Brevet FR2012956A1 — publié le 19700327

2012.956 Là présente, invè-ntion concerne des dispositifs électrooptiques et plus particulièrement un nouveau procédé et un nouvel appareil pour détecter, limiter et moduler une énergie de rayonnement l cohérente» 5 Dans de nombreuses applications des .lasers, il est apparu que le niveau d'intensité maximal de 11 énergie de sortie du-,laser qui peut être utilisé avantageusement,est notablement inférieur à 1*énergie de sortie effective® lorsque le laser est utilisé dans des applications ".S '■ , ; industrielles" ou militaires, il peut arriver par hasard que l'oeil d'un 10 observateur ou des détecteurs électroniques soient exposés par inadver tance à la radiation du laser» En outre, le laser s'est développé jusqu'à un point tel qu'ai est devenu propre à être utilisé en tant qu qu'arme militaire pour endommager ou détruire des dispositifs optiques • de surveillance, de reconnaissance ou d'observation utilisés à des fins 15 militaires, ces dispositifs faisant appel à des appareils électroniques ou à du personnel humain» Il est ainsi apparu très désirable de prévoir ■ des moyens permettant de protéger le personnel et les dispositifs à l'égard de la radiation intense du laser, sans gêner ia vision continue de l'observateur0 lie problème des dommages causés aux yeux a en outre 20 rendu les militaires généralement réfractaires à l'utilisation du laser lorsqu'il y a une quelconque possibilité de voir., le-personnel ami exposé à la radiation., On a pris diverses dispositions pour limiter et/ou commander l'intensité de la radiation d'un laser. Oes dispositions concernent 25 les absorbeurs linéaires, les absorbeurs photochromiques et ce que l'on peut appeler les limiteurs de production du second harmonique multi-étagés. les absorbeurs optiques linéaires réduisent, ou atténuent naturellement 1.'énergie qu'ils reçoivent dans un certain pourcentage constant ; cependant de tels absorbeurs n'absorbent pas toute l'énergie au-30 delà d'un niveau maximal prédéterminé, c'est-à-dire que, lorsque l'énergie d'entrée continue à croître, il en est de même pour l'énergie de sortie. les absorbeurs photochromiques peuvent être considérés d'une manière générale comme des matériaux non linéaires du fait qu'une atté-35 nuation notable de l'énergie a lieu uniquement lorsque le niveau de l'énergie d'entrée dépasse une valeur prédéterminée appelée encore seul! d'absorption,, 'En dessous de ce seuil d'absorption, l'absorbeur fonctionne essentiellement comme un absorbeur linéaire,, Lorsque l'énergie d'en--, trée" atteint le seuil d'absorption, le matériau de l'absorbeur devient fortement opaque ce qui se traduit par une chute brutale du pourcentage^ 69 22970 2 2012956 de l'énergie d'entrée qui est transmis. les absorbeurs photochromiques souffrent par contre de plusieurs limitations qui les rendent'inadaptés à un limiteur optique» En premier lieu leur temps de réaction e'ét rela-tiversent lent, habituellement de l'ordre de quelques microsecondes. Or les lasers à impulsion fonctionnent généralement dans' le domaine de la nanoseconde et ils peuvent ainsi provoquer des dommages avant que l'absorbeur photochromique puisse réagir. Une seconde limitation rébalte du fait que ces absorbeurs ne demeurent pas transparents vis-à-vis d 'ne radiation quelconque, une fois que le seuil d'absorption a été atteint,• et qu'ainsi ils empêchent d'effectuer une observation. Enfin les absorbeurs photochromiques présentent un rétablissement lent, de l'ordre de la microseconde, et incomplet dans leur état de transparence» Dans le " limiteur optique de production du second harmonique• multiétagé ", on tire parti de la propriété physique de matériaux: sélectionnés suivant laquelle l'énergie cohérente du laser à une fréquence fondamentale est convertie partiellement en une énergiè à la fréquence du deuxième harmonique» Puisque l'énergie fondamentale ët l'énergie du second harmonique sont transmises toutes les deux par ces matériaux, un absorbeur de l'énergie du deuxième harmonique est monte adjacent à un matériau convertisseur» Un limiteur de ce type laisse passer uniquement une valeur maximale de l'énergie, à la fréquence fondamentale, et, une fois que ce niveau a été atteint, il ne produit pas"un accroissëment additionnel de l'intensité de l'énergie d'entrée» Cependant cette technique présente malheureusement plusieurs inconvénients » En premier lieu, étant donné que dans tous les processus de production du deuxième harmonique on cherche à convertir la plus' grande quantité dë" 1"' énergie d'entrée en deuxième harmonique, le matériau convertis se'ùrexige une orientation très précise pour 1'adaptation cLe la