Brevet FR2134160A1 — publié le 19721208

i 2134160 La présente invention concerne mi dispositif d'adressage d'un faisceau lumineux, c'est-à-dire un dispositif capable de modifier la trajectoire de rayons lumineux sous la commande de moyens appropriés, -généralement électriques ou magnétiques. 5 Les dispositifs d'adressage connus d'un faisceau lumineux peuvent être de trois types. Suivant" un premier type, une déflexion-est obtenue mécaniquement et/ou électromécaniquement et l'on-ne peut généralement obtenir qu'un balayage périodique du faisceau, cette méthode ne permettant pas de placer le faisceau lumineux dans line position arbitraire- Suivant le deuxième type de 10 dispositif, la déflexion est réalisée par des moyens électro-acoustiques : on peut créer dans un matériau un système d'ondes acoustiques ce qui donne lieu à un réseau de diffraction. Les angles de déflexion obtenus avec un système d'ondes acoustiques peuvent varier d'une façon discontinue, mais ces dispositifs sont coûteux car ils nécessitent des fréquences et d© puissances réactives 15 élevées ainsi que des matériaux et des montages coûteux. Le troisième type de dispositif concerne la déflexion électro-optique d'un faisceau lumineux mettant à profit l'effet Pockels ou l'effet Kerr. Les indices optiques des milieux utilisés varient avec le champ électrique qu'on leur applique- Il est possible d'obtenir in angle de déflexion variable, soit d'une façon continue à l'aide 20 d'un prisme électro-optique par exemple, l'angle de déviation étant proportionnel à l'indice du milieu, soit d'une façon discontinue à l'aide d'un modulateur électro-optique (cristal de KDP par exemple) et d'un cristal biréfringent (prisme de Wollaston ou calcite par exemple)- Cependant, les constantes de Kerr et de Pockels sont assez faibles, l'angle de déflexion est donc petit, 25 et ces déflecteurs demandent des puissances électriques de commande assez élevées. A titre d'exemple,un : champ électrique de 5 kv/em appliqué à un cristal -6 de KDP entraîne une variation d'indice optique du cristal de 9 • 10 pour une longueur d'onde du faisceau lumineux incident de 0,S\i • La présente invention propose un dispositif correspondant mieux 30 que ceux de l'art antérieur aux exigences de la pratique, notamment en ce que l'adressage peut être commandé en mettant en jeu des puissances électriques relativement faibles- De façon plus précise, la présente invention a pour objet un dispositif de déflexion d'un faisceau lumineux caractérisé en ce qu'il comporte 35 au moins une cellule à cristaux liquides disposée sur le trajet dudit faisceau et munie de moyens de modification des propriétés optiques desdits cristaux liquides sans mise en mouvement turbulent desdits cristaux liquides. Lesdits moyens de modification des propriétés optiques des cristaux liquides peuvent être électriques, magnétiques, ou mettre en oeuvre 71 14399 2 2134160 d'autres contraintes extérieures telles que température, pression etc. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples explicatifs mais non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui 5 11 accompagnent dans lesquels ; - les figures la, lb, 2a, et 2b illustrent l'un et l'autre des deux principes de fonctionnement de l'invention, - la figure 3 représente un mode de réalisation de l'invention pouvant comporter plusieurs variantes de réalisation, le faisceau lumineux 10 étant transmis à travers la cellule à cristaux liquides, . , - . : - la figure 4 représente un mode de réalisation de l'invention I dans lequel le faisceau lumineux incident est réfléchi, - les figures 5 et 6 représentent deux modes de réalisation de l'invention comprenant chacun deux cellules à cristaux liquides placées en 15 cascade et, - la figure 7 représente un mode de réalisation de l'invention suivant lequel on induit un réseau de diffraction et on utilise les propriétés de la diffraction de Bragg. . - On sait que les cristaux liquides sont des matières organiques 20 complexes présentant dans un domaine déterminé de températures les propriétés à la fois des liquides et des cristaux, c'est-à-dire que leur fluidité est très grande et que leurs molécules sont disposées suivant un certain ordre de sorte que leur agencement formé une structure analogue à celle des réseaux cristallins. Les cristaux liquides, appelés parfois substances mésomorphes, 25 peuvent être classés en trois catégories suivant l'arrangement de leurs molécules les unes par rapport aux autres : -les corps smectiques, nématiques et cholestériques. Les molécules de cristal liquide ont une fOrne allongée et présentent un moment dipolaire induit permanent, ce qui pernet leur orientation par des moyens appropriés tels qu'un champ électrique ou magnétique, continu 30 ou alternatif. Les cristaux liquides sont généralement transparents sous faible épaisseur. Cependant, en leur faisant subir un champ électrique de valeur suffisamment élevée, il se produit un déplacement d'ions et/ou d'impuretés chargées électriquement, déplacement produisant un mouvement turbulent des molécules, et les cristaux liquides deviennent opaques. Cette propriété a été 05 utilisée pour la réalisation de dispositifs d'affichage, d'une image par exemple. Les cristaux liquides présentent une anisotropie très importante dans