Brevet FR2125485A1 — publié le 19720929

L'invention a pour but de permettre d'agir, d'une manière définie, sur l'énergie d'un faisceau lumineux doué d'une grande énergie, le degré d'influence devant, en outre, pouvoir être choisi. En optique classique, on utilise à cet effet des coins gris neutres 5 qui sont disposés par exemple sur des pistes circulaires d'un disque de réglage. A chaque position angulaire du disque est alors associé un facteur d'affaiblissement déterminé. Dans le domaine de l'optique du laser, ce procédé n'est malheureusement plus utilisable, en raison de la très grande densité d'énergie, car la forte énergie absorbée dans le disque ne peut pas être dissipée. 10 On pourrait remplacer le réglage de l'absorption par un réglage de réflexion en utilisant un miroir partiellement transparent et en projetant un faisceau partiel dans un récipient d'absorption approprié. Mais ce procédé présente l'inconvénient de n'offrir que peu de souplesse en ce qui concerne le facteur d'affaiblissement, car le rapport réflexion./transparence du miroir 15 partiellement transparent n'est pas ajustable. Une autre possibilité de réglage de l'énergie d'un faisceau de laser consiste à ajuster le générateur laser lui-même. Mais ce procédé est inefficace lorsqu'on désire effectuer des mesures comparatives entre deux faisceaux de laser cohérents émanant d'un même générateur et lorsqu'un unique faisceau doit 20 être soumis au réglage. Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter tous les inconvénients énumérés ci-dessus. Le dispositif de réglage de l'énergie d'un faisceau de laser suivant l'invention est caractérisé par une roue à aubes entraînée en rotation à une vitesse constante, dont les aubes se présentent 25 sous la forme de lamelles de tôle planes dont la surface est orientée perpendiculairement à la direction périphérique et qui est montée de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe contenu dans le plan médian du voile de la roue et passant par l'arbre de celle-ci, dans un boîtier qui entoure complètement la roue à aubes, tandis que ledit boîtier présente un orifice d'entrée et un 30 orifice de sortie du faisceau de laser à des emplacements tels que la ligne qui relie entre eux ces deux orifices coupe à angles droits l'axe de pivotement dans la région des aubes. De préférence, la largeur des aubes est choisie sensiblement égale à la distance entre deux aubes adjacentes. Le montage de la roue à aubes et d'un moteur associé à celle-ci dans le boîtier est assuré 35 par un tourillon monté de façon à pouvoir tourner dans la paroi du boîtier et qui porte, côté intérieur, des moyens de support du moteur et de la roue tandis qu'il se termine, côté extérieur, par un bouton de réglage gradué. 72 05052 2 2125485 On peut réaliser un réglage rythmé particulièrement avantageux de l'énergie du faisceau de laser au moyen de la roue à aubes suivant l'invention en ne munissant ladite roue d'aubes que sur la moitié de sa périphérie, de sorte que le faisceau de laser traverse le dispositif sans être affaibli 5 pendant une moitié de chaque période de révolution de la roue. Le degré d'affaiblissement que subit le faisceau de laser en traversant le dispositif est fonction de l'angle que fait la surface de la roue avec la ligne qui relie entre eux les deux orifices. Cet angle est ajustable graduellement dans une gamme continue au moyen du bouton de réglage. 10 Le principe fondamental du principe suivant l'invention consiste donc à répartir uniformément la fraction d'énergie à absorber sur toute la périphérie de la roue à aubes. Etant donné qu'une partie de l'énergie n'est pas du tout absorbée dans les aubes elles-mêmes, mais est projetée par celles-ci sur la paroi du boîtier, l'absorption de l'énergie se répartit d'une manière 15 assez uniforme sur l'ensemble du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé sur lequel : - la figure unique représente un exemple d'exécution de l'invention 20 qui s'est avéré satisfaisant. L'organe le plus important du dispositif est une roue à aubes 1 entraînée par un moteur 2. Ce moteur se présente, par exemple, sous la forme d'un moteur de commutation pas à pas, afin qu'on puisse reproduire exactement la position angulaire de la roue. La roue 1, son arbre 3 et le moteur sont 25 montés de manière à pouvoir pivoter, par l'intermédiaire de moyens de support, dans un boîtier 4 qui entoure la roue de toutes parts. Ces moyens de support comprennent un bras porteur intérieur 5, un bouton de réglage extérieur 6 et un tourillon 7 qui relie entre eux ces deux éléments transversalement à la paroi du boîtier. Ledit tourillon est disposé de telle manière que son axe s'étende 30 dans le plan médian du voile de la roue à aubes 1 et coupe l'axe de l'arbre 3 de ladite roue. En tournant le bouton de réglage 6, on provoque donc un pivotement de la roue autour d'un axe qui s'étend dans le plan médian de son voile tandis qu'une graduation du bouton de réglage indique l'écart angulaire par rapport à une position zéro. 35 Le faisceau de laser traverse le boîtier en ligne droite entre un orifice d'entrée 8 et un orifice de sortie 9. La ligne qui relie les deux orifices coupe la roue à aubes dans la région des aubes 10 de telle manière que l'axe du tourillon 7 présente un point d'intersection avec cette ligne. 