phase," c'est-à-dire que la vitesse de la-lumière dans le matériau précité'"doit être la même à la fois pour la fréquence fondamentale et pour la fréquence dù deuxième harmonique, si l'on veut obtenir une production "efficace' dur-deuxième harmonique» Un défaut d'adaptation, même très faiblé, se traduit par une réduction importante de la quantité d'énergie convertie "eh énergie .du deuxième harmonique. En deuxième lieu les coefficients intrinsèques de conversion non linéaire de tels limiteurs.tendent à être faibles puisque cette caractéristique est une fonction linéaire du "coefficient d'absorption du deuxième harmonique qui est dans ce cas voisin"de zéro. Enfin l'action de l'absorbeur du second harmonique a lieu à une très courte distance de la surface de l'absorbeur si bien que des 69 22970. 3 2012956 points chauds locaux apparaissent dans l'absorbeur, entraînant ainsi une limitation des possibilités du limiteur en ce qui concerne l'acceptation de charges thermiques importantes. La présente invention fournit pour la première fois une solu-5 tion pratiquement à. tous les problèmes rencontrés dans les tentatives effectuées antérieurement en vue d'effectuer une limitation optique, tout en fournissant simultanément, en tant que possibilités inhérentes, des améliorations aux techniques de détection et de modulation laser . Un but principal de la présente invention est donc de fournir 10 vin nouveau procédé de protection de dispositifs d'observation électronique et humains,à l'égard des dommages résultant d'une énergie de rayonnement cohérente à forte intensité. Un autre but de l'invention est de fournir un nouveau limiteur optique.non linéaire qui transmet uniquement un niveau donné d'énergie • 1 5 indépendamment de l'intensité de l'énergie d'entrée. L'invention a également pour but de fournir un limiteur optique qui n'exige pas une orientation précise, qui présente un temps de e réponse court, qui a une capacité thermique élevée et qui a la possibilité d'effectuer une distinction entre une énergie de rayonnement 20 cohérente et une énergie de rayonnement incohérente. * Un autre but de l'invention est de fournir un nouveau modulateur optique. . Les buts, caractéristiques et avantages de la présente inven---.r tion sont obtenus au moyen, d'un matériau limiteur qui sera défini en 25 détail plus loin, lequel est capable d'agir en tant qu'absorbeur non linéaire à l'égard de pratiquement n'importe quelle énergie de rayonnement cohérente dépassant une intensité prédéterminée, ce matériau étant interposé entre une radiation incidente et le dispositif d'observation qui doit être protégé. 30 L'invention ressortira clairement de la discussion détaillée qui va suivre faite en référence au dessin annexé. En bref la présente invention est basée sur la découverte de la Demanderesse suivant laquelle des matériaux optiques non linéaires sélectionnés absorbent partiellement l'énergie d'entrée à une fréquence 35 fondamentale dans des états d'énergie autres que celui de la fréquence fondamentale, c'est-à-dire que la différence d'énergie par rapport à l'état normal ne correspond pas à la fréquence fondamentale. L'énergie à la fréquence, fondamentale est limitée, par le processus non linéaire de production et d'absorption d'un harmonique et d'absorption de photonr —litre le s, à niveau. d'un seuil ai ?lu ait-de la duquel l'énergie de BAD ORIGINAL 69 22970 4 -2012956 sortie du limiteur ne s'élève pas, quelle que soit l'intensité de l'énergie d'entrée» Sur le dessin : - la figure 1 est un schéma d'un élément limiteur optique 5 suivant l'invention. - La figure 2 est un diagramme illustrant la fonction de transfert de la présente invention, comparativement à la technique antérieure o - La figure 3 est un diagramme illustrant la variation de 10 l'intensité d'un faisceau laser typique en fonction de la position spatiale dans le faisceau. - La figure 3A est un diagramme illustrant la.variation de l'intensité du faisceau laser, tel" qu'indiqué sur la figure 3j après la limitation effectuée par la présente invention. 15 - La figure 4 est un schéma d'une forme d'exécution de l'in vention à'un faisceau focalisée - La figure 5 est une vue en perspective, partiellement en coupe, de lunettes de protection fabriquées suivant l'invention. - La figure 6 est un schéma d'une forme d'exécution d'un 20 détecteur/limiteur optique suivant l'invention,, - La figure 7 est un schéma d'un discriminateur optique suivant l'invention,, • - La figure 8 est un schéma d'un modulateur optique suivant l'invention. 