane 2 et pénètre dans le joint de colle 8, tandis que la paroi latérale 14 correspond à la surface qui s'enroule et se referme autour de ladite ligne moyenne (XX') afin de marquer la limite transversale de la partie active 12 par rapport à ladite ligne moyenne (XX'). Avantageusement, le mouillage par la colle d'au moins une partie de la paroi latérale 14 optimise la superficie et la répartition de ladite colle sur la partie active 12, ce qui garantit une bonne adhérence et permet ainsi de consolider l'ancrage de l'organe mobile 7 à la membrane 2. En particulier, une telle disposition permet de ne pas limiter la jonction 15 à une simple prise en bout, dans laquelle le joint de colle 8 formerait une pellicule confinée, sans débordement, dans un espace compris entre la face cachée 4 de la membrane 2 et la seule paroi supérieure délimitant l'extrémité libre 12A de la partie active.
Tel que cela sera détaillé plus loin, il est ainsi possible de réaliser une jonction 15 particulièrement robuste et fiable, y compris et surtout lorsque la superficie de la paroi supérieure de la partie active 12, qui est située en vis-à-vis de la membrane 2, est particulièrement restreinte, voire sensiblement ponctuelle et nulle.
De préférence, la ligne moyenne (XX') peut être sensiblement parallèle à l'axe optique du miroir 1 , et plus particulièrement sensiblement perpendiculaire à la membrane 2, tel que cela est illustré sur les figures.
En outre, l'organe mobile 7, et plus particulièrement son corps principal 11 , est de préférence formé par une tige, qui se présente préférentiellement sensiblement sous la forme d'un cylindre, de préférence de base circulaire, et qui s'étend préférentiellement de façon sensiblement rectiligne selon ladite ligne moyenne (XX'), dite « axe générateur».
Avantageusement, le joint de colle 8 d'une part adhère à, et s'étale sur, la face cachée 4 sensiblement parallèle à la face réfléchissante 3, et d'autre part adhère (au moins) à la paroi latérale 14 de l'organe mobile qui s'étend quant à elle selon une direction sensiblement transverse, voire normale, à ladite face cachée 4. Ainsi, il est possible de réunir l'organe mobile 7 et la membrane 2 par le dépôt d'un joint de colle (sous forme d'une couche ou même d'un simple point) entre d'une part la partie active 12 de l'organe mobile 7 et d'autre part la face cachée 4 de la membrane 2 qui se présente de façon transversale, voire sensiblement perpendiculaire, à l'axe générateur (ΧΧ') dudit organe mobile selon lequel ce dernier sollicite la membrane en déplacement.
Les inventeurs ont en effet constaté qu'il était possible d'obtenir une jonction 15 à la fois simple, suffisamment robuste, et présentant une faible empreinte de collage, en mouillant conjointement, même librement, à l'aide d'un même joint de colle 8, au moins deux surfaces d'encollage 4A, 14A, dont une première surface d'encollage 14A spécialement profilée appartenant à la paroi latérale 14 de la partie active 12 de l'organe mobile 7, permettant de contrôler, et plus particulièrement de limiter, le degré de mouillage tel que cela sera détaillé ci-après, et une seconde surface d'encollage 4A qui forme une portion de la face cachée 4 et que l'organe mobile 7 aborde transversalement, et notamment sensiblement perpendiculairement, ladite seconde surface d'encollage 4A pouvant avantageusement se présenter sensiblement « à plat », de manière lisse et régulière, en vis-à-vis du bout dudit organe mobile et de manière sensiblement normale à l'axe générateur (XX1) de ce dernier sans que cela n'affaiblisse ou n'amoindrisse les performances du collage.
De préférence, l'organe mobile 7, et plus particulièrement la tige, est réalisé d'un seul tenant dans un matériau rigide, et notamment suffisamment rigide en comparaison des efforts à fournir pour déformer la membrane 2 selon une course fonctionnelle suffisante, laquelle est verticale sur les figures. Chaque actionneur 6 pourra ainsi avantageusement être pourvu d'un unique organe mobile 7 monolithique.
En outre, il conviendra que ledit matériau, et plus globalement l'organe mobile 7, soit léger et usinable facilement, à moindre coût.
A titre d'exemple, une telle tige pourra être réalisée à partir d'un jonc composite de type fibre de carbone/matrice époxy, en fibre de verre, ou en matériau métallique.
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, la partie active 12 présente une section transverse S-12, délimitée par la paroi latérale 14, qui se différencie de la section transverse Su du corps principal 11 . Par « section transverse », on désigne la section de l'organe mobile 7, et plus particulièrement la section de la partie active 12, respectivement du corps principal 11 , considérée transversalement à ligne moyenne d'extension dudit organe mobile 7, ladite ligne moyenne allant du corps principal jusqu'à l'extrémité de la partie active 12. Lorsque l'organe mobile est formé par une tige d'axe générateur (XX'), les sections transverses correspondent aux sections planes mesurées sensiblement perpendiculairement à cet axe générateur, lequel correspond par ailleurs de préférence sensiblement à la direction générale selon laquelle l'organe mobile 7 aborde la membrane 2, pénètre dans le joint de colle, et est susceptible de se déplacer. De façon particulièrement avantageuse, l'agencement différencié de l'organe mobile 7 conforme à l'invention permet d'améliorer significativement l'état de surface de la face réfléchissante 3, de telle sorte que la surface réelle de ladite face réfléchissante 3 se rapproche sensiblement du profil moyen P0 idéal que l'on souhaite - au moins en théorie - conférer à cette dernière, En effet, les inventeurs ont constaté qu'en réalisant des miroirs à l'aide d'organes mobiles connus, on générait un bosselage non négligeable de la face réfléchissante 3, du fait que chaque organe mobile 7 imprimait une empreinte au niveau de ladite face réfléchissante, mais qu'il était possible d'atténuer ce phénomène en conférant auxdits organes mobiles, et plus particulièrement à leur partie active, une forme spécifiquement étudiée.
Plus particulièrement, les inventeurs ont constaté, que, lors du mouillage de l'extrémité d'un organe mobile 7 par la colle, cette dernière avait tendance à remonter le long dudit organe par capillarité en formant un ménisque qui avait pour effet de générer des contraintes entre ledit organe mobile 7 et la face cachée 4 sur laquelle est disposée la colle.
Or, ces contraintes peuvent être à l'origine d'un phénomène de contraction, ou de rétreinte, qui provoque la flexion locale de la membrane 2, cette dernière ayant tendance à se resserrer autour de l'extrémité de l'organe mobile 7 qui est noyée dans la colle. L'assemblage des organes mobiles connus à la membrane avait donc pour effet, jusqu'ici, d'incurver localement ladite membrane en y imprimant une bosse 20, sensiblement au droit de chaque organe mobile.
