Brevet FR2006460A1 — publié le 19691226

La. présente invention se rapporte à des miroirs reglabi.es pour dispositifs à laser ainsi qu'aux dispositifs à laser proprement dits. D'une façon générale, on utilise des miroirs pour réfléchir 5 des faisceaux lumineux dans un dispositif à laser. La commande du faisceau laser est assurée en déplaçant et réglant les miroirs de façon appropriée. Pour conserver la très grande stabilité dimen-sionnelle et l'étanchéité aux gaz nécessaire pour entretenir un effet stable de laser dans un gaz, le carter du dispositif doit 10 être constitué d'un bloc thermiquement et mécaniquement stable, par exemple d'un matériau tel que du quartz ou une matière céramique. Il n'est généralement pas possible de faire passer une tringlerie mécanique dans un carter de dispositif à laser tout en conservant la stabilité et l'étanchéité nécessaires. En conséquent 15 ce, il est souvent nécessaire d'incorporer un mécanisme de dépla-t cernent de miroir à 1*intérieur de la cavité "du dispositif à laser,, ce arrrmi wr étant, par conséquent, au contact du gaz du laser. Ceci présente un inconvénient du fait que le mécanisme de déplacement de miroir ou des parties de ce mécanisme peuvent dégager 20 du gaz ou de la vapeur susceptible de contaminer le gaz du laser. En outre, les circuits électriques du mécanisme d*entraînement peuvent altérer les caractéristiques électriques du gaa. Suivant l'invention, il est prévu un miroir réglable pour dispositif à laser comprenant un corps réflecteur de lumière fixé 25 d'un côté d'une membrane rigide de l'autre côté de laquelle sont prévus des moyens de sollicitation de la membrane pour faire déplacer le corps réflecteur. Classiquement, la membrane et le corps sont formés àu même matériau et sont solidaires 1*vin de l'autre. En outre9 la membrane 30 peut être solidaire d'un bloc-support formé du même matériau et est placée de façon que son plan soit orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal d'un trou ménagé dans le bloc-support. Le dispositif de sollicitation de la membrane pe:at comprendre un corps formé d'un matériau piézo-électrique monté au contact de 35 l'autre côté du disque ainsi que des moyens pour appliquer un potentiel électrique au matériau. L'invention concerne en outre un dispositif à laser comprenant un volume rempli de gaz situé dans un carter formé d'un matériau thermiquement et mécaniquement stable et comprenant au moins 40 un miroir réglable du type précité installé dans le est»,, le 69t2033 2 200é4é0 corps réflecteur de lumière étant en commun!eation avec le volume rempli de gaz mais l'autre côté du diaphragme étant .situé à l'extérieur dudit volume, les matériaux constituant le diaphragme, le corps réflecteur et le bloc-support étant identiques, ou présen-r 5 tant des propriétés similaires, au matériau du carter. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique, annexé qui est une vue en plan schématique, en partie en coupe, d'un disposi-10 tif typique à laser comportant un miroir réglable selon l'invention. Sur le dessin, le dispositif à laser représenté comprend un bloc massif 10 formé d'un matériau stable et rigide tel. que du quartz. A la place du quartz, on peut utiliser différentes matiè-15 res céramiques, telles que celles connuesdans le commerce sous le nom de "cervxt". Un tunnel 12 est usiné dans le bloc 10 et a une forme triangulaire en vue en plan, comme indiqué sur le dessin, le tunnel 12 contient le gaz du laser. Trois miroirs 14, 16 et 18 sont fixés par collage ou analogue sur les coins du bloc 10 de ma-20 nière à réfléchir un faisceau lumineux 20 dans les deux directions sur le parcours triangulaire formé par le tunnel 12. Le miroir 16 est semi-transparent de façon qu'une partie de l'un des deux faisceaux 20 se déplaçant dans des directions opposées puisse arriver sur un détecteur 22 qui détecte le point d'intensité maximale du 25 faisceau. Une utilisation typique d'un dispositif à laser du type précité consisterait à détecter la rotation du bloc 10 autour d'un axe perpendiculaire au plan du dessin. Il en résulterait une différence de fréquence entre les deux faisceaux 20. Un exemple d'un dispositif à laser de cette nature est décrit en détail dans 30 le Brevet Srançais n° 1.470.270. D'autres exemples sont décrits dans le Brevet Français n° 1.472.768 et sa première addition n° 93.623. le miroir 18 est monté de manière que sa- position puisse être réglée et que, par conséquent, les faisceaux 20 puissent 35 être