25 Si on se réfère maintenant à la figure 1, on y voit illustré, sous forme schématique, le principe fondamental sur'lequel est "basée que la présente invention,, La Demanderesse a dé couvert/lors qu'une énergie de rayonnement cohérente 10 est appliquée à certains matériaux 12 qui seront décrits en détail plus loin, l'absorption optique du matériau 30 12 tend à croître comme une fonction non linéaire de l'intensité de la radiation d'entrée, bien que le matériau soit transparent à la fréquence fondamentale de l'énergie d'entrée» L'effet résultant est que l'énergie de sortie 14 a, la fréquence 'fondamentale, qui sort du matériau 12, est limitée à une certaine valeur maximale qui dépend du '35 matériau utilisé. On a trouvé que ce phénomène pouvait être utilisé pour la fabrication d'appareils destinés à la détection, à la limitation et à la modulation d'une énergie de rayonnement cohérente et qii'il constituait unè avance appréciable par rapport à l'état antérieur de v *. la technique. L'absorption des harmoniques, suivant laquelle l'énergie iV"5 ■ du deuxième harmonique ainsi que des harmoniques supérieurs est - " feAD OFUGINA 69 22970 5 2012956 produits et absorbée à l'endroit de sa production, et l'absorption de photons multiples, suivant laquelle l'énergie 17 à la fréquence fondamentale est absorbée directement, à raison de deux photons ou davantage à la fois, se sont révélées comme étant des phénomènes significatifs 5 dans l'absorption non linéaire d'une énergie de rayonnement cohérente. Pour l'absorption du deuxième harmonique le mktériau limiteur 12 peut être considéré comme un convertisseur de fréquence qui transforme une partie de l'énergie d'entrée 10 à la fréquence fondamentale en énergie 16 à la fréquence du deuxième harmonique» Bien que, dans un but de 10 clarification, l'on ne décrive ci-après que la production et 1'absorption du deuxième harmonique, on comprendra que l'on a également observé une production et une absorption d'harmonique supérieurs. Il convient de préciser ici que le matériau limiteur 12 est transparent à la fréquence fondamentale, qu'il est fortement absorbant à la fréquence du deuxiè-15 me harmonique, et qu'il produit lè'.changement de fréquence suivant une ( fonction non linéaire de l'intensité de l'énergie d'entrée» Le type de I non linéarité, dérivant de considérations de mécanique quantique, est j tel qu'il limite le niveau d'intensité.de l'énergie de sortie 14, à la fréquence fondamentale, à une valeur asymptotique appelée ci-après le 20 niveau de limitation» Lorsque l'énergie du deuxième harmonique est t produite, elle' est absorbée localement. Puisque la production du deuxiè-j me harmonique 16-doit naturellement précéder son absorption, elle se | développe point par point au fur et à mesure que le faisceau du laser ; traverse le matériau limiteur» Ainsi l'absorption du deuxième harmonique, 25 avec les effets thermiques qui en découlent, est répartie plus régulièrement à travers le matériau limiteur que lorsque l'on utilise une j absorption linéaire» Cette dissipation de la chaleur à travers le maté- I riau limiteur réduit au minimum les échauff ements locaux et elle sert i à accroître -l'aptitude à s'accomoder de charges thermiques importantes. I 30 La forte absorption locale de l'énergie du deuxième harmonique élimine la nécessité d'une adaptation de phase qui est imposée avec les limiteurs multi-étagés à production du deuxième harmonique. La longueur de cohérence d'absorption est inversement proportionnelle à la différence entre les indices de réfraction des matériaux consti-35 tuant d'une part le générateur du deuxième harmonique et d'autre part l'absorbeur. Puisque la production du deuxième harmonique et son absorp-; ' tion ont lieu, suivant la présente invention, dans un matériau limi- ■ teur unique et que l'énergie du deuxième harmonique est totalement t- . ORIGINAL 69 2297Q 6 2012956 absorbée sur uno très courte distance qui est inversement proportionnelle au coefficient d'absorption à la fréquence du deuxième harmonique, la nécessité de prévoir une adaptation de phase est éliminée.Ceci permet en outre d'utiliser des matériaux polycristallins à condition que la 5 dimension du cristal soit supérieure à la longueur d'absorption. Etant donné que l'absorption est commandée plus fortement par le coefficient non linéaire du matériau limiteur que par la constante d'absorption linéaires l'absorption globale effective dépend du niveau de l'énergie d'entrée et de la position dans le matériau et elle est donc fortement 10 non linéaire. Geci a pour conséquence notable qu'un matériau non linéaire, présentant une caractéristique d'absorption à la fréquence du deuxième harmonique, limite la transmission de l'énergie cohérente à la fréquence fondamentale à un niveau inférieur à une valeur