A l'inverse, tel que cela est illustré sur la figure 4, l'agencement spécifique du miroir 1 et de l'organe mobile 7 conformes à l'invention, et plus particulièrement le profilage particulier de la partie active 12, permet avantageusement de limiter l'empreinte induite par la jonction 15 sur la face réfléchissante 3 du miroir 1 , et plus particulièrement d'atténuer ledit effet d'empreinte en réduisant l'amplitude des éventuelles bosses 20 qui altèrent la qualité de l'état de surface de la membrane 2, et plus particulièrement de la face réfléchissante 3.
Plus particulièrement, il a été constaté que l'éventuelle empreinte résiduelle résultant de l'assemblage conforme à l'invention est bien moindre que celle laissée par un organe mobile dont la section transverse serait relativement large et invariante depuis le corps principal 11 jusqu'à l'extrémité baignant dans la colle. Avantageusement, l'invention permet donc de contrôler finement le mouillage de l'organe mobile 7, et plus particulièrement de la partie active 12 afin de ne pas générer d'aspérités importantes sur la face réfléchissante 3.
En outre, une telle disposition différenciant le corps principal 11 de la partie active 12 par leur géométrie et leurs dimensions permet, tout en préservant sensiblement la face réfléchissante 3 du phénomène d'empreinte, de conserver un corps principal 11 renforcé, de dimensions et notamment de section transverse relativement importante, qui présente par conséquent une excellente rigidité et plus particulièrement une bonne raideur en traction comme en compression.
A titre d'exemple, le corps principal peut notamment présenter un diamètre supérieur ou égal à 200 μητι, et de préférence sensiblement compris entre 200 pm et 400 pm.
On peut ainsi assurer une transmission de mouvement plus fiable, rapide et reproductible, entre l'organe fixe 9, et plus particulièrement le support 5, et la membrane 2 reliée à l'organe mobile 7. Le miroir 1 peut donc gagner en fiabilité et en rapidité, sans souffrir d'instabilité ou d'erreur d'asservissement dynamique.
Dans ce qui suit, par commodité de description, on désignera par « portion immergée » 25 la portion de l'organe mobile 7, et plus particulièrement de la partie active 12, qui est noyée dans le joint de colle 8, et par « portion émergente » 26, la portion de l'organe mobile 7, et plus particulièrement, ie cas échéant, de la partie active 12, qui est située hors du joint de colle 8, sensiblement à l'opposé de la membrane 2, et qui baigne de préférence dans l'atmosphère elle-même confinée à l'intérieur du boîtier que délimitent le support 5 et la membrane 2. En pratique, c'est donc l'interface coile-atmosphère 27 qui marque la séparation entre ladite portion émergente 26 et la portion immergée 25 de la partie active 12, cette séparation se matérialisant sur la face latérale 14 par une ligne de mouillage représentée en pointillés sur les figures 4 et 6.
Selon une possibilité de réalisation, le changement de section transverse entre le corps principal 11 et la partie active 12 peut intervenir au moins en partie, sinon en totalité, dans la portion émergente 26 de l'organe mobile 7, c'est-à-dire en dehors du joint de colle 8, tel que cela est le cas par exemple sur les figures 5D, 5E. En d'autres termes, la variation de section transverse affectant la partie active 12 peut être localisée hors du joint de colle. La section transverse S-|2 de la partie active 12, bien que modifiée par rapport à celle du corps principal 11 , peut alors se prolonger de façon sensiblement constante depuis la portion émergente 26 jusqu'à la portion immergée 25 comprise, tel que cela est le cas sur ces mêmes figures 5D, 5E.
Toutefois, selon une autre possibilité de réalisation préférentielle, correspondant par exemple aux figures 5A, 5B, 5C, la portion immergée 25 de la partie active 12, noyée dans le joint de colle 8, présente au moins une variation dimensionnelle de sa section transverse S-i2. En d'autres termes, la partie active 12 présente de préférence au moins une variation, voire plusieurs variations successives, de sa section transverse S12, et plus particulièrement de la superficie de cette dernière, le long de sa portion immergée 25, c'est-à-dire dans l'espace compris entre l'interface colle-atmosphère 27 et l'extrémité libre de ladite partie active 12 située au voisinage de, voire sensiblement contre, la face cachée 4.
Bien entendu, la nature de la variation dimensionnelle de la section transverse S12 de la partie active 12 n'est nullement limitée, et peut notamment consister en un rétrécissement, c'est-à-dire en une réduction de la distance à l'axe générateur (XX') de tout ou partie des points formant le contour de la paroi latérale 14, ou au contraire en un élargissement, et plus particulièrement une augmentation de la distance à l'axe générateur (XX') de ladite paroi latérale 14.
Il est également parfaitement envisageable que la partie active 12 présente plusieurs variations successives de sa section transverse S12, sensiblement étagées le long dudit axe générateur (XX').
Ainsi, selon une variante de réalisation non représentée, la paroi latérale 14 pourra former un collet saillant, et/ou au contraire une gorge rentrante sensiblement annulaire, de préférence destinés l'un comme l'autre à être recouverts par le joint de colle 8.
Par ailleurs, il est envisageable que la ou les variations de la section transverse S12 de la partie active 12 soi(en)t formée(s) par un ou plusieurs décrochements 30 abrupts, de type épaulements, tel que cela est illustré notamment sur la figure 5E.
Toutefois, la partie active 12 présentera de préférence un tronçon de transition 31 le long duquel sa section transverse S12 varie progressivement.
Avantageusement, on peut réaliser ainsi, notamment en incurvant et ou en inclinant la paroi latérale 14 de la partie active 12, par rapport à la paroi latérale du corps principal 11 et/ou par rapport à l'axe générateur (XX'), une variation de section progressive, sensiblement continue et douce, qui s'étend longitudinalement sur une distance non ponctuelle le long dudit l'axe générateur (XX'). De préférence, ledit tronçon de transition 31 s'étendra sur ia majorité, voire sur la totalité de la longueur de la partie active 2, tel que cela est illustré notamment sur les figures 5A, 5B et 5C, ledit tronçon de transition 31 pouvant être unique et monotone, c'est-à-dire exclusivement dédié au rétrécissement ou au contraire à l'élargissement de la section transverse S12.
De préférence, tel que cela est illustré sur les figures 5A, 5B et 5C, le tronçon de transition 31 s'étend de part et d'autre de l'interface colle-atmosphère 27, c'est-à-dire que la variation de section transverse S12 amorcée dans la portion émergente 26 se prolonge avantageusement jusque dans la portion immergée 25 et à travers cette dernière, le tronçon de transition 31 étant réparti à la fois sur la portion émergente 26 et sur la portion immergée 25.
Bien entendu, cette disposition dépendra des caractéristiques géométriques et dimensionnelles de l'organe mobile 7, et plus particulièrement du profil de la partie active 12, ainsi que de la quantité de colle utilisée pour former le joint de colle 8 ainsi que du degré d'enfoncement, c'est-à-dire de pénétration, de la partie active 12 dans ledit joint de colle.
