Brevet FR2104790A1 — publié le 19720421

L'invention concerne un procédé pour reconstituer des images visibles à partir d'objets soumis à des ondes sonores, cependant que le champ d'interférences acoustique produit est analysé et que des signaux électriques reproduisant l'intensité sonore sont engendrés et utilisés pour l'obtention d'un hologramme optique qui est ensuite reconstitué par la luminre cohérente. En holographie acoustique, par exemple dans la technique sonar, les objets sont soumis, à des fins d'examen, à un rayonnement sonore et il en résulte la production d'un champ d'interférences acoustique. Le champ d'interférences acoustique est ensuite analysé au moyen de transducteurs acoustiques qui produisent des signaux électriques, correspondant aux intensités sonores présentes aux points considérés et à partir desquels des images visibles des objets soumis au rayonnement sonore doivent alors être reconstituées. Les procédés utilisés jusqu'ici dans ce but ne donnent pas encore sat i sfac t ion• La présente invention a donc pour but d'indiquer un procédé qui permette la reconstitution d'images visibles à partir des signaux électriques obtenus par l'analyse du champ d'interférences acoustique. Poi>r résoudre ce problème, l'invention propose un procédé du type indiqué ci-dessus, selon lequel - conformément à l'invention - les signaux électriques sont envoyés à l'écran en cristal liquide nématique, susceptible d'être commandé électriquement, et un faisceau de lu-miôre cohérente est dirigé sur l'écran de cristal liquide. Un cristal liquide est une substance chimique organique qui est liquide à l'état intéressant, mais qui présente certaines propriétés des cristaux par rapport aux liquides connus usuels. Un tel cristal est capable en général de passer par plusieurs phases intermédiaires entre l'état cristallin solide d'une part et l'état liquide isotrope (mésophases smectique, nématique, cholestérinique). On se contentera ci-aprôs de rappeler brièvement les propriétés physiques d'une telle substance dans la mésophase nématique. En couche mince, un cristal liquide nématique apparaît limpide et transparent. Dans cette phase, il existe, parmi les molécules de la substance, un état ordonné étendu sur des domaines macroscopiques, comme cela est typique pour 71 25649 21(34790 des eristetax* Si 1 ' on applique' ùn champ* électrique perpendiculairement a la superficie d'une telle couche mince et si l'on observe la couche"au microscope à contraste de phase et qu'on augmente lentement l'intensité du champ à partir de 5 zéro, on commence par avoir un champ de vision parfaitement transparent, dans lequel se forment lentement des domaines caractérisés en forme de bande. Si l'intensité du champ est encore augmentée, les domaines entrent lentement en mouvement, en se partageant en des zones plus petites. Cela se poursuit 10 jusqu'au moment où, lorsque le champ électrique atteint une certaine valeur (de l'ordre de grandeur de 20 KV/cm), de petites zones cristallines de quelques microns de diamètre s'entremêlent par grouillement en un mouvement rapide désordonné, Dans cet état, la couche est fortement dispersive. 15 Une couche d'unt tel cristal liquide peut être uti lisée comme écran de signalisation, en employant des électrodes en forme de matrice ou un faisceau électronique pour régler différemment, d'un point à l'autre, l'état dispersif de la couche de cristal liquide. 20 Lors de la reprodiiction de l'objet', le faisceau de lumière cohérente peut être avantageusement réfléchi sur l'écran en cristal liquide. Toutefois, selon une autre forme de réalisation de l'invention, on peut aussi faire passer le faisceau de lumière cohérente à travers l'écran en cristal 2 5 liquide, la lumière cohérente diffractée au passage à travers le cristal liquide étant utilisée pour la reproduction de l'objet. Outre la lumière diffractée, il apparaît encore une composante diffusée de la lumière du laser qui peut être affaiblie pour accroître le rapport signal sur bruit dans le 30 plan de transformation de Fourier de l'écran, par exemple au moyen d'un diaphragme. Aussi bien drns le cas de la commande du cristal liquide par des électrodes en forme de matrice que dans le cas de la commande au moyen d'un faisceau électronique, les 35 signaux électriques utilisés pour la commande doivent être appliqués successivement à l'écran en cristal liquide. Dans ces conditions, le temps d'inscription de l'hologramme complet doit être égal ou inférieur au temps de relâchement de l'état dispersif de la couche du cristal liquide. kQ' La présente invention permet, avec un dispositif 71 25849 2104790 relativement simple, la transformation ultra-rapide d'une information holographique sous forme de signaux électriques en un hologramme optique. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré 5 achématiquement au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure 1 représente un dispositif pour la réalisation ultra-rapide d'hologrammes acoustiques au moyen d'un écran en cristal liquide susceptible d'être commandé électroniquement. 10 La figure 2 représente un écran an cristal liquide à électrodes en forme de matrice. L'éctan 1 en cristal liquide représenté est constitué par une couche 2 d'un cristal liquide qui est insérée entre deux plaques de verre 3 et k. Sur leurs faces internes, les 15 deux plaques de verre 3 et k portent des électrodes transparentes en forme de bandes 5 étroites et parallèles. Les ensembles de bandes des deux plaques de verre 3 et k sont perpendiculaires l'un à l'autre. Sous l'effet de l'application d'une tension par lignes d'alimentation en courant 6 et 7 20 entre deux électrodes s'entrecroisant, le liquide nématique devient dispersif au point d'intersection, Aussi un signal peut donc donner une image sur l'écran 1 en cristal liquide par application d'une tension aux lignes d'alimentation en courant 6 et 7. Ainsi, les signaux électriques obtenus lors 25 de l'analyse du champ d'interférences acoustique sont appliqués en série aux lignes d'alimentation en courant 6 et 7 et une reproduction de l'image interférentielle acoustique est effectuée dans le cristal liquide. Dans ces conditions, il faut veiller à ce que le temps de relâchement de l'état de disper-30 sion soit égal ou supérieur au temps d'inscription de l'hologramme entier, sinon le pouvoir de résolution de la reconstitution de l'image serait réduit. La reproduction de l'objet s'effectue comme le montre la figure 1, au moyen d'un rayonnement laser 8 convergent dans 35 cet exemple, qui traverse l'écran 1 en cristal liquide. En dehors de la lumière du laser qui est diffractée au niveau de la structure interférentielle de l'hologramme acoustique et qui permet la reproduction de l'objet, il se produit une composante diffusée de la lumière du laser. Pour que le rapport ko signal sur bruit ne soit pas réduit par cette lumière diffusée, 71 25849 k 2104790 celle-ci est éliminée en partie, dans le plan.de transformation de Fourier de l'écran, au moyen du diaphragme 10. En même temps, la lumière non diffractée ainsi que l'image conjuguée 11 sont ainsi éliminée et on obtient l'objet reconstitué 12. 5 L'exemple de réalisation représenté sur la figure 3 montre l'inscription des signaux électriques obtenus lors de l'analyse du champ d'interférences acoustique par un faisceau électronique. L'écran 1 est ici constitué par deux plaques de verre 13 et 15» entre lesquelles est disposée une 10 couche 14 de cristal liquide. Sur la face arrière est prévue une couche d'aluminium brillante 20 qui réfléchit le faisceau de lumière cohérente lors de la reconstitution. L'inscription est effectuée au moyen du faisceau de lumière 16, produit par le canon à électrons 17, et dirigé 15 sur l'écran 1 par 1e- dispositif déflecteur 18 en fonction du signal de réflexion 19. L'intensité du faisceau électronique 16 est réglée par le signal de commande 22 appliqué aux électrodes de commande 21 obtenu lors de l'exploration du champ d'interférences acoustique. 71 25849 2104790 REVENDICATIONS 1 . Procédé pour la reconstitution d'images visibles à partir d'objets somis à des ondes sonores, cependant que le chavip d'interférences acoustique produit est analysé et que des signaux électrinues reproduisant l'intensité sonore sont produits et utilises pour la réalisation d'un hologramme optique qui est ensuite reonstitué par la lumière cohérente, caractérisé par le fait que les signaux électriques sont appliqués à un écran constitué en uncHstal liquide nématique et susceptible d'être commandé électriquement, et qu'un faisceau de lumière cohérente est dirigé sur l'écran de cristal liquide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'état dispersif de la coiu-Ue de cristal liquide est commandé différemment d'un point à un autre au moyen d'un faisceau électronique. 3 ♦ Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'on utilise une couche de cristal liquide munie d'électrodes en forme de matrice. 4. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé par le fait que le faisceau de lumière cohérente est réfléchi sur l'écran en cristal liquide. 5. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3» caractérisé par le fait que le faisceau de lumière cohérente traverse l'écran en cristal liquide. 6. Procédé selon l'une des revendications 1, , 3, 4 ou f>, caractérisé par le fait nue les signaux électriques sont appliqués successivement à l'écran en cristal liquide, le temps d'inscription de 1'hologramme complet étant inférieur ou égal nu temps de relâchement de l'état dispersif du cristal liquide. 7. Procédé selon l'une des revendi ra tions 1, 2, 3, 't, 5 ou 6, caractérisé par le fait que la luuiir re dispersée e>t supprimée eti partie dans le plan de transformation de Fourier de 1'éc can.