maximale prédéterminée» Le niveau de limitation est déterminé par plusieurs propriétés 15 de base du matériau limiteur et il peut être choisi de manière à tomber dans des gammes d'intensité désirées, en accroissant l'épaisseur du matériau, ou le coefficient d'absorption en dopant le matériau avec un fort absorbeur du deuxième harmonique ou encore en accroissant le couplage non linéaire qui est une fonction linéaire du coefficient d'absorp-20 tion du deuxième harmonique. La demanderesse a également trouvé que le deuxième mécanisme d'absorption non linéaire significatif est l'absorption de photons multiples. Bien qu'il soit question, dans la présente description, de 1'absorption de deux photons, on comprendra que l'absorption simultanée directe 25 de trois photons ou davantage peut également avoir lieu et qu'elle a été en fait absorbée. Dans les matériaux dans lesquels l'intervalle entre bandes dépasse l'énergie d'un photon unique d'un laser, c'est-à-dire lorsque les transitions d'énergie permises ne correspondent pas à l'énergie d'un photon unique, on ne peut s'attendre normalement à aucun effet 50 de limitation. Cependant pour des intensités élevées au laser, il y a une probabilité croissant exponentiellement pour que deux photons soient absorbés simultanément. Cette absorption de deux photons a pour effet résultant de porter un électron dans le matériau à un état d'énergie plus élevé, alors que la transition ne pourrait pas avoir lieu pour un 35 photon incident unique. La densité des électrons " élevés " par absorption de deux photons augmente exponentiellement avec l'intensité locale et elle entraîne ainsi une limitation non linéaire de l'énergie de rayonnement cohérente à une valeur maximale prédéterminée. Les matériaux qui conviennent à une utilisation dans la COPY 69 22970. t . ,7 , ^ ,+ , 2012956 présente invention,sont carciçterises par le iait qu'ils présentent des états d1 énergie , autres que celui de la fréquence fondamentale du laser, tels que l'absorption d'une énergie do rayonnement cohérente dans ces états d'énergie so.it non linéaire» Cette description s'appli-5 que également à la fois à l'absorption du deuxième harmonique et à l'absorption de deux photons» Pour mie description complète de la façon dont ces matériaux agissent en tant qu'absorbeuis non linéaires, on pourra se reporter à la théorie détaillée des quanta. On peut dire toutefois essentiellement que les électrons dans la structure atomique •jO de la matière peuvent exister uniquement dans un nombre limité d'états énergétiques et qu'ils peuvent élevés d'un état énergétique inférieur à ûn. état. énergétique supérieur.par l'absorption d1énergie0 Puisque les états énergétiques permis sont limités en:.nombre, les quanta d'énergie qui peuvent être absorbés sont limités à des valeurs discrètes. Dans •j 5 les matériaux utilisés pour la mise en oeuvre de la présente invention, les états énergétiques permis'et par conséquent les quanta d'énergie qui peuvent être absorbés correspondent à des multiples entiers de l'énergie du- photon unique à la fréquence fondamentale» Dans la présente invention l'effet le plus significatif est observe lorsque la transi— 20 tion de l'électron s'effectue entre "" deux- . niveaux énergétiques dont la différence correspond au double de l'énergie du photon unique» Deux photons à la fréquence fondamentale ou un photon unique au double de la fréquence fondamentale peuvent être absorbéss dans l'un ou l'autre de ces deux cas le quantum d'énergie correspond à la transition 25 permise pour l'énergie de l'électron» En général les matéria,ux qui sont acentriques, c'est-à-dire qui ont une absence de centre d'inversion, présentent le phénomène de production et d'absorption du deuxième harmonique et ils peuvent être utilisés dans la mise en oeuvre de la présente invention. On comprendra que n'importe quel matériau capable 30 d'assurer la production du deuxième harmonique peut également mettre en oeuvre le processus d'absorption des deux photons : toutefois il convient de noter que l'inverse n'est pas nécessairement vrai 0 Dans un matériau qui présente Ito deux mécanismes d'absorption non linéaire , il est très difficile d'identifier sans ambiguité quel est le mécanis-35 me qui est prédominant» le groupe des composés IIB-VIA tel que le séléniure de sine, l'oxyde de zinc, le sulfure de cadmium et le sélé-niure -sulfure de cadmium, monocri;tallins ou polycristallins,se sont révélés être utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention. On a réalisé une limitation optique d'un faisceau d'énergie de rayonnement CÔPY ' 69 22970 8 2012956 cohérente émis par ion laser à rubis, avec chacun de ses composés, au cours d'essais de laboratoire » On a fait passer un faisceau de laser à rubis, commuté en Q, à travers un premier séparateur du faiscee^s un échantillon de matériau limiteur et un second séparateur du faisceau. 