De façon particulièrement préférentielle, la section transverse S12 de la partie active 12 varie de sorte à présenter au moins un rétrécissement, tel que cela est représenté sur l'ensemble des figures. Plus particulièrement, selon une variante de réalisation préférentielle qui peut constituer une invention en tant que telle, la partie active 12 peut aller en s'affinant progressivement de sorte à former une pointe 32 à la première extrémité 33 de l'organe mobile 7.
En d'autres termes, la partie active 12 présente de préférence un rétrécissement terminal, de telle sorte que l'extrémité de l'organe mobile 7 va en diminuant, sa section transverse étant globalement décroissante, en particulier par rapport à la section transverse Su du corps principal qui la précède. Ainsi, la paroi latérale 14 tend de préférence à se rabattre progressivement et à converger vers l'axe générateur (XX'), dans le sens de pénétration de la partie active 12 dans le joint de colle 8, de telle sorte que ladite partie active 12 peut constituer un embout profilé de pénétration et de mouillage, dont la section transverse S12 réduit au fur et à mesure que l'on s'approche de la face cachée 4, et dont la forme peut notamment rappeler celle d'un coin.
Cette convergence, sensiblement totale ou tronquée, est de préférence réalisée au moyen d'un profil sensiblement continu, formant un tronçon de transition 31 tel que décrit plus haut, ledit profil sensiblement continu pouvant être notamment rectiligne, tel que cela est illustré en traits pleins sur les figures 5A3 5B, ou au contraire incurvé, et notamment convexe, c'est-à-dire bombé vers l'extérieur, tel que cela est illustré dans la figure 5C, ou concave, tel que cela est illustré en traits pointillés sur la figure 5B.
Plus particulièrement, la pointe 32 pourra présenter une forme sensiblement conique, tel que cela est illustré sur les figures 1 , 5A et 6, sensiblement tronconique, tel que cela est illustré sur les figures 2, 3, 4, et 5B, arrondie en dôme, notamment en dôme sensiblement parabolique, tel que cela est illustré sur la figure 5C, en ogive, ou encore hyperboloïde, tel que cela est illustré en pointillés sur la figure 5B.
Afin de simplifier l'usinage de parties actives particulièrement fines, tout en préservant la solidité ces dernières, on privilégiera de préférence les pointes tronconiques ou en dôme.
En outre, l'extrémité libre 12A de la pointe 32 pourra être avantageusement émoussée, aplanie ou arrondie, par exemple par polissage.
Par ailleurs, la convergence de la pointe peut également être réalisée de manière discrète, au moyen d'un ou plusieurs décrochements 30, de préférence sensiblement concentriques et agencés en gradins, de sorte à former une pointe de type téton, dont les contours peuvent par exemple s'inscrire sensiblement dans une enveloppe fictive sensiblement tronconique ou en ogive. Ainsi, il n'est pas exclu que la pointe puisse notamment présenter la forme d'un cylindre de section sensiblement constante et plus étroite que celle du corps principal 11 , et de façon préférentielle comporter au moins deux cylindres concentriques successifs alignés par diamètre décroissant, chacun présentant un diamètre sensiblement constant et plus faible que le diamètre du cylindre qui le précède, tel que cela est illustré sur la figure 5E.
Bien entendu, la géométrie de la pointe 32 peut résulter de la combinaison d'un ou plusieurs profils tels que décrits plus haut.
Il est remarquable que le recours à des organes mobiles pointus permet de réaliser, entre chaque organe mobile 7 et la membrane 2, une liaison quasi-ponctuelle, du fait que la jonction 15, en particulier lorsqu'elle ne fait intervenir qu'un joint de colle 8 isolé et peu volumineux, n'occupe qu'une très faible superficie sur la face cachée.
A titre d'exemple, la surface de la membrane 2 occupée par la jonction 15, et plus particulièrement recouverte par la colle formant un joint 8 isolé, peut présenter une dimension transverse hors-tout D8 strictement inférieure à 1 mm, et notamment inférieure ou égale à 600 pm.
Un te! assemblage quasi-ponctuel permet en outre aux organes mobiles de ne quasiment pas affecter les propriétés et le comportement de la membrane 2 au niveau des jonctions 15 et au voisinage de ces dernières, et plus particulièrement de suivre sensiblement sans l'altérer le profil P0 au repos de ladite membrane, que celui-ci soit plan ou incurvé.
De préférence, la pointe 32 est unique, d'un seul tenant, et sensiblement centrée sur l'axe générateur (XX'), ladite pointe 32, plus globalement la partie active 12, et de manière plus générale l'ensemble de l'organe mobile 7 présentant préférentiellement une géométrie de révolution autour dudit axe générateur (XX' ).
Par ailleurs, de façon particulièrement préférentielle, la pointe 32 est enfoncée (seulement) partiellement dans le joint de colle 8. En d'autres termes, la partie active 12, et plus particulièrement la pointe 32, peut n'être pas totalement noyée dans le joint de colle 8, de telle sorte que l'interface colle- atmosphère 27 se situe dans une zone intermédiaire de la pointe 32, sensiblement comprise entre la base large de la pointe, qui est reliée au corps principal 1 1 , et l'extrémité libre affinée de ladite pointe 32, qui est orientée vers la membrane 2.
Avantageusement, une telle disposition permet de limiter d'une part les dimensions de la portion immergée 25, et plus particulièrement le diamètre de la section transverse de la partie active 12 dans ladite portion immergée, tout en maintenant d'autre part une superficie globale de paroi latérale 14 qui est suffisante pour assurer une bonne adhésion du joint de colle sur l'organe mobile 7, et ainsi un bon arrimage dudit organe mobile 7 à la membrane 2.
Un tel agencement permet notamment de limiter la quantité de colle nécessaire à la réalisation du joint 8, et de surcroît de contrôler, et plus particulièrement de limiter, la remontée de la colle le long de la partie active 12, et par conséquent la formation et l'étendue d'un ménisque correspondant, ce qui contribue à une réduction significative des contraintes exercées par la jonction 15 sur la membrane 2, et par conséquent à l'atténuation de l'effet d'empreinte.
Afin de garantir l'émergence d'une portion de la pointe hors de la colle, ou par disposition constructive indépendante, on pourra prévoir que la longueur L32 de la pointe 32, mesurée entre sa base et son extrémité libre, et qui coïncide de préférence avec la longueur de la partie active 12, est supérieure ou égale à la hauteur totale H8 du joint de colle 8, ou « hauteur de mouillage », mesurée entre la face cachée 4 et l'interface colle-atmosphère 27.
Ladite hauteur totale H8 du joint de colle 8 pourra notamment être sensiblement comprise entre 100 pm et 300 pm, et plus particulièrement voisine de 200 pm, tandis que la longueur L32 de la pointe 32 pourra sensiblement être comprise entre 300 pm et 500 pm, et notamment voisine de 400 pm. Ainsi, la colle mouillera de préférence la pointe 32 sensiblement à mi-hauteur de celle- ci, et plus particulièrement à mi-hauteur de la paroi latérale 14 et du tronçon de transition 31.