leur phase mésomorphe, et plus particulièrement une anisotropie optique. Cette dernière, qui peut être contrôlée et/ou commandée par l'application d'un champ BAD ORIGINAL 71 14399 3 2134160 électrique ou magnétique, ou par l'effet d'autres contraintes extérieures, est mise à profit dans la présente invention pour la réalisation d'un dispositif de déflexion optique. Tous les modes de réalisation de l'invention comportent donc chacun au moins une cellule à cristaux liquides, c'est-à-dire un organe 5 comportant généralement deux plaques transparentes formant une lame à faces parallèles ou non, la plaque recevant le faisceau lumineux incident étant transparente et formant la fenêtre d'entrée, des cristaux liquides contenus, généralement par capillarité ou à l'aide de joints, sous faible épaisseur entre les deux plaques et des moyens permettant de modifier les propriétés optiques 10 des cristaux liquides, et plus particulièrement 11 orientation de leur axe optique et leur indice optique- Il est important que l'application des moyens de modification des propriétés optiques ne mette pas en mouvement les ions et les impuretés contenus dans les cristaux liquides de façon à ne pas créer de mouvements turbulents au sein du liquide, ce qui aurait pour effet de 15 diminuer la transparence des cristaux liquides. Ces moyens de modification des propriétés optiques peuvent être un champ magnétique ou encore plus avantageusement un champ électrique. Le champ appliqué peut être continu et doit avoir une intensité inférieure à me valeur de seuil pour laquelle il y a création de mouvements turbulents au sein du liquide, ou encore alternatif 20 et de fréquence supérieure à une fréquence de seuil, les ions et impuretés chargées électriquement étant mis en mouvements turbulents pour une fréquence inférieure à cette fréquence de seuil. Les figures 1 et 2 illustrent l'un et l'autre des deux principes de fonctionnement possible du dispositif de l'invention. On sait que l'on 25 peut, soit en réalisant des mélanges de cristaux liquides de types différents, soit par des traitements de surface des faces internes de la. cellule, aligner l'axe longitudinal des molécules des cristaux liquides parallèlement ou perpendiculairement à ces faces. Ce résultat peut être obtenu, par exemple, en pratiquant des stries de faible profondeur (de l'ordre de quelques dizaines 30 d'Angstrbms) formant un réseau sur lesdites faces. Sur les figures la et lb, les molécules 2 de cristaux liquides sont contenues dans line cellule représentée schématiquement par une paire d'électrodes 4 et 6 planes, parallèles et situées en regard, ces électrodes formant les armatures dJun condensateur plan- Une différence de potentiel peut être appliquée entre ces deux électrodes à l'aide 35 d'un générateur de tension 8 et d'un interrupteur 10. Sur la figure la, les axes longitudinaux des molécules de cristaux liquides, de forme allongée, sont orientés en l'absence de champ électrique (interrupteur 10 ouvert) perpendiculairement aux électrodes 4 et 6. Pour une orientation de l'axe des 71 14399 4 2134160 molécules perpendiculairement aux parois, on choisit des molécules ayant un moment dipolaire, représenté par les flèches 12, parallèles aux parois. L'axe optique 14 des cristaux liquides est dirigé dans le sens de l'axe longitudinal des molécules 2 ; il est donc perpendiculaire aux électrodes 4 et 6. Lorsque 5 l'on ferme l'interrupteur 10 (figure lb), on établit une différence de potentiel entre les deux électrodes 4 et 6 et les moments dipolaires 12 s'orientent dans le sens du champ électrique créé dans le liquide. L'axe longitudinal des molécules 2 subit donc une rotation de 90° et il en est de même de l'axe optique 14- Dans ce mouvement de rotation des molécules, il est nécessaire 10 d'éviter tout mouvement turbulent à l'intérieur du liquide afin de ne pas modifier sa transparence. Il existe un autre type de cristaux liquides pour lequel l'axe longitudinal des molécules et leurs moments dipolaires électriques sont parallèles. Ceci est notamment le cas des molécules de "p-ethoxybenzylidène-p-15 ami nobenzonitrile". Dans ce cas, représenté sur les figures 2a et 2b, les molécules 2 comprises entre les deux électrodes planes 4 et 6 doivent être, lorsque la différence de potentiel entre les électrodes 4 et 6 est nulle (interrupteur 10 ouvert, figure 2a), couchées parallèlement aux électrodes 4 et 6. L'axe longitudinal des molécules 2 est ainsi parallèle aiix électrodes 4 20 et 6, l'axe optique 14 étant parallèle aux parois de la cellule. Lorsque l'on applique une différence de potentiel entre les deux électrodes 4 et 6 (figure 2b), en fermant l'interrupteur 10, les moments dipolaires électriques des molécules s'orientent dans le sens du champ électrique appliqué, donc perpendiculairement aux parois. L'axe des molécules subit ainsi un mouvement de 25 rotation de 90° et il en est de même de l'axe optique 14- Par l'application d'un champ électrique perpendiculairement aux électrodes planes d'une cellule à cristaux liquides, on peut obtenir une rotation de 90° de l'axe optique des cristaux liquides contenus dans la cellule. A titre d'exemple, dans le cas du cristal liquide P.A.A. (Para-30 azoxyanisole) pour lequel les indices optiques ordinaire et extraordinaire ont pour valeurs respectivement 1,56 et 1,85 5 on obtient un angle de déviation maximal du rayon extraordinaire de 12° lorsque l'axe optique tourne de 90°. Par comparaison, on obtient avec la calcite, habituellement utilisée dans les systèmes de déflexion, un angle de 6°. 