5 La portion de l'énergie" du laser qui a été réfléchie par chacun des séparateurs de faisceaux identiques a été surveillée par des première et seconde photodiodes» Le signal de sortie de la première photodiode, mesuré en volts, a été proportionnel à l'intensité non atténuée du faisceau tombant sur le matériau échantillon» La sortie de la seconde 30 photodiode a indiqué l'intensité du faisceau après son passage à travers le matériau échantillon» Les signaux de sortie des photodiodes ont été appliqués à un oscilloscope à faisceau double afin de fournir deî> mesures simultanées des intensités du faisceau incident et du fa_sceau transmis et on a fait varier la puissance de sortie du laser jusqu'à ■J5 son intensité maximale qui était approximativement égale à 30 mégawatts par centimètre carrée Après étalonnage de l'intensité aboslue du laser, on a établi que l'intensité du faisceau après son passage à travers le matériau limiteur a été limitée à un niveau maximal qui dépend d .-s la . composition et de l'épaisseur du matériau essayé. Par exemple uns 20 épaisseur de 10 mm de sulfure de cadmium donne:, un. niveau de limitation d'environ 2,4 mégawatts par centimètre carré pour des intensités d'entrée supérieures à 13 mégawatts par centimètre carré» Une épaisseur de 16 mm donne un niveau de limitation d'environ 0,8 mégawatt par-centimètre carré pour la même intensité d'entrée. Une épaisseur le 1 cm 25 de séléniure - sulfure de cadmium (GdSg ^ Se^ donne un niveau de limitation de 0,6 à 0,8 mégawatt par centimètre carré, c'est-à-dire une réduction de l'intensité du rayonnement d'entrée par un facteur allant -.de 38 à 50. On a constaté en outre qu'il n'y avait pas de dommages observables causé aux échantillons essayés dans la gamme des intensités 30 d'entrée utilisées au cours des expériences0 La.figure 2 illustre graphiquement l'action de limitâti on fournie par la présente invention, comparativement aux techniques connues antérieurement» L'intensité de sortie Ig est tracée en fonction de l'intensité d'entrée I_ dans le cas d'absorberns linéaires (courbe 35 18), .d'absorbeuis photochromiques (courbe 20) et.de la présente invention (courbe 22). La courbe 24 correspond à l'intensité d'entrée v.:-n limitée» La figure 3 est vin diagramme donnant la variation de ! '.er-sité I d'un faisceau laser typique en fonction de la position p-p-fc^le a ;.dans le faisceau et elle montre que les faisceaux laser tend.e;.t ^ BAD ORjCait^, s— 69 22970 9 2012956 présenter des pointes d'intensité qui sont notablement supérieures à une valeur moyenne ou nominale „ En utilisant un limiteur du type décrit ci-dessus, l'intensité de sortie Ig du laser peut être limitée à une valeur maximale 28, ainsi qu'il est illustré sur la figure JA qui montre 5 que l'intensité de sortie est relativement égalisée. Sur la figure 4 est représentée une forme d'exécution d'un limiteur optique à faisceau focalisé suivant 11invêntion, qui comprend une lentille de focalisation 30, un élément limiteur optique 32 et une lentille collimatrice 34. l'une des propriétés marquantes'de l'énergie 10 cohérente spatialement est la possibilité d'accroître, par focalisation, l'intensité de plusieurs ordres de grandeur„ En particulier l'accroissement d'intensité est le rapport de la surface de l'ouverture d'entrée ou surface de la lentille de focalisation 30, à la surface du spot focal minimal ou tache focale de la lentille 30 dans le plan focal 36 15 de cette dernière. Un matériau limiteur optique 32, disposé au foyer 38 de la lentille 30, limite l'intensité de l'énergie incidente représentée schématiquement par les rayons400 Les rayons d'énergie divergents 42, qui sortent du matériau limiteur, sont de nouveau collimatés par la lentille 34, ce qui se traduit par une limitation optique effective 20 qui est multipliée par un facteur équivalent au carré du rapport entre le diamètre de la tache focale et le diamètre de l'ouverture d1entrée„ Puisque ce rapport peut être rendu aisément aussi petit que 10~^,- on peut obtenir un accroissement de l'effet de limitation de l'ordre de Jg 10" . La discussion qui précède suppose que l'énergie 40 _est coîii-25 matée , c'est-à-dire les rayons lumineux incidents sont parallèles : cependant cette condition n'est pas exigée pour le fonctionnement effectif de la présente invention, bien que des calculs plus complexes soient nécessaires pour tenir compte des effets de la divergence du faisceau, la géométrie de l'ouverture et la dispersion du faisceau. 