Ainsi, la jonction pourra présenter une structure sensiblement biconique, dont la forme rappelle celle d'un sablier, et comprenant un cône supérieur, souple, formé par le joint de colle 8 dont la base large adhère à la face cachée 4, lequel est relié à un cône inférieur, rigide, formé par la pointe 32 qui pénètre sensiblement dans ledit cône supérieur par le sommet de ce dernier.
De préférence, le ou les joints de colle 8 seront formés (chacun) par une goutte de colle dont la base large adhère à la face cachée 4 sensiblement parallèle à la face réfléchissante 3, et dans le sommet de laquelle pénètre la pointe 32.
Par ailleurs, une fois l'organe mobile 7 assemblé, l'extrémité libre 12A de la partie active, donc de la pointe 32, se situera avantageusement en retrait de ia face cachée 4, par exemple à une distance d'environ 20 pm à 40 pm de celle-ci. Ainsi, l'épaisseur résiduelle E8 du joint de colle, compris entre la partie active 12, et plus particulièrement son extrémité libre 12A, et la membrane 2 et séparant ces dernières, sera de préférence inférieure ou égale à 50 pm, et de façon particulièrement préférentielle sensiblement comprise entre 20 pm et 30 pm.
Par ailleurs, l'angle au sommet g de la pointe 32, le cas échéant de l'enveloppe fictive dans laquelle s'inscrit sensiblement ladite pointe 32, sera de préférence compris sensiblement entre 15 degrés et 45 degrés et de préférence sensiblement voisin de 20 degrés à 30 degrés, voire de 40 degrés.
De façon particulièrement préférentielle, la rugosité quadratique Rq de la face réfléchissante 3, après jonction par collage de la membrane 2 avec le ou les organes mobiles 7, peut ainsi être inférieure ou égale à 7 nm (nanomètres), ou inférieure ou égale à 6 nm, de préférence inférieure ou égale à 5 nm, préférentiellement inférieure ou égale à 4 nm, voire inférieure ou égale à 3 nm. Par « rugosité quadratique Rq », également appelée « rugosité RMS » pour « Root Mean Square », on désigne la mesure de rugosité effectuée selon la norme ISO 4287 et qui correspond à la formule suivante :
Figure imgf000024_0001
où L représente la longueur de base de profil sur laquelle est réalisée la mesure, selon la direction y, et Z(y) correspond à l'ordonnée des profils de rugosité, par rapport au profil moyen théorique Po considéré le long de ladite longueur de base.
Selon une variante de réalisation préférentielle, les valeurs de rugosité susmentionnées peuvent être atteintes sur une longueur de base de l'ordre d'au moins 15 mm, qui correspond de préférence au diamètre total de la membrane 2.
Par comparaison, les meilleures rugosités quadratiques obtenues jusqu'à présent pour des miroirs plans avec les procédés connus étaient de l'ordre de plus de 7 nm à 10 nm, soient des valeurs deux à trois fois supérieures.
La qualité, la résolution et la précision dudit miroir 1 conformes à l'invention sont donc grandement améliorées, l'état de surface « brut » de la face réfléchissante 3 du miroir 1 conforme à l'invention n'étant quasiment pas perturbé davantage par l'opération d'assemblage des organes mobiles.
En outre, les inventeurs ont constaté que les valeurs de rugosité jusqu'ici atteintes par les miroirs connus et considérées comme reflétant le meilleur résultat accessible, se dégradaient (c'est-à-dire augmentaient) très rapidement lorsque l'on essayait, au sein desdits miroirs connus, de conférer à la membrane 2 un profil globalement bombé, notamment parabolique.
Cette dégradation s'explique notamment par le fait que les organes mobiles, et plus particulièrement les disques aimantés, employés dans les dispositifs de l'art antérieur, présentent, en vis-à-vis de la membrane, une surface de contact relativement étendue, dont le diamètre avoisine 1 mm, et dont la raideur est très supérieure à la raideur propre de ladite membrane 2.
Par conséquent, les zones collées aux disques rigides étant incapables de fléchir, on peut assister, lorsque l'on cherche à incurver la membrane pour lui conférer un profil bombé, à une véritable segmentation de ladite membrane, et donc de la face réfléchissante, cette dernière ayant tendance à se fractionner en une succession de facettes relativement larges, sensiblement planes et inclinées les unes par rapport aux autres selon des lignes brisées, au lieu de conserver une courbure régulière.
A l'inverse, au sein du miroir conforme à l'invention, il est possible de réaliser une liaison quasi-ponctuelle entre chaque organe mobile 7 et ia membrane 2, notamment au moyen d'une pointe 32 très fine coiffée d'une gouttelette de colle de faible diamètre, ce qui permet aux actionneurs d'épouser sensiblement le profil Po de la membrane, quel qu'il soit, sans interférer avec ce dernier, ni en particulier tendre à le « redresser » localement (hormis pour ce qui est des déformations volontaires contrôlées, nécessaires à la correction du front d'onde).
Ainsi, on peut en particulier éviter sensiblement l'apparition de plats sur la déformée de la membrane 2.
Avantageusement, les performances et l'état de surface du miroir 1 conforme à l'invention sont donc relativement peu sensibles à une mise en forme non plane de la membrane 2, notamment lorsque l'on confère à cette dernière un profil moyen théorique P0 bombé, par exemple concave régulier, et en particulier sphérique ou parabolique.
Par ailleurs, la membrane 2 conservant sensiblement sa souplesse en tous points, et notamment à l'aplomb et au voisinage immédiat des jonctions 15, il est possible de déformer localement ladite membrane 2, par rapport à son profil nominal au repos et dans la limite de sa souplesse intrinsèque, de façon particulièrement fine, précise et spatialement différenciée, ce qui améliore la résolution spatiale du miroir 1. Bien entendu, l'invention peut concerner en temps que tel un miroir déformable possédant au moins un organe mobile 7 fixé par collage à la membrane 2 et dont le joint de colle 8 et l'organe mobile 7 sont choisis et agencés l'un par rapport à l'autre de telle sorte que la rugosité quadratique de la face réfléchissante 3 corresponde aux valeurs susmentionnées.
Par ailleurs, selon une caractéristique préférentielle qui peut constituer une invention à part entière, l'organe mobile 7 présente à sa seconde extrémité 34, opposée à la partie active 12, une embase 35 élargie, tel que cela est notamment illustré sur les figures 2, 3 et 6. De préférence, ladite embase élargie 35 est reliée à la pointe 32 formant la partie active 12 par un tronc 36.
Avantageusement, tel que cela est notamment le cas sur la troisième variante de réalisation illustrée sur la figure 3, l'embase 35 peut avantageusement fournir un socle permettant à l'organe mobile 7 de reposer directement en contact contre le support 5, en profitant d'une bonne assise du fait que l'embase 35 forme une semelle de grande étendue et présentant une excellente planéité, de préférence sensiblement normale à l'axe générateur (XX').