35 Une autre modification des propriétés optiques des cristaux liquides peut être obtenue lorsqu'ils sont soumis à un champ électrique ou magnétique, cette modification étant la variation de leur indice optique moyen. Cette propriété est la base du deuxième principe de fonctionnement du dispositif de l'invention. Si l'on considère une mince couche de cristal liquide 71 14399 s 2134160 contenue entre deux plaques de verre poli de manière aléatoire, les molécules situées à proximité des parois, restent couchées sur ces surfaces, mais leurs axes longitudinaux ont des directions aléatoires dans ce plan. En volume, les molécules sont complètement désorientées et l'aspect de la cellule est de 5 nature isotrope. L'application d'un champ électrique perpendiculairement aux parois entraine les molécules du volume à se placer parallèlement aux plaques de verre, mais leurs directions dans ce plan restent encore aléatoires. L'aspect de la cellule est toujours isotrope mais la structure des cristaux liquides a été modifiée puisque l'on a créé une orientation moyenne des molé-10 cules. L'indice optique a donc varié. La figure 3 représente une variante de réalisation de l'invention, pouvant fonctionner suivant les deux principes de fonctionnement énoncés plus haut, à savoir la rotation de 90° de l'axe optique des cristaux liquides et la variation de l'indice moyen du milieu liquide- Ce.dispositif comporte 15 une cellule à-cristaux liquides composée principalement de deux lames de verre 16 et 18 formant une lame à faces parallèles ou faiblement convergentes. Une couche mince de cristal liquide 20 est contenue entre ces deux faces, soit par capillarité, soit à l'aide de joints étanches. Les plaques de verre 16 et 18 forment respectivement les fenêtres d'entrée et de sortie de la cellule. 20 Sur chaque paroi interne des plaques 16 et 18 est déposée une couche mince 22 ou 24 d'un matériau électriquement conducteur et transparent, de l'oxyde d'indium ou de l'oxyde d'étain par exemple- Les couches 22 et 24 forment des électrodes planes en contact avec les cristaux liquides. 20- Une différence de potentiel peut être établie entre ces deux électrodes à l'aide d'un géné-25 rateur de tension 26 et d'un interrupteur 28, ce qui permet de créer un champ électrique sensiblement perpendiculaire aux plaques 16 et 18. La valeur de la différence de potentiel appliquée, lorsque cette dernière est continue, doit être inférieure à une valeur seuil pour laquelle apparaissent dans le cristal liquide 20 des mouvements turbulents dus à la migration d'ions ou 30 d'impuretés chargées électriquement. Lorsque la différence de potentiel est alternative, sa fréquence doit être supérieure à une fréquence de seuil en deçà de laquelle il y a apparition de mouvements turbulents. Le faisceau lumineux incident 30 arrive sur la fenêtre d'entrée 16 suivant une incidence oblique- Dans ce premier cas, la déflexion du faisceau 30 peut résulter de la 35 variation de l'indice optique moyen du cristal liquide 20 due à l'application de ladite différence de potentiel par la fermeture de l'interrupteur 28. Au départ, lorsque cet interrupteur est ouvert, les molécules du cristal liquide sont complètement désorientées et le faisceau incident sort de la cellule 71 14399 6 2134160 parallèlement à lui-même sous forme du faisceau émergent 32. A la fermeture de l'interrupteur 28, les molécules acquièrent une orientation moyenne, ce qui se traduit par une variation de 1'indice optique moyen du cristal liquide 20. L'angle de déflexion que subit le faisceau lumineux incident 30 au cours de son entrée dans le cristal 20 est plus grand qu'en l'absence de champ et l'on obtient un autre faisceau émergent 34 parallèle au faisceau incident 30 et décalé par rapport au faisceau émergent 32- On obtient ainsi deux positions stables du faisceau émergent, représentées sur la figure 3 par les faisceaux émergents 32 et 34. Le dispositif représenté sur la figure 3 peut fonctionner suivant un deuxième principe suivant lequel on fait tourner-dé 90° l'axe optique du cristal liquide 20. Pour ce faire, il est nécessaire au départ, en l'absence de différence de potentiel entre les électrodes 22 et 24, d'orienter les molécules du cristal liquide. Cette orientation est réalisée de la façon indiquée précédemment, c'est-à-dire que l'on peut utiliser;, soit un mélange approprié de cristaux liquides, soit faire subir aux parois internes des fenêtres d'entrée et dé sortie un traitement de surface, tel que la réalisation de stries parallèles de faible profondeur (de l'ordre de quelques dizaines d'Angstr'dms) par exemple. Les fenêtres d'entrée et de sortie doivent dans ce cas de fonctionnement être parallèles. Le faisceau lumineux 30 arrivant sur la fenêtre d'entrée 16 sous une incidence oblique, avantageusement voisin de 45°> doit être polarisé rectilignement dans le plan défini par les deux positions de l'axe optique, positions obtenues avec et sans différence de potentiel appliquée entre les électrodes 22 et 24. Du fait de cette