30 Un limiteur optique à faisceau focalisé peut être fabriqué en tant qu'élément indépendant comportant ses propres lentilles"et d'autres éléments optiques, ou bien encore un limiteur peut être disposé finnp! le plan focal d'une lentille d'un système optique existant,, Ainsi qu'il est illustré sur la figure 5S la présente ihven-35 tion peut être combinée avec un filtre linéaire dans une structure en série, ce qui rend aisé la fabrication de .'."■r.ettes de protection 48. La Demanderesse a trouvé qu'une combinaison pratique de ce genre peut être obtenue au moyen d'un élément non linéaire 44, caractérisé par une valeur de limitation prédéterminée, suivi d'un filtre linéaire 46 69 22970 io 2012956 ayant une densité optique présélectionnée, l'absorbeur 1:: 'aire 46 sert à compléter l'élément non linéaire 44 en absorbant assez ;ortement les niveaux de lumiere de faible intensité (c'est—à—dire la lumière laser faible ou la lumière incohérente)0 Pour des niveaux plus élevés du 5 laser, l'élément non linéaire 44 commence à assurer une absorption plus intense» On peut fabriquer ainsi des lentilles qui ont une gamme dynamique supérieure à celle que présenterait le matériau 44 ou 46 s'il était utilisé seul. Cependant la caractéristique essentielle est que les lentilles ainsi formées permettent à la vision du porteur de ne pas 10 être relativement altérée, tout en fournissant une protection maximale à l'égard de l'énergie de rayonnement cohérente à forte intensité. . A titre d'exemple de lentilles qui peuvent être fabriquées pratiquement pour,fournir une protection-à l'égard de l'énergie d'un laser à rubis, le matériau non linéaire 46 peut être en sulfure de cadmium qui a une f 15 couleur allant du jaune pâle au jaune moyen et qui est aussi clair que du verre à vitre. Le filtre linéaire 44 peut être du type à densité neutre t tel'-qïië^celùi'.-'à.tilxsé-"dans les limettes de soleil ordinaires ou bien encore il peut être constitué, si l'on désire obtenir une plus grande sélectivité, par un verre filtrant pour laser spécial, tel que le v^rre 20 Schott n° BG 18 fabriqué par la Jena Glass Company. Lorsque l'on désire une limitation additionnelle, on peut alors former un stratifié composé -de couches additionnelles d'éléments non linéaires ayant des niveaux de limitation de plus en plus bas, et enfin au moyen d'un absorbeur linéaire de la manière décrite précédemment. 25 • ' ' • Beaucoup de matériaux qui conviennent à une utilisation en tant que limiteurs optiques, ont été également utilisés en taiit que photo conducteurs Ldans leur gaifime -.liûéairê 4 - Puisque l'énergie absorbée d'une manière non linéaire doit se retrouver quelque part, conformément à la première loi de la thermodynamique (ou loi de conversion de l'éner-30' gie), une partie de cette énergie produit des porteurs photoconducteurs dans le matériau limiteur. Ainsi, étant donné les effets photoconducteurs non linéaires décrits ci-dessus, il est possible de fournir un dispositif combiné fonctionnant en détecteur et en limiteur d'énergie" de rayonnement,, ainsi qu'il est illustré sur la figure 6. Un tel dispositif 35 comprend une lentille de focalisation 50, un élément; limiteur 52, un photodétecteur classique 54, des conducteurs de sortie du limiteur 56 reliant l'élément limiteur 52 et un premier amplificateur 58, et des conducteurs 60 de sortie du détecteur reliant le détecteur 54 et un second amplificateur 62. Les amplificateurs 58 et 62 sont reliér à une 69 22970 „ 2012956 cohérente 66 tombant sur l'élément limiteur 52, et le signal de sortie classique du détecteur 54. le détecteur classique 54 répond à l'énergie à des niveaux d'intensité auxquels l'élément limiteur est transparent. A des intensités très élevées de la radiation d'entrée 66, alors que 5 le détecteur 54 tendrait à se saturer ou à subir des dommages physiques, l'élément limiteur optique 52 commence à répondre en tant que détecteur, de la manière décrite précédemment. Cependant à ces niveaux d'intensité élevés la transmission assurée par l'élément limiteur 52 diminue, ce qui protège le détecteur classique 54 contre tout dommage, io par suite de la limitation de l'intensité de la lumière tombant sur lui à un niveau maximal prédéterminée Grâce à la mise en oeuvre de la présente invention. il'.a été également possible de fournir un système au moyen duquel une énergie de rayonnement cohérente peut être distinguée d'une radiation de foirl 15 incohérente. TJne forme d'exécution de la présente invention pourvue d'une telle possibilité est illustrée schématiquement sur la figure 7» On voit sur cette figure une paire équilibrée d'éléments