Selon la seconde variante de réalisation illustrée sur la figure 2, ladite embase 35 fournit une surface de collage importante permettant d'accrocher, et plus particulièrement de suspendre, un aimant permanent 10 à la membrane 2, de préférence en suspension libre à distance de la face cachée et du fond 5A, par l'intermédiaire de l'organe mobile 7 qui forme alors une entretoise.
Avantageusement, une telle entretoise permet de déporter l'aimant en retrait de la membrane 2, et plus particulièrement de la jonction 15, et par conséquent de minimiser l'étendue des éléments rigides placés à proximité immédiate de ladite membrane. On peut ainsi réaliser une liaison qui reste essentiellement souple au voisinage immédiat de ladite membrane. Plus particulièrement, on peut ainsi conserver un contact sensiblement ponctuel entre l'organe mobile 7 et la membrane 2 tout en utilisant un actionneur 6, et plus particulièrement un aimant 10, de dimensions relativement importantes, bien supérieures à celles de ia jonction 15, et par conséquent puissant mais aussi facile à manipuler et à assembler.
De surcroît, lorsque l'aimant 10 est formé par un disque, le diamètre de l'embase 35 peut avantageusement être choisi sensiblement égal à celui dudit disque, ce qui facilite grandement le centrage relatif de l'aimant par rapport à l'organe mobile 7 et plus particulièrement à la pointe 32, notamment s'il est nécessaire de rapporter ledit aimant 10 pour le fixer contre, et par exemple le coller sous, ladite embase 35.
Selon une caractéristique préférentielle qui peut constituer une invention à part entière, quels que soient par ailleurs l'agencement du miroir, de l'organe mobile 7 et la nature ou l'agencement de la liaison entre ledit organe mobile 7 et !a membrane 2, l'embase 35, voire l'organe mobile 7 dans son ensemble, peut être ferromagnétique. Selon une variante de réalisation, une telle embase 35 ferromagnétique peut avantageusement être passivement attirée par l'aimant permanent 10 de telle sorte que le maintien dudit aimant 10 à ladite embase 35 soit assuré essentiellement, voire exclusivement, par adhérence magnétique.
L'embase 35 pourra être réalisée dans un matériau ferromagnétique massif, ou bien encore embarquer un matériau ferromagnétique se présentant par exemple sous la forme d'un revêtement enrobant partiellement ou totalement l'embase 35 et/ou la tige du corps principal 11 , ledit revêtement pouvant être notamment réalisé par surmoulage, ou encore par lithographie et dépôt métallique.
Avantageusement, la force d'attraction magnétique exercée par l'aimant 10 sur l'embase 35 lorsque ledit aimant se trouve au plus près de la surface de réception de ladite embase, et de préférence au contact direct de cette dernière, pourra être choisie afin de présenter une valeur supérieure à celle de l'effort maximal de traction susceptible d'être exercé par l'actionneur 6 sur la membrane 2, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire de consolider la liaison embase/aimant par un moyen tierce, et plus particulièrement de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire de recourir à un collage pour réunir ces deux éléments.
A ce titre, on pourra notamment définir une superficie idoine, suffisamment étendue, pour les surfaces de contact transverses de l'aimant et de l'embase qui viennent en vis- à-vis l'une de l'autre.
Ainsi, il est envisageable de simplifier grandement la structure et l'assemblage des actionneurs 6, et plus particulièrement de leurs parties mobiles, puisqu'il suffit de rapporter les aimants permanents 10 en les posant simplement contre leurs embases 35 respectives pour obtenir spontanément leur fixation par simple attraction magnétique.
En outre, on peut également obtenir, du fait de l'attraction magnétique, et le cas échéant en dimensionnant convenablement l'embase 35 et l'aimant 10, notamment en conférant à ces derniers des formes et des dimensions égales ou à tout le moins qui se correspondent sensiblement, un centrage automatique dudit aimant par rapport à ladite embase, ce qui simplifie l'opération d'assemblage et permet d'obtenir directement un actionneur bien équilibré.
De surcroît, la réversibilité d'un tel assemblage autorise au besoin un démontage facile et non destructif de l'actionneur 6, par séparation de l'aimant 10 de son embase 35, par exemple lorsqu'il est nécessaire de remplacer ou rééquilibrer un actionneur défectueux ou de corriger un assemblage incorrect. A ce titre, !a conception modulaire conforme à l'invention permet au besoin de remplacer uniquement la pièce défectueuse, tout en récupérant la plupart des autres éléments en bon état afin de réutiliser ces derniers au sein du miroir, ce qui bien entendu permet de limiter le taux de rebut lors de la fabrication ou des opérations de maintenance. Selon une alternative à cette variante, et tel que cela a été envisagé plus haut, l'organe mobile 7 peut être formé directement d'un seul tenant et dans un matériau ferromagnétique aimanté, avantageusement capable de conserver une aimantation permanente, de sorte à former intrinsèquement, selon une caractéristique préférentielle qui peut constituer une invention en tant que telle, un aimant permanent participant à l'actionnement de la membrane 2.
En d'autres termes, l'organe mobile 7 peut être formé par un aimant permanent monolithique qui est taillé en pointe de sorte à présenter d'une part un corps principal 11 et d'autre part une partie active 12, et plus particulièrement une pointe 32, selon l'un ou l'autre des agencements décrits plus haut.
Un tel organe mobile aimanté pourra être réalisé par toute technique appropriée, et par exemple par moulage ou frittage.
Ledit aimant permanent pourra avantageusement présenter en enfilade, le long de l'axe générateur (XX'), plusieurs tronçons de sections différentes réalisés continûment dans le même matériau ferromagnétique, et de préférence, tel que cela est représenté sur la figure 35, un tronçon terminal inférieur formant une embase 35 large, éventuellement un tronçon intermédiaire 36 formant un tronc cylindrique étroit, de diamètre inférieur à celui de ladite embase 35, qui peut remplir le rôle d'entretoise de déport par rapport à la membrane 2, et enfin un tronçon terminal supérieur formant une pointe 32 de fixation par laquelle ledit aimant est suspendu à ladite membrane.
Que l'aimant soit rapporté sur une tige ou qu'il soit partie intégrante de l'organe mobile 7, ce dernier permet avantageusement de suspendre à la membrane 2, et plus particulièrement à la face cachée 4, un aimant permanent 10 dont le diamètre est de préférence sensiblement égal à celui de l'embase 35.
Dans tous les cas, quelle que soit la variante de réalisation envisagée, l'embase 35 permet d'améliorer l'efficacité et la fiabilité de l'actionneur 6, et par conséquent du pilotage de la membrane 2.
Avantageusement, un organe mobile comportant, de préférence d'un seul tenant, à la fois une embase élargie 35 et une pointe 32 permet de concilier stabilité et maniabilité lors de l'assemblage d'une part, et contact robuste mais de faible interférence avec la membrane 2 d'autre part. A titre indicatif, le diamètre de l'embase 35 pourra par exemple correspondre à deux à trois fois celui du tronc 36.