polarisation du faisceau incident, les vibrations lumineuses se propageant suivant l'axe ordinaire sont supprimées et il ne subsiste que les rayons lumineux extraordinaires. Pour l'une des deux positions, ouverte ou fermée, de l'interrupteur 28 et en ne polarisant pas le faisceau lumineux incident 30 comme il vient de l'être indiqué, on obtiendrait deux faisceaux émergents, au lieu d'un seul, ce qui n'est pas avantageux lorsque l'on désire obtenir deux positions stables et distinctes du faisceau émergent. Le dispositif représenté sur la figure 4 montre une autre variante de réalisation de l'invention. Le principe de fonctionnement de ce dispositif est basé sur la variation d'indice optique moyen du cristal liquide 36. Ce dernier est contenu en couche mince entre deux plaques de verre 38 et 40, la première formant la fenêtre d'entrée du dispositif et étant munie d'une électrode transparente 42 constituée par un dépôt conducteur sur la paroi interne de la plaque 38, la deuxième 40 étant une plaque de verre munie BAD ORIGINAL 71 14399 7 2134160 d'une électrode 44 constituée par une couche conductrice réfléchissante déposée sur la paroi interne de la plaque 40- La couche réfléchissante 44 et la plaque 40 forment ainsi un miroir. Un générateur de tension 46 permet, par 1 'intermédiaire d'un interrupteur 48, d'établir une différence de poten-5 tiel entre les deux électrodes 42 et 44? ladite différence de potentiel peut être continue ou alternative. Dans le premier cas, sa valeur est inférieure à une valeur seuil pour laquelle il apparaît au sein du cristal liquide 36 des mouvements turbulents et, dans le deuxième cas, sa fréquence est supérieure à une fréquence seuil en deçà de laquelle il y a apparition desdits mouvements 10 turbulents. Le faisceau lumineux incident 50 arrive sur la face d'entrée 38 sous une incidence oblique. Lorsque l'interrupteur 48 est ouvert, l'angle d'incidence du faisceau lumineux 50 sur la face d'entrée 38 est tel qu'il y ait réflexion totale du faisceau incident sur la face d'entrée. En toute rigueur cette réflexion totale a lieu sur les cristaux liquides 36. Lorsque l'on 15 établit une différence de potentiel entre les deux électrodes 42 et 44 en fermant l'interrupteur 48, il se produit une augmentation de l'indice optique moyen du cristal liquide 36- Le faisceau lumineux incident 50 pénètre alors dans les cristaux liquides et se réfléchit sur la couche réfléchissante 44- On obtient ainsi deux faisceaux lumineux émergents 52 et 54, correspondant respec-20 tivement à l'absence et à la présence d'un champ électrique à l'intérieur du cristal liquide. Les conditions n1 ^n sin 9 1 S Z 1 S ^ L 2 sont les deux indices extrêmes que peut prendre le cristal liquide, ng l'indice 2^ de l'électrode et ©l'angle d'incidence du faisceau lumineux sur le cristal liquide, sont alors réalisés. Le schéma de la figure 6 peut également fonctionner suivant le principe de la rotation de 90° de l'axe optique des cristaux liquides. On a alors : n. = n et n = n 1 o 2 e 30 pour un cristal optiquement positif ou : n = n et n = n 1 e 2 o pour m cristal optiquement négatif. Dans ce dispositif, il est avantageux de remplacer la plaque de verre fornant la face d'entrée de la cellule par un bloc 56 réalisé en un matériau transparent. Ce bloc 56 a avantageusement la forme d'un prisme isocèle tronqué par deux plans parallèles entre eux et perpendiculaires à la hauteur 58 du prisme. La grande base de ce prisme tronqué constitue alors la fenêtre d'entrée de la cellule à cristaux liquides. L'angle au sommet du prisme est calculé avantageusement de sorte que le faisceau lumineux incident 50 pénètre 71 14399 8 2134160 par la face 60 du bloc 56 sous une incidence noimale. Le prisme étant isocèle, les rayons émergents 52 et 54 sortent par la face .62 du bloc 56 également sous une incidence normale. On remarque qu'il est possible d'obtenir, d'une part, un décalage quelconque entre les deux faisceaux émergents 52 et 54 par 5 variation de la distance entre les deux plaques 38 et 40 et, d'autre part, de modifier la déflexion obtenue par variation de l'inclinaison de la plaque 40. La figure 5 représente une variante de réalisation de l'invention comportant deux étages identiques formés chacun d'une cellule à cristaux liquides composée d'une lame à faces très faiblement convergentes. Chaque 10 cellule 64 ou 66 a la forme d'une portion de prisme d'angle au soumet très petit. Les cellules 64 et 66 comportent chacune respectivement une face d'entrée 68 ou 70 munie d'une électrode transparente 72 ou 74 et une face de sortie 76 ou 78 munie d'une électrode transparente 80 ou 82. Deux couches minces de cristaux liquides 84 et 86 sont contenues entre les faces d'entrée 15 et de sortie des cellules- Deux générateurs de tension 88 et 90 et deux interrupteurs 92 et 94 permettant de soumettre les cristaux liquides 84 et 86 à un champ électrique. Suivant ce mode de réalisation, les molécules de cristaux liquides sont initialement orientées parallèlement ou perpendiculairement aux parois des cellules 64 et 66. Pour ce faire, les fenêtres d'entrée et de 20 sortie sont traitées ou encore on choisit pour les cristaux liquides 84 et 86 un mélange approprié. Afin que soient conservées les propriétés d'orientation des molécules par les