Brevet FR2126393A1 — publié le 19721006

La présente invention concerne un dispositif pour 1'oto-tension de fac-similés. En général, s'agissant d'un récepteur de fac-similé qui a pour rôle de fournir une information ayant une densité aussi 5 forte que celle qui est emmagasinée sur une feuille de journal, la compression du temps de transmission de l'information représente l'exigence la plus fondamentale. A cette fin, il y a lieu d'avoir recours à un signal à fréquence relativement élevée et cela entraîne la nécessité de moduler une source lumineuse en réponse à 10 une variation de fréquence élevée. Dans les systèmes antérieurement connus, on utilisait, en tant que source.lumineuse de ce genre, un tube à décharge qui suivait de tels signaux à fréquence relativement élevée. Toutefois, ces systèmes antérieurement connus offrent les inconvénients inhérents suivants» 15 a) Le tube à décharge utilisé possède une plage limitée de réponse aux fréquences. En effet, le tube ne peut pas suivre des signaux dont la fréquence est élevée à un point trop extrême. Par exemple, lorsqu'un tube à décharge luminescente est utilisé, la fréquence, maximale à laquelle peut être modulée la lumière issue 20 du tube est de l'ordre de 1 MHz. b) Si le temps de transmission du signal est très comprimé, le temps d'exposition du matériau photosensible à la lumière sera raccourci en conséquence, ^'intensité lumineuse pendant la période d'exposition doit donc être augmentée. A cette fin, le 25 courant de travail du tube à décharge doit être augmenté dans une large mesure. c) La durée utile du tube à décharge est très fortement abrégée par l'augmentation du courant de travail. On sait, d'après une règle établie empiriquement, que la durée utile du tube est 30 inversement proportionnelle à la quatrième puissance du courant de travail. d) La réduction de la durée utile entraîne le remplacement fréquent du tube altéré par un nouveau tube. Cette opération de remplacement donne lieu, non seulement à des pertes