Par exemple, la longueur totale hors-tout de l'organe mobile 7 pourra être sensiblement comprise entre 1 mm et 3 mm, et de préférence voisine de 1 ,5 mm, le diamètre du tronc 36 compris entre 200 pm et 500 pm, et de préférence voisin de 300 pm, et le diamètre de l'embase 35 compris entre 800 pm et 1 mm.
La hauteur de l'embase 35 pourra quant à elle représenter de préférence moins de 30 %, de préférence moins de 25 % et préférentiellement entre 15 % et 20 % de la longueur totale du corps principal 11 , ce dernier comprenant le tronc 36 et ladite embase 35.
Bien entendu, l'homme du métier sera à même d'adapter l'agencement du miroir , et plus particulièrement de l'organe mobile 7 et de sa partie active 12, en fonction -notamment des dimensions du miroir 1 et de la membrane 2, ainsi que du degré de précision requis pour l'asservissement, ou encore de l'état de surface désiré. A ce titre, il est parfaitement envisageable de considérer l'un ou l'autre des enseignements qui précèdent isolément ou en combinaison l'un avec l'autre, notamment en ce qui concerne la mise en œuvre d'une pointe 32 à l'extrémité de l'organe mobile 7, quel que soit par ailleurs l'agencement selon lequel ladite pointe est introduite, en tout ou partie, dans le joint de colle 8. Bien entendu, la présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un miroir déformable 1 tel que décrit ci-dessus, au cours duquel on fixe par collage sur la membrane 2 un organe mobile 7 conçu pour déformer localement ladite membrane.
Selon une caractéristique conforme à l'invention, ledit procédé comporte au moins une étape (a) de profilage d'un organe mobile 7 d'actionneur au cours de laquelle on réalise, à l'extrémité 33 du corps principal 11 d'un organe mobile d'actionneur 7, une partie active 12 dont la section transverse Si2, délimitée par sa paroi latérale 14, est différente de la section transverse Su du corps principal 11 , puis une étape (b) d'assemblage au cours de laquelle on fixe l'organe mobile 7 à la membrane 2 par collage en réalisant un joint de colle 8 qui relie ladite membrane 2 à au moins une partie de la paroi latérale 14 de la partie active 12.
Bien entendu, il est envisageable de mettre en œuvre tout type de procédé adapté pour réaliser le profilage de l'organe mobile 7, et notamment tout procédé de moulage, d'étirage, de polissage, d'usinage, de taillage etc.
Bien entendu, ce profilage est réalisé de manière à réduite l'empreinte qu'induit la jonction 15, et plus particulièrement l'organe mobile 7, sur la face réfléchissante 3 lors du collage, et pourra correspondre à des formes variées, déterminables par exemple par simulation ou empiriquement. De préférence, l'étape (a) de profilage conduira à former une pointe 32 venant affiner la première extrémité 33 de l'organe mobile 7.
Plus particulièrement, selon une caractéristique qui peut constituer une invention à part entière, indépendamment de la présence ou de l'absence d'une partie active 12 conforme à l'invention, l'étape (b) d'assemblage peut comporter une sous-étape (b1) d'encollage par transfert au cours de laquelle on vient placer l'extrémité 33 de l'organe mobile 7 au contact d'une réserve de colle, et plus particulièrement au cours de laquelle on amène la partie active 12 profilée au contact d'une masse de colle sensiblement liquide, voire on plonge légèrement la pointe 32 dans ladite masse de colle, afin de prélever par capillarité une goutte de colle mouillant ladite extrémité, puis une sous-étape (b2) de jonction au cours de laquelle on vient appliquer l'extrémité ainsi encollée de l'organe mobile 7 contre la face cachée 4 de la membrane 2.
Avantageusement, un tel procédé permet de limiter la quantité de colle prélevée et appliquée contre la membrane 2 à une quantité minimale juste nécessaire et suffisante pour assurer la fixation convenable de l'organe mobile 7 sur la membrane 2, et par conséquent de limiter le phénomène d'empreinte.
De surcroît, un tel procédé permet de garantir une approche particulièrement précise et régulière des organes mobiles 7 lorsque ceux-ci doivent accoster la membrane 2. A ce titre, bien qu'il soit envisageable que les sous-étapes (b1 ) d'encollage et/ou (b2) de jonction puissent être opérées individuellement, un organe mobile à la fois, elles seront de façon particulièrement préférentielle menées collectivement, une pluralité, sinon la totalité des organes mobiles du miroir étant manipulés, encollés puis appliqués au dos de la membrane de façon simultanée, par lot partiel ou de préférence par groupe entier d'organes mobiles, au moyen d'un organe préhenseur approprié permettant de les disposer et de les maintenir lors de chacune desdites opérations selon l'agencement du réseau retenu.
Avantageusement, la masse de colle au contact de laquelle on vient effectuer la sous- étape (b1 ) d'encollage par transfert peut alors se présenter sous forme d'une bande encollée sur l'une de ses faces, de dimensions supérieures ou égales à celles de la superficie occupée par les organes mobiles 7, et de préférence sensiblement plane, contre laquelle on vient appliquer simultanément, et de préférence selon un mouvement d'approche sensiblement normal à ladite face, les pointes saillantes de i'ensemble desdits organes mobiles, eux-mêmes maintenus latéralement les uns par rapport aux autres, sensiblement dans leur configuration définitive, par un support approprié.
Bien entendu, le procédé, qui s'appliquera de préférence à une membrane plane, pourra comporter une étape (c) de déformation de la membrane au cours de laquelle on confère à ladite membrane 2 un profil moyen Po non plan, par exemple parabolique ou sphérique.
Avantageusement, aussi bien lors de la sous-étape (b1 ) d'encollage par transfert que îors de la sous-étape (b2) de jonction, on contrôle l'enfoncement de l'organe mobile 7, et plus particulièrement de la pointe 32 formant sa partie active 12, de telle sorte que la colle puisse remonter partiellement le long de la paroi latérale 14 de la partie active 12, et plus particulièrement le long du tronçon de transition 31 de la pointe 32, mais que ladite colle reste sensiblement en retrait du corps principal 1 , et plus particulièrement de la base large de la pointe 32.
En particulier, lors de la sous-étape (b2) de jonction, lorsque l'on applique un effort de compression tendant à rapprocher la pointe 32 de la face cachée 4 de manière à ce que la goutte de colle prélevée adhère à et s'étale, avantageusement librement, sur ladite face cachée, tandis qu'elle est sensiblement écrasée et chassée par ladite pointe 32, on veille de préférence à maintenir au moins une portion de ladite pointe en dehors du joint de colle. A ce titre, il est remarquable que la variation progressive du tronçon de transition 31 permet avantageusement d'ajuster le degré d'enfoncement de l'organe mobile 7 dans la colle.