parois des cellules et que la surface utile de ces cellules ne soit pas négligeable, il est nécessaire que l'angle au sommet de chacun des prismes tronqués soit très petit. On peut: montrer par le calcul 25 que pour un angle au sommet du prisme de 17' et pour une rotation de 90° de l'axe optique du cristal liquide, l'angle de déflexion obtenu par cellule est de 40'■ Le faisceau lumineux incident 96 arrive sur la face d'entrée 68 de la première cellule 64 sous une incidence rasante. Ce faisceau est polarisé rectilignement dans le plan contenant les deux positions de l'axe optique des 30 cristaux liquides obtenues avec et sans champ électrique appliqué. La première cellule de déflexion 64 donne deux positions stables du faisceau émergent et la cellule 66 fournit donc quatre positions du faisceau émergent notées sur la figure 5 par 00,01, 10 et 11. La deuxième cellule 66 est légèrement inclinée par rapport à la première de manière à ce que l'un ou l'autre des faisceaux 35 lumineux arrivant sur la face d'entrée 70 ait l'incidence la plus rasante possible. On notera que la déflexion apportée par un étage du dispositif selon la figure 5 est dite analogique, c'est-à-dire que 1'amplitude du déplacement du faisceau entre les positions 0 et 1 est fonction de la tension 71 14399 9 2134160 appliquée au cristal liquide et peut donc être modifiée à volonté. Le mode de réalisation représenté sur la figure 6 possède deux étages identiques comportant chacun une cellule à cristaux liquides 98 ou 100 et un cristal biréfringent 102 ou 104- Ce mode de réalisation peut 5 bien entendu comporter n étages placés en cascade, n pouvant être égal à 1. Seul le premier étage sera décrit. La cellule 98 à cristaux liquides forme une lame à faces parallèles comportant une fenêtre d'entrée et une fenêtre de sortie munies chacune d'une électrode transparente, un générateur 106 et un interrupteur 108 permettant de créer un champ électrique dans les cristaux 10 liquides.. Le rayon lumineux incident 110, polarise rectilignemènt, arrive perpendiculairement à la face d'entrée de la cellule 98. Cette dernière peut être de deux types différents. Elle peut tout d'abord contenir des cristaux liquides d'un seul type, à savoir des cristaux liquides cholestériques. On sait que les molécules de cristaux liquides cholestériques ont une structure 15 spiralée : ils possèdent donc la propriété de faire tourner le plan de polarisation de la lumière les traversant (pouvoir rotatoire). Le pas de cette spirale peut être modifié par une contrainte extérieure, telle que la température et le champ magnétique ou électrique. Dans le dispositif de la figure 6, on applique un champ électrique ; l'épaisseur de cristal liquide est choisie de 20 telle sorte que la cellule 98 soit, lorsqu'elle est sous tension, l'équivalent d'une lame demi-onde, c'est-à-dire que le plan de polarisation d'un faisceau lumineux la traversant subit une rotation de 90°. Soit Oxyz un repère orthogonal tel que réprésenté sur la figure 6, dans lequel Oy est la direction de propagation du faisceau lumineux incident 110 et xOz un plan parallèle aux 25 faces d'entrée et de sortie de la cellule 98. Si le rayon lumineux incident 110 est polarisé initialement suivant la direction Oz, l'application suivant l'axe Oy d'un champ électrique dans les cristaux liquides de la cellule 98 fait tourner le plan de polarisation du rayon lumineux d'un angle de 90° et le faisceau émergent sera donc polarisé par exemple suivant l'axe Ox ; sans 30 champ électrique appliqué, la polarisation ne change pas ; le rayon lumineux émergent est polarisé suivant 0z. La cellule à cristaux liquides 98 peut également contenir des cristaux liquides du type nématique ou encore un mélange de cristaux liquides. On peut, soit traiter les parois internes des fenêtres d'entrée 35 et de sortie de façon à obtenir une orientation de l'axe longitudinal des molécules des cristaux liquides parallèlement ou perpendiculairement aux fenêtres, soit utiliser un mélange de cristaux liquides de façon à obtenir cette orientation. L'axe optique de cette cellule est alors celui de l'axe longitudinal des molécules, perpendiculaire ou parallèle aux fenêtres d'entrée 71 14399 10 2134160 10 30 35 et de sortie de la cellule- Supposons par exemple que l'axe optique, en. l'absence de champ électrique, soit perpendiculaire aux fenêtres d'entrée et de sortie et représenté par Eqq sur la figure 6. L'application d'un champ électrique par la fermeture de l'interrupteur 108 fait tourner l'axe optique d'un angle de 90° et l'amène par exemple dans le plan xOz. La nouvelle position de l'axe optique, désignée sur la figure 6 par EQ1, fait un angle de 45e avec la direction 0z. Le plan de polarisation du faisceau lumineux incident 110, polarisé rectilignement suivant la direction Oz, tournera d'un angle de 90° par passage au travers de la cellule 98 : la condition (n - n )e = -4— - 6 O étant satisfaite, condition où e est l'épaisseur traversée, ng et nQ les indices extraordinaire et ordinaire du cristal liquide. Le rayon lumineux émergent sera donc polarisé rectilignement suivant la direction 0x. La cellule 98 est ainsi équivalente à une lame demi-onde> Un cristal biréfringent 102 du type calcite est placé sur le trajet du faisceau émergent de la cellule 