commandés par un mécanisme d8entraînement extérieur ■ au tunnel 12. Bans ce but, le miroir 18 est supporté par un bloc 24 qui peut également être formé de quartz ou d'un matériau stable approprié (de préférence le même que celui du bloc 10) et est fixé sur le bloc 10. le centre du bloe 24 est alésé de façon qu'il ne sub— 40 siste qu'une laiae® asafessts 26 o is sâsmir 18 est supporté par la BAD ORIGINAL 6912033 3 2006460 membrane 26 qui doit, par conséquent, être suffisamment rigide. Comme le montre la Fig., il est solidaire de la membrane 26 (l'usinage ayant été effectué en correspondance) mais il peut également se présenter sous forme d'un corps séparé en quartz ou en un 5 autre matériau qui est collé ou fixé d'une autre manière sur la membrane 26. La chambre 28 ménagée dans le bloc 24 du côté de la membrane 26 opposé au tunnel 12 contient un élément piézoélectrique 30 fixé en position par un couvercle 32. Une source 34 de tension régulée est reliée à 1*élément piézo-éleetrique 30 par des 10 fils 36 et 38 et agit de façon à modifier la longueur de l'élément 30 en réponse à un signal transmis à partir du détecteur 22 par un fil 40. La variation de longueur de 1 * élément piézo-électrique 30 provoque la sollicitation et, par conséquent, le déplacement de la membrane 26 et du miroir 18 en vue de commander les fais-15 ceaux lasers 20. Cependant, la membrane 26 isole complètement l'élément piézo-électrique 30 du gaz du laser se trouvant dans le tunnel 12. Le -réglage de la position du miroir 18 peut, par exemple, s1effectuer de façon à régler la longueur du parcours lumineux à 20 l'intérieur du tunnel 12 en vue d'obtenir le ma-gjwi»m de puissance à la sortie et un fonctionnement stable du dispositif à laser. Il va de soi que différentes modifications peuvent être apportées au dispositif décrit plus haut. Par exemple, l'élément piézo-électrique 30 peut être remplacé par tous moyens d'entraî-25 nement appropriés, de nature mécanique, électrique ou fluidique, qui assurent la flexion de la membrane 26 de la manière désirée. En outre, le bloc 24 peut avoir de nombreuses configurations différentes et peut être constitué d'un matériau suffisamment stable pour former un support solide pour le miroir 18 tout en permettant 30 les petits mouvements nécessaires d'une membrane mince et rigide. Egalement, la construction et le fonctionnement du dispositif à laser dans lequel le miroir est utilisé n'ont été décrits que schématiquement et peuvent évidemment varier dans de larges limites. Le cas échéant, il va de soi qu'on peut prévoir plusieurs 35 miroirs réglables dans le même dispositif à laser. 6912033 4 2006460 - UTiiiicmoia - 1. Miroir réglable pour dispositif à laser comprenant un corps réflecteur de lumière, caractérisé en ce que ledit corps est supporté d'un côté d'une membrane rigide de l'autre côté de laquelle sont prévus des moyens pour solliciter la membrane en vue de 5 faire déplacer le corps. 2. Miroir réglable suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps et la membrane sont formés à partir du même matériau et sont solidaires l'un de l'autre. 3. Miroir réglable suivant la revendication 2, caractérisé 10 en ce que la membrane est solidaire d'un bloc-support formé à partir du même matériau et est placée de façon que son plan soit orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal d'un trou ménagé dans le bloc-support. 4. Miroir réglable suivant la revendication 3, caractérisé 15 en ce que le bloc-support a une forme sensiblement cylindrique, en ce que le trou a un profil cylindrique et est ménagé axialement dans le bloc-support, en ce que la membrane est un disque logé dans le trou et en ce que 1© corps réflecteur de lumière a une forme cylindrique et est porté au centre/ 25 6. Miroir réglable suivant les revendications 1 à 5, carac térisé en ce que le corps réflecteur de lumière et la membrane sont formés de quartz. 7. Dispositif à laser comprenant un volume rempli de gaz à l'intérieur d'un carter formé d'un matériau thermiquement et méea-30 niquement stable et caractérisé en ce qu'il comprend au moins un miroir réglable conforme aux revendications 1 à 6 et monté sur le carter de façon que le corps réflecteur de lumière soit en contact avec le gaz remplissant ledit volume tandis que l'autre côté du diaphragme est placé à l'extérieur dudit volume, les matériaux 35 formant le diaphragme, le corps réflecteur et le bloc-support é-tant identiques, ou présentant des propriétés similaires au matériau du carter.