On peut ainsi envisager de régler finement la position au repos dudit organe par rapport à la membrane 2, de même que la superficie effective d'encollage sur la paroi latérale 14, et par conséquent la résistance mécanique et la raideur de la jonction 15, et ce de façon progressive en conservant, quel que soit le réglage retenu, le bénéfice de la fonction anti-empreinte procurée par le profil spécifique de la partie active 12.
Bien entendu, le procédé comportera ensuite une étape de polymérisation ou de « séchage » au cours de laquelle on laisse « durcir » le joint de colle 8. Ainsi, la présente invention permet avantageusement de réaliser, au moyen d'un procédé polyvalent applicable tant à des miroirs plans qu'à des miroirs bombés, un miroir déformable présentant une excellente finition, un haut degré de précision, une bonne vitesse d'exécution lors des modifications dynamiques de la configuration de sa membrane par les actionneurs 6, c'est-à-dire un faible temps de réponse, ainsi qu'une bonne stabilité mécanique et thermique, et ce tout en conservant une structure relativement simple, compacte et relativement facile à assembler, à modifier, ou à remettre en état, qui permet !e cas échéant d'augmenter la densité spatiale des actionneurs et la résolution spatiale d'ajustement de la surface réfléchissante du miroir.
POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE La présente invention trouve notamment son application industrielle dans la réalisation de miroirs et de systèmes optiques adaptatifs.

Claims

REVENDICATIONS
Miroir déformable (1) comportant une membrane (2) déformable possédant une face réfléchissante (3) et une face cachée (4) opposée, ladite membrane (2) étant montée sur un support (5) pourvu d'au moins un actionneur (6) conçu pour déformer ladite membrane (2), ledit actionneur (6) comprenant au moins un organe mobile (7) fixé à la membrane (2) par un joint de colle (8), ledit miroir étant caractérisé en ce que ledit organe mobile (7) possède un corps principal (11 ), situé hors du joint de colie (8), qui se prolonge par une partie active (12) qui pénètre en tout ou partie dans ledit joint de colle (8) de telle sorte que ledit joint de colle (8) d'une part adhère à et s'étale sur la face cachée (4) sensiblement parallèle à la face réfléchissante (3) et d'autre part adhère au moins en partie sur la paroi latérale (14) de ladite partie active (12) pour assurer une jonction (15) entre l'organe mobile (7) et la membrane (2), et en ce que ladite partie active présente une section transverse (S12), délimitée par ladite paroi latérale (14), qui se différencie de la section transverse (Su) du corps principal (11 ).
Miroir déformable selon la revendication 1 caractérisé en ce que la portion immergée (25) de la partie active (12), noyée dans le joint de colle (8), présente au moins une variation dimensionnelle de sa section transverse (S12).
Miroir déformable selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la partie active (12) présente un tronçon de transition (31 ) le long duquel sa section transverse (Si2) varie progressivement.
Miroir déformable selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le tronçon de transition (31 ) s'étend de part et d'autre de l'interface colle-atmosphère (27) qui marque la séparation entre la portion émergente (26) et la portion immergée (25) de la partie active (12). 5 - Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la section transverse (Si2) de la partie active (12) varie de sorte à présenter au moins un rétrécissement.
6 - Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la partie active (12) forme une pointe (32) à la première extrémité (33) de l'organe mobile (7).
7 - Miroir déformable selon la revendication 6 caractérisé en ce que la pointe (32) présente une forme sensiblement conique, tronconique, arrondie en dôme, ou hyperboloïde. 8 - Miroir déformable selon l'une des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que la pointe (32) est enfoncée partiellement dans le joint de colie (8).
9 - Miroir déformable selon l'une des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que le joint de colle (8) est formé par une goutte de colle dont la base large adhère à la face cachée (4) sensiblement parallèle à la face réfléchissante (3) et dans le sommet de laquelle pénètre la pointe (32).
10 - Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la hauteur totale (H8) du joint de colle (8), mesurée entre la face cachée (4) et l'interface colle-atmosphère (27), est sensiblement comprise entre 100 μηι et 300 pm. 11 - Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe mobile (7) présente, à sa seconde extrémité (34) opposée à la partie active (12), une embase (35) élargie.
12 - Miroir déformable selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'organe mobile (7) suspend à la membrane (2) un aimant permanent (10) dont le diamètre est sensiblement égal à celui de l'embase (35).
13 - Miroir déformable selon la revendication 11 ou 12 caractérisé en ce que l'embase (35) est ferromagnétique. - Miroir deformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe mobile (7) est formé par une tige qui est fixée à la face cachée (4) de la membrane (2), opposée à la face réfléchissante (3), et qui est réalisée d'un seul tenant dans un matériau rigide, de préférence à partir d'un jonc composite de type fibre de carbone/matrice époxy, en fibre de verre ou métallique. - Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe mobile (7) est formé par un aimant permanent monolithique qui est taillé en pointe.
Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'organes mobiles (7) indépendants les uns des autres et reliés à la membrane déformable (2) respectivement par une pluralité de joints de colle (8) qui sont séparés les uns des autres. - Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la rugosité quadratique (Rq) de la face réfléchissante (3), après jonction par collage de la membrane (2) avec l'organe mobile (7), est inférieure à 7 nm, de préférence inférieure ou égale à 5 nm, préférentiellement inférieure ou égale à 4 nm, voire inférieure ou égale à 3 nm. - Miroir déformable selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la membrane déformable (2) présente une épaisseur (e2) inférieure ou égale à 50 pm, de préférence inférieure ou égale à 10 μιτι, voire sensiblement comprise entre 3 pm et 5 pm, tandis que l'épaisseur (Es) du joint de colle séparant la partie active ( 2) de la membrane (2) est sensiblement inférieure ou égale à 50 pm, et de préférence sensiblement comprise entre 20 pm et 30 pm. - Procédé de fabrication d'un miroir déformable (1) comprenant une membrane déformable (2) présentant une face réfléchissante (3) et une face cachée (4) opposée, au cours duquel on fixe par collage sur ladite membrane (2) un organe mobile (7) d'actionneur (6) conçu pour déformer localement ladite membrane (2), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une étape (a) de profilage d'un organe mobile (7) d'actionneur au cours de laquelle on réalise, à l'extrémité du corps principal (11 ) un organe mobile d'actionneur (7), une partie active (12) dont la section transverse (S12), délimitée par sa paroi latérale (14), est différente de la section transverse (Su) du corps principal (11 ), puis une étape (b) d'assemblage au cours de laquelle on fixe l'organe mobile (7) à la membrane (2) par collage en réalisant un joint de colie (8) qui adhère à et s'étale sur la face cachée (4) sensiblement parallèle à la face réfléchissante et relie ladite membrane (2) à au moins une partie de la paroi latérale (14) de ladite partie active (12).