93, la face d'entrée de ce cristal étant perpendiculaire au faisceau lumineux. L'axe optique 112 du cristal biréfringent 102 est contenu dans le plan yOz et fait un angle de 45° avec l'axe 0y. En présence d'un champ électrique agissant sur les cristaux liquides de la cellule 98, on obtient, à partir du rayon ordinaire, le faisceau 20 ^ lumineux émergent 114 non. dévié et polarisé rectilignement suivant l'axe 0x. En l'absence de champ électrique, le rayon lumineux extraordinaire est dévié dans le cristal biréfringent 102 et l'ou obtient un faisceau émergent 116 polarisé rectilignement suivant la direction Oz, parallèle au rayon émergent 114 et décalé d'une distance proportionnelle à l'épaisseur du cristal biré- 25 fringent 102, épaisseur mesurée suivant la direction Oy. Le deuxième étage de déflexion comportant une cellule à cristaux liquides 100 et un cristal biréfringent 104 est identique au premier et fonctionne de la même façon ; l'épaisseur du cristal 104 est la moitié de celle du cristal 102. A la sortie du deuxième étage, on peut obtenir ainsi quatre positions stables du faisceau lumineux, positions notées sur la figure 6 par 00,10,01 et 11. On notera que la translation apportée par un étage du dispositif selon la figure 6 est dite digitale, c'est-à-dire que l'amplitude du déplacement du faisceau entre 1©positions 0 et 1 ne varie pas en fonction de la tension appliquée au cristal liquide : lorsque cette tension varie le faisceau d'entrée donne en sortie deux faisceaux écartés d'une distance fixe, et plus ou moins lumineux ; pour une valeur précise de la tension, qui sera en fait la seule utilisée, le faisceau correspondant au zéro s'éteint, le faisceau correspondant au 1 sortant seul. / baû omdmj 71 14399 11 2134160 Le mode de réalisation représenté schématiquement sur la figure 7 comporte deux plaques de verre transparentes 118 et 120 formant une lame à faces parallèles. Des cristaux liquides 122 sont contenus en couche mince entre les deux plaques 118 et 120. Sur les parois internes de ces deux 5 plaques sont déposées des électrodes 124 et 126 constituées chacune d'un réseau de bandes identiques conductrices, transparentes, parallèles et régulièrement espacées, la distance entre deux bandes voisines étant égale à la largeur des bandes. Ces bandes sont de préférence formées d'oxydes métalliques, conducteurs et transparents. Les électrodes 124 et 126 sont identiques de 10 sorte qu'une bande conductrice d'un réseau est située en face d'une bande conductrice de l'autre réseau. Toutes les bandes d'un même réseau sont reliées électriquement entre elles. Un générateur 128 et un interrupteur 130 permettant d'établir une différence de potentiel entre les deux électrodes 124 et 126, ladite différence de potentiel ne mettant pas les cristaux liquides 122 en 15 mouvement turbulent. Les parois internes des fenêtres d'entrée et de sortie, constituées respectivement par les plaques de verre 118 et 120, sont traitées de façon à ce qu'en l'absence de champ électrique l'axe optique des cristaux liquides soit parallèle ou perpendiculaire aux parois internes. En soumettant les cristaux liquides 122 à un champ électrique, l'axe optique subit, entre 20 les électrodes, un mouvement de rotation. La figure 7 représente une cellule à cristaux liquides soumis à un champ électrique et telle que, en absence de champ électrique, les molécules sont orientées perpendiculairement aux parois internes par exemple (orientation représentée par les flèches 132). Aux endroits où est appliqué un champ électrique, c'est-à-dire entre deux bandes 25 en regard des électrodes 124 et 126, l'axe optique des cristaux liquides subit une rotation réglable au besoin entre 0 et 90°, sur la figure de 90° ; il prend donc une direction parallèle aux parois internes, direction représentée par les flèches 134* Lorsque l'interrupteur 130 est fermé, on obtient ainsi un réseau de diffraction de phase par transmission, le pas de ce réseau 30 étant déterminé par la distance entre deux bandes conductrices voisines. Ces cristaux liquides 122 sont avantageusement du type nématique• On peut montrer par le calcul, qu'en se plaçant dans les conditions de diffraction dites "conditions de Bragg", une cellule à cristaux liquides telle que représentée sur la figure 7 et calculée pour fournir un 35 déphasage égal à tt entre les rayons lumineux qui traversent les tranches de cristaux liquides soumises à un champ électrique et les rayons lumineux qui traversent les tranches au repos, que ladite cellule effectue une déflexion ■ dans l'ordre 1 de diffraction suivant la loi de Bragg avec un rendement théorique de 100 %■ Ledit déphasage égal à ir peut facilement être obtenu 71 14399 12 2134160 en choisissant l'épaisseor d de cristal liquide telle que : „ A X d . An = -r X étant la longueur d'onde de la lumière incidente dans le vide et An la variation d'indice des cristaux liquides avec et sans champ électrique appli-5 qué. Le faisceau lumineux incident 136 arrive sur la face d'entrée F de la cellule sous une incidence oblique égale à —Cet angle est tel qu'il respecte la condition de Bragg, c'est-à-dire que l'on doit avoir : • _JL X sin 2 = ~2ïr 10 p étant le pas du réseau de diffraction formé par les bandes conductrices des électrodes 124- et 126. Le faisceau