72 05052 3 2125485 La position zéro de la roue à aubes correspond à la configuration dans laquelle la ligne reliant les deux orifices est perpendiculaire à la surface de la roue. Les aubes 10 se présentent sous la forme de lamelles métalliques planes réparties uniformément autour de la périphérie de la roue. La largeur 5 des aubes correspond sensiblement à la distance entre deux aubes adjacentes. Conme on peut le voir sur la représentation en coupe d'un secteur de la roue donnée sur la figure, les aubes sont orientées vers l'extérieur suivant une direction rigoureusement radiale. Comme l'épaisseur des lamelles formant les aubes est très faible et comme les aubes sont tournées vers le faisceau de 10 laser, dans la position zéro de la roue à aubes, par leur tranche, comme on peut le voir dans la coupe de secteur précitée, cette position zéro peut être définie comme étant une position dans laquelle l'énergie de sortie du faisceau de laser est maximale : elle est alors pratiquement identique à l'énergie d'entrée. 15 Si l'on fait alors pivoter la roue à aubes au moyen du bouton de réglage 6 de telle manière que le faisceau de laser fasse un angle aigu avec la surface de la roue, alors les lamelles 10 constituant les aubes font également un angle aigu avec le faisceau de laser et empêchent celui-ci de traverser librement le dispositif pendant un laps de temps qui est fonction de 20 l'angle de réglage. Si l'on choisit la vitesse de rotation de la roue suffisamment grande, les effets de l'occultation totale mais brève du faisceau de laser ne se font plus sentir et, au total, seule une réduction de l'énergie du laser dans une mesure déterminée par l'angle de réglage de la roue est produite. Suivant un autre perfectionnement avantageux apporté par l'invention, 25 le dispositif peut être utilisé pour la pulsation rythmique de l'énergie d'un faisceau de laser, si l'on ne munit la roue d'aubes que sur la moitié de sa périphérie. Cette moitié peut être continue ou répartie sur deux quadrants de la périphérie séparés par deux autres quadrants non garnis d'aubes. A la sortie du dispositif suivant l'invention, pendant la moitié d'une 30 période de pulsation, la totalité de l'énergie du laser apparaît tandis que, pendant l'autre moitié de la période de pulsation, cette énergie est réduite dans une mesure qui est uniquement fonction de l'angle de réglage de la roue. Lors d'essais pratiques de ce dispositif, au cours desquels on a utilisé essentiellement l'effet thermique du faisceau de laser, on a pu déterminer 35 que cette modulation, en elle-même rectangulaire, en raison de l'inertie des phénomènes thermiques, apparaît sous la forme d'une modulation sinusoïdale. La fréquence de modulation est directement fonction de la vitesse de rotation de la roue et le taux de modulation est directement fonction de la position 72 05052 4 2125485 angulaire de la roue par rapport au faisceau de laser. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 72 05052 5 2125485 REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage de l'énergie d'un faisceau de laser, caractérisé par une roue à aubes entraînée en rotation à une vitesse constante, dont les aubés se présentent sous la forme de lamelles de tSle planes dont la surface est orientée perpendiculairement à la direction périphérique, et qui est montée 5 de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe contenu dans le plan médian du voile de la roue et passant par l'arbre de celle-ci, dans un boîtier qui entoure complètement la roue à aubes, tandis que ledit boîtier présente un orifice d'entrée et un orifice de sortie du faisceau de laser à des emplacements tels que la ligne qui relie entre eux ces deux orifices coupe à angles droits l'axe 10 de pivotement dans la région des aubes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur des aubes est sensiblement égale à la distance entre deux aubes adjacentes. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'alignement de l'axe de pivotement, est fixé dans la paroi du boîtier un tourillon 15 qui porte, côté intérieur, des moyens de support d'un moteur d'entraînement et de l'arbre de la roue et se termine, côté extérieur, par un bouton de réglage gradué. 4. Dispositif selon la revendication 1, pour la pulsation rythmique de l'énergie d'un faisceau de laser, caractérisé en ce que la roue n'est munie 20 d'aubes que sur la moitié de sa périphérie. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue est munie d'aubes dans des zones séparées représentant au total la 2 ème partie de sa périphérie et n'est pas munie d'aubes dans les régions intermédiaires entre lesdites zones ( k = 1, 2, 3 ...).