limiteurs/détee teurs 68 et 70 dont les signaux de sortie concordent lorsque ces éléments sont exposés à des radiations identiques représentées d'une 20 manière générale par des rayons 72. Une lentille de focalisation 74 est combinée avec l'un des éléments 68 de manière à focaliser sur celui-ci une radiation à intensité élevée 76. Les signaux de sortie des éléments individuels sont appliqués respectivement à des premier et second amplificateurs 78 et 80 et les signaux de sortie de ces amplificateurs 25 sont comparés dans un circuit de traitement des signaux 82 tel qu'un circuit diviseur ou un réseau formant la différence. La différence entre les signaux de sortie des éléments 68 et 70 est ainsi une mesure de l'effet de redistribution non linéaire de l'intensité et toute radiation de fond incohérente est annulée dans le signal de sortie 84 du 30 circuit de traitement des signaux 82. Toute différence supérieure à la valeur d'un seuil prédéterminé peut être considérée comme une indication nette du fait qu'une énergie cohérente est en train d'être reçue» Une autre forme d'exécution de la présente invention est 35 illustrée sur la figure 8„ La Demanderesse a trouvé que 1' amplication d'un champ électrique à l'élément limiteur se traduit par un décalage de la caractéristique d'absorption non linéaire de cet élément. Ainsi en appliquant aux bornes de l'élément limiteur 88 une différence de potentiel fournie par une source d'énergie électrique 86, le niveau de bad original 69 22970 12 2012956 limitation de cet élément peut être modulé» Par conséquent, lorsqu'une énergie d'entrée 90 est appliquée à l'élément limiteur 88, l'intensité de sortie peut être modulée en conformité avec la tension appliquée0 Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation de l'invention qui ont été décrits ci-dessus, en référence au dessin annexé, ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. 69 22970 1? 2012956 -REVENDICATIONS- 1. - Un procédé de limitation de l'intensité d'un faisceau d'énergie de rayonnement cohérente caractérisé en ce que l'on interpose, sur ce faisceau, un élément formé en un matériau présentant des états énergétiques en lesquels l'énergie de rayonnement appliquée à ce ^ matériau est absorbée, au moins partiellement, comme une fonction non linéaire de l'intensité de l'énergie de rayonnement, si bien que l'intensité de l'énergie de rayonnement transmise par ce matériau est limitée à un niveau maximal prédéterminé. 20 - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en.ce, sxon) 1Q que le matériau est un composé cristallin acentrique(sans centre d'inves j Jt. - Un procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le composé est choisi parmi les oxydes, les sulfures, les séléniu-res et les tellurures des éléments métalliques faisant partie du groupe II B dû tableau de classification périodique des éléments. 1 4. - Un procédé suivant la revendication 3 caractérisé en ce " que le composé est choisi dans le groupe des composés II B - VI A • comprenant le séléniure de zinc, l'oxyde dé zinc, le sulfure de cadmium et le séléniure-sulfure de cadmium. _ 5. - Un procédé suivant la revendiaa,t4sîr=r="caractérisé en ce 20 qu'en outre on accroît l'intensité du"rayonnement du faisceau d'énergie de rayonnement qui est appliqué à l'élément,' 6. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'en outre on interpose un élément à absorption linéaire sur le trajet de l'énergie transmise par le matériau précité, afin d'atténuer 25 l'énergie de rayonnement. 7. - Un procédé suivant la revendication 1 "cara&taiiisé en ce qu'en outre on détecte l'énergie de rayonnement absorbée par l'élément. 80 - Un procédé suivant la revendication 6 caractérisé en ce qu'en outre on monte l'élément non linéaire et l'élément à absorption linéaire dans des montures adaptées de manière à être portées sur l'oeil afin de fournir un procédé permettant d'éviter que des dommages soient causés aux yeux par une énergie de rayonnement cohérente à haute intensité. 