20 - Procédé de fabrication selon la revendication 19 caractérisé en ce que l'étape (b) d'assemblage comporte une sous-étape (b1) d'encollage par transfert au cours de laquelle on vient placer l'extrémité (33) de l'organe mobile (7) au contact d'une réserve de colle afin de prélever par capillarité une goutte de colle mouillant ladite extrémité (33), puis une sous-étape (b2) de jonction au cours de laquelle on vient appliquer l'extrémité encollée de l'organe mobile (7) contre la face cachée (4) de la membrane (2) opposée à la face réfléchissante (3). 21 - Procédé de fabrication selon la revendication 20 caractérisé en ce que les sous- étapes (b1 ) d'encollage et/ou (b2) de jonction sont menées collectivement, par lot ou par groupe entier d'organes mobiles (7).
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Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020127027673A KR101895627B1 (ko) 2010-04-06 2011-04-05 낮은 본딩 풋프린트를 가진 가변형 거울 및 이러한 거울의 제조를 위한 과정
JP2013503157A JP5984793B2 (ja) 2010-04-06 2011-04-05 低接合フットプリントを有する可変鏡およびそのような鏡を製造するための工程
CN201180027831.2A CN103038693B (zh) 2010-04-06 2011-04-05 粘接痕迹小的可变形反射镜及该镜子的制造方法
EP11717309.6A EP2556404B1 (fr) 2010-04-06 2011-04-05 Miroir deformable a faible empreinte de collage et procede de fabrication d'un tel miroir
US13/638,097 US9810900B2 (en) 2010-04-06 2011-04-05 Deformable mirror having a low bonding footprint and process for manufacturing such a mirror
CA2795039A CA2795039C (fr) 2010-04-06 2011-04-05 Miroir deformable a faible empreinte de collage et procede de fabrication d'un tel miroir
IL222182A IL222182A (en) 2010-04-06 2012-09-27 A deformable mirror with a low-sticky footprint and a method for producing such a mirror

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140114223A (ko) * 2013-03-18 2014-09-26 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 요동을 위한 광학 모듈
CN104646823A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 三菱电机株式会社 形状可变镜以及激光加工装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2985320B1 (fr) * 2011-12-29 2014-02-14 Alpao Systeme a etalonnage commun et procede correspondant
JP6308790B2 (ja) * 2013-02-18 2018-04-11 キヤノン株式会社 可変形状ミラー及びその製造方法
GB2533906A (en) * 2014-10-08 2016-07-13 Applied Mat Tech Reflecting devices
FR3047321B1 (fr) * 2016-02-03 2018-02-23 Thales Miroir deformable
FR3076357B1 (fr) * 2017-12-29 2021-10-22 Cailabs Cavite multi passage d’un dispositif optique de manipulation spatiale d’un rayonnement lumineux.
US10365473B1 (en) 2018-04-06 2019-07-30 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Electro-magnetic actuation rotational adaptive mirror
US10890755B2 (en) * 2018-05-30 2021-01-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Steerable optical assemblies
US10962766B2 (en) 2019-01-03 2021-03-30 Microsoft Technology Licensing, Llc Adhesive bonded micro electro mechanical system
EP3745182A1 (fr) * 2019-05-28 2020-12-02 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Dispositif de miroir déformable de façon contrôlable
DE102019209610A1 (de) * 2019-07-01 2021-01-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Klebeverbindung zwischen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente
US11345281B2 (en) * 2020-02-17 2022-05-31 GM Global Technology Operations LLC Shape changing mirror
CN112859284A (zh) * 2021-01-08 2021-05-28 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 一种基于电磁力的精密调节方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4679915A (en) * 1985-01-23 1987-07-14 Diehl Gmbh & Co. Deformable mirror
US5535043A (en) * 1994-08-22 1996-07-09 Hughes Aircraft Company Replaceable actuator assembly for optical mirror with kinematic mount
JPH08248214A (ja) * 1995-03-07 1996-09-27 Terumitsu Okamoto 曲率が自在に変えられる反射鏡
US5751503A (en) * 1994-07-12 1998-05-12 Mcdonnell Douglas Corporation Light-weight reflector facet
US20030030922A1 (en) * 2001-07-23 2003-02-13 Alexander Menck Mirror for reflecting electromagnetic radiation as well as illumination and imaging method employing the same
WO2004057407A1 (fr) * 2002-12-23 2004-07-08 Bae Systems Plc Miroir deformable

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2555387A (en) * 1947-05-19 1951-06-05 Zobel Theodor Wilhelm Interference device for evaluating interference phenomena over a large region
US3904274A (en) * 1973-08-27 1975-09-09 Itek Corp Monolithic piezoelectric wavefront phase modulator
US4655563A (en) * 1985-11-25 1987-04-07 Itek Corporation Variable thickness deformable mirror
US4674848A (en) * 1986-03-17 1987-06-23 Itek Corporation Laser mirror having a cooled, deformable surface
US4940318A (en) * 1988-11-03 1990-07-10 Itek Corporation Gradient membrane deformable mirror having replaceable actuators
US5037184A (en) * 1989-12-18 1991-08-06 United Technologies Corporation Deformable mirror actuator attachment
US5434697A (en) * 1994-07-27 1995-07-18 Litton Systems, Inc. Deformable mirror system having replaceable actuators
US6217178B1 (en) * 1998-12-07 2001-04-17 Kirk Drumheller Reflector attachment means for solar energy concentrators
US6236490B1 (en) * 2000-01-05 2001-05-22 The B. F. Goodrich Company Dual stage deformable mirror
JP2006023367A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Meisho Kiko Kk 形状可変ミラー
US7518780B2 (en) * 2005-08-08 2009-04-14 Lawrence Livermore National Laboratory, Llc Nanolaminate deformable mirrors
US7547107B2 (en) * 2006-04-27 2009-06-16 Xinetics, Inc. Edge constrained optical membrane deformable mirror and method of fabricating
FR2935054B1 (fr) * 2008-08-14 2011-01-28 Alpao Miroir deformable a actionneurs de force et raideur repartie

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4679915A (en) * 1985-01-23 1987-07-14 Diehl Gmbh & Co. Deformable mirror
US5751503A (en) * 1994-07-12 1998-05-12 Mcdonnell Douglas Corporation Light-weight reflector facet
US5535043A (en) * 1994-08-22 1996-07-09 Hughes Aircraft Company Replaceable actuator assembly for optical mirror with kinematic mount
JPH08248214A (ja) * 1995-03-07 1996-09-27 Terumitsu Okamoto 曲率が自在に変えられる反射鏡
US20030030922A1 (en) * 2001-07-23 2003-02-13 Alexander Menck Mirror for reflecting electromagnetic radiation as well as illumination and imaging method employing the same
WO2004057407A1 (fr) * 2002-12-23 2004-07-08 Bae Systems Plc Miroir deformable

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140114223A (ko) * 2013-03-18 2014-09-26 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 요동을 위한 광학 모듈
KR102001460B1 (ko) 2013-03-18 2019-07-19 삼성디스플레이 주식회사 레이저 빔 요동을 위한 광학 모듈
CN104646823A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 三菱电机株式会社 形状可变镜以及激光加工装置

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