émergent sort de la cellule avec un angle 9 égal à A titre d'exemple, avec le cristal liquide nématique MBBA N-(p-Méthoxybenzylidène) - p-n butyianiline et avec xme longueur d'onde 1— © -J du faisceau incident égale à 6328 A (lumière émise par le laser à gaz hélium-15 néon), les caractéristiques de la cellule à cristaux liquides peuvent être les suivantes : — épaisseur de cristal liquide d à 32y , - espacement p entre deux bandes conductrices inférieure ou égale à 3,8m. et 6 20 - angle de Bragg égal à 4°48'. Le faisceau de lumière incident peut être avantageusement pour tous les modes de réalisation décrits, mais non nécessairement, la lumière émise par un laser, tel qu'un laser à gaz hélium-néon. H va sans .dire que la présente invention ne se limite pas 25 aux modes de réalisation qui ont été représentés et décrits à titre d'exemples. En particulier, les moyens permettant de modifier les propriétés optiques des cristaux liquides, rotation de l'axe optique et variation de l'indice moyen, ont été décrits à titre d'exemples sous forme de deux électrodes planes en regard et créant un champ électrique dans les cristaux liquides. D'autres 30 moyens peuvent être envisagés, moyens créant par' exemple un champ magnétique. 71 14399 13 2134160 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'adressage d'un faisceau lumineux caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cellule à cristaux liquides disposée sur le trajet dudit faisceau et munie de moyens de modification des propriétés optiques desdits cristaux liquides sans mise en mouvement turbulent desdits cristaux 5 liquides. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens sont une paire d'électrodes transparentes, disposées-de part et d'autre desdits cristaux liquides et permettant de créer un champ électrique dans lesdits cristaux en appliquant une différence de potentiel 10 entre lesdites électrodes, ladite différence de potentiel étant soit continue et inférieure à une valeur de seuil, soit alternative et de fréquence supérieure à une fréquence de seuil, de sorte que lesdits cristaux liquides ne soient pas mis en mouvement turbulent. 3- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce 15 que lesdits moyens sont magnétiques. 4- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite cellule comporte une fenêtre d'entrée et une fenêtre de sortie formant une lame à faces parallèles ou convergentes dans laquelle sont contenus sous faible épaisseur lesdits cristaux liquides, ladite fenêtre d'entrée 20 recevant ledit faisceau lumineux sous une incidence oblique, la paroi interne de chacune desdites deux fenêtres étant recouverte d'une électrode transparente, et des moyens permettant d'établir une différence de potentiel entre les deux électrodes, l'établissement de ladite différence de potentiel faisant varier l'indice optique desdits cristaux liquides, ce qui a pour effet de modifier 25 l'angle de réfraction dudit faisceau. 5- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite cellule comporte une fenêtre d'entrée et un miroir formant une lame à faces parallèles ou convergentes dans laquelle sont contenus sous faible épaisseur lesdits cristaux liquides, deux électrodes recouvrant les parois 30 internes pour l'une de ladite fenêtre d'entrée et pour l'autre dudit miroir, -l'électrode recouvrant ledit miroir pouvant constituer la partie réfléchissante dudit miroir, et l'électrode recouvrant ladite fenêtre d'entrée étant transparente, des moyens permettant d'établir une différence de potentiel pouvant prendre deux valeurs déterminées, entre les deux électrodes, ladite fenêtre 35 d'entrée recevant ledit faisceau lumineux sous une incidence oblique telle que pour une première valeur de ladite différence de potentiel le faisceau 71 14399 14 2134160 lumineux soit réfléchi par les cristaux liquides en contact avec l'électrode transparente, l'établissement de la deuxième valeur de la différence de potentiel faisant varier l'indice optique desdits cristaux liquides de telle sorte que ledit faisceau lumineux pénètre dans ladite cellule et se réfléchisse sur 5 ledit miroir. 6. Dispositif suivant la revendication 5> caractérisé en ce que ladite fenêtre d'entrée de ladite cellule est supportée par la grande base d'un bloc en forme de prisme isocèle tronqué suivant deux plans parallèles entre eux et perpendiculaires à la hauteur dudit prisme, ledit faisceau lumineux 10 incident pénétrant dans ledit bloc sous une incidence normale. 7- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite cellule comporte une fenêtre d'entrée et une fenêtre de sortie formant une lame à faces parallèles dans laquelle sont contenu sous faible épaisseur lesdits cristaux liquides, ladite fenêtre d'entrée recevant ledit 15 faisceau lumineux sous une incidence oblique, deux électrodes recouvrant partiellement les parois internes desdites fenêtres d'entrée et de sortie et formées chacune d'un réseau de bandes identiques conductrices, transparentes et parallèles, la distance entre deux bandes voisines étant égale à la largeur des bandes et chaque bande de l'un desdxts réseaux étant située en regard 20 d'une bande de l'autre réseau, et des moyens permettant d'établir une différence de potentiel entre les deux électrodes, l'établissement de ladite différence de potentiel créant un réseau de diffraction par transmission. 8. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite cellule comporte une fenêtre d'entrée et une fenêtre de sortie 25 formant une lame à faces parallèles dans laquelle sont contenus sous faible épaisseur lesdits cristaux liquides, deux électrodes transparentes en contact avec lesdits cristaux liquides et recouvrant les parois internes desdites fenêtres et des moyens permettant d'établir une différence de potentiel entre lesdites électrodes, lesdites parois internes desdites fenêtres ou lesdites 30 électrodes ayant la propriété d'orienter l'axe longitudinal desdites molécules de cristaux liquides, ledit axe définissant l'axe optique desdits cristaux, soit parallèlement auxdites parois lorsque les moments dipolaires desdites molécules sont parallèles audit axe, soit perpendiculairement auxdites parois lorsque les moments dipolaires desdites molécules sont perpendiculaires audit 35 axe, l'application d'une différence de potentiel entre lesdites électrodes faisant tourner l'axe desdites molécules, donc ledit axe optique, d'un angle inférieur ou égal à 90°, ce qui définit deux positions distinctes dudit axe optique avec et sans l'application de ladite différence de potentiel et ledit faisceau lumineux arrivant sur ladite fenêtre d'entrée sous une incidence BAD ORIGINAL 71 14399 15 2i 34160 oblique étant polarisé rectilignement dans le plan défini par les deux dites positions dudit axe optique. 9- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite cellule comporte une fenêtre d'entrée et line fenêtre de sortie 5 contenues dans des plans parallèles à un plan xOz et formant une lame à faces parallèles dans laquelle sont contenus sous faible épaisseur des cristaux liquides du type cholestérique, ladite fenêtre d'entrée recevant ledit faisceau lumineux sous une incidence normale suivant un axe Oy, deux électrodes transparentes disposées de part et d'autre desdits cristaux liquides et recouvrant 10 les parois internes desdites fenêtres, des moyens permettant d'établir me différence de potentiel entre les deux électrodes, ledit faisceau lumineux étant polarisé rectilignement dans le plan xOz et l'application de ladite différence de potentiel faisant tourner le plan de polarisation du faisceau lumineux émergent d'un angle de 90°, et en ce que ledit dispositif comprend 15 un cristal biréfringent placé sur le trajet du faisceau lumineux émergent de ladite cellule, dont l'axe optique est contenu dans un plan parallèle au plan yOz et dont la face d'entrée est placée perpendiculairement à la direction Oy faisant subir au faisceau en polarisation extraordinaire une translation d'amplitude fixe. 20 10. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite cellule comporte une fenêtre d'entrée et line fenêtre de sortie formant une lame à faces parallèles dans laquelle sont contenus sous faible épaisseur lesdits cristaux liquides, deux électrodes transparentes recouvrant les parois internes desdites fenêtres et des moyens permettant d'établir 25 une différence de potentiel entre lesdites électrodes, lesdites parois internes desdites fenêtres ayant la propriété d'orienter l'axe longitudinal desdites molécules de cristaux liquides, ledit axe définissant l'axe optique desdits cristaux, soit parallèlement auxdites parois lorsque les moments dipolaires desdites molécules sont parallèles audit axe, soit perpendiculairement auxdites 30 parois lorsque les moments dipolaires desdites molécules sont perpendiculaires audit axe, l'application d'une différence de potentiel entre lesdites électrodes faisant tourner l'axe desdites molécules, donc ledit axe optique, d'un angle égal à 90° ce qui définit deux positions perpendiculaires dudit axe optique avec et sans l'application de ladite différence de potentiel, et ledit fais-35 ceau lumineux incident étant polarisé rectilignement et arrivant sur ladite fenêtre d'entrée sous une incidence normale, et en ce que ledit dispositif comporte un cristal biréfringent placé sur le trajet du faisceau lumineux émergent de ladite cellule. 71 14399 16 2134160 11. Dispositif suivant l'une des revendications 9 et 10, dans lequel le cristal biréfringent est remplacé par un cristal du type Wollaston dont la face d'entrée est placée perpendiculairement à la direction Oy, faisant subir au faisceau en polarisation extraordinaire une déflexion d'un angle fixe. 12. Dispositif suivant l'une des revendications 9, 10 et 11, caractérisé en ce qu'il comporte n étages placés en cascade et fornés chacun de l'association de ladite cellule et dudit cristal biréfringent. 13- Dispositif suivant l'une des revendications 8 et 10, caractérisé en ce que lesdites parois internes desdites fenêtres d'entrée et de sortie ont subi un traitement de surface permettant l'orientation desdites molécules. 14- Dispositif suivant l'une des revendications 8, 10 et 11, caractérisé en ce que lesdites parois internes desdites fenêtres d'entrée et de sortie comportent des stries parallèles permettant l'orientation desdites molécules. 15- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle d'incidence dudit faisceau lumineux sur ladite fenêtre d'entrée et les caractéristiques physiques dudit dispositif permettent d'effectuer une "réflexion de Bragg".