9. - Un procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce 35 qu'on polarisé l'élément de manière à modifier le rapport de dépendance de son facteur d'absorption par rapport à l'intensité. r.O QRi'ilNAL 30 69 22970 14 2012956 10. - Un limiteur non linéaire d'énergie de rayonnement cohérente caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, des moyens pour accroître l'intensité de l'énergie de rayonnement et un élément formé en un matériau présentant des états d'énergie en lesquels une énergie de rayonnement appliquée à ce matériau est absorbée, au moins partiellement, comme une fonction non linéaire de l'intensité de l'énergie de rayonnement, cet élément étant disposé sur le trajet de l'énergie de rayonnement d'intensité accrue, si bien que l'intensité de l'énergie de rayonnement transmise par l'élément est limitée à un seuil de limitation prédéterminé par suite de l'absorption non linéaire » 11. - Un appareil suivant la revendication 10 caractérisé en ce que les moyens assurant un accroissement de l'intensité de l'énergie de rayonnement sont constitués par une lentille de focalisation» 12» - Un appareil suivant la revendication 11 caractérisé en ce que l'élément est disposé de manière à entourer le spot focal de la lentille. ! ; 13. - Un appareil suivant la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte en outrç dos moyens pour collimater l'énergie de rayonnement "transmise par l'élément « 14. - Un appareil pour effectuer une distinction entre une énergie de rayonnement cohérenté et une énergie de rayonnement incohérente caractérisé en ce qu'il comprend des premier et second éléments formés en un matériau présentant des états d'énergie en lesquels l'énergie de rayonnement appliquée à ces matériaux est absorbée, au moins partiellement, comme une fonction non linéaire de l'intensité de l'énergie de rayonnement, ces éléments produisant un signal,de sortie en réponse à une partie de l'énergie de rayonnement incidente qui est absorbée- par ces éléments, des moyens de focalisation disposés de telle façon que le spot focal de ceux-ci soit englobé par le premier élément, si bien que l'intensité de l'énergie de rayonnement cohérente tombant sur l'appareil est rendue supérieure dans le premier élément à l'intensité dans le second élément, et un"dispositif de traitement de signaux relié aux sorties des premier et second éléments. 15. - Un appareil suivant la revendication 14 caractérisé en ce que le dispositif de traitement de signaux comprend un réseau de différence qui produit un signal de sortie uniquement en réponse à une différence entre les signaux de sortie des premier et second éléments. 16. - Un détecteur d'énergie de rayonnement cohérente caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, des moyens de focalisation, §ÂD ORJQjj^ 69 22970 15 2012956 un photodétecteur, un élément présentant des états d'énergie en lesquels une énergie de rayonnement appliquée à cet élément est absorbée, au moins partiellement, comme une fonction non linéaire de 1.'intensité de l'énergie de rayonnement, et un dispositif de traitement de signaux, 5 le photodétecteur étant disposé au foyer des moyens de focalisation et produisant un signal de sortie en réponse à une énergie de rayonnement tombant sur lui, l'élément étant disposé entre les moyens de focalisation et le photodétecteur et produisant un signal de sortie en réponse à la partie de l'énergie de rayonnement incidente absorbée 10 dans l'élément, le signal de sortie du photodétecteur et le signal de sortie de l'élément étant appliqués au dispositif de traitement de signau de telle façon que ce dernier produise un signal de sortie en réponse à une énergie de rayonnement, tombant sur les moyens de focalisation, dont l'intensité est supérieure à celle qui tendrait à provoquer la 15 saturation du photodétecteur. 17. - Un appareil suivant la revendication 16 caractérisé en - - y* * • ce que les moyens de focalisation sont constitués par une lentille. 18. - Un modulateur d'énergie de rayonnement cohérente - V- caractérisé', • én • ce i qu'il comprend un élément présentant des états 20 d'énergie en lesquels une énergie de rayonnement appliquée à cet élément est absorbée, au moins partiellement, comme une fonction non linéaire de l'intensité de l'énergie de rayonnement, et des moyens pour polariser 'cet élément de façon à modifier la relation suivant laquelle l'absorptior dans cet élément dépend de 1'intensité « 25 19. - Un appareil suivant la revendication 18 caractérisé en ce que les moyens de polarisation sont constitués par une source de potentiel électrique modulable branchée aux bornes de 1'élément» 20. - Un appareil suivant l'une des revendications 10, 14, 16 et 18 caractérisé en ce que l'élément est un composé cristallin acen- 30 trique, c'est-à-dire qu'il présente une absence de centre d'inversion» 21. - Un appareil suivant la revendication 20 caractérisé en ce que le composé est choisi parmi les oxydes, sulfures, séléniures et tellurures des éléments métalliques du groupe II B du tableau de la classification périodique des éléments. 35 22o -r Un appareil suivant la revendication 21 caractérisé en ce que le composé est choisi dans le groupe des composés II B - VI A comprenant- le séléniure de zinc, l'oxyde de zinc, le sulfure de cadmium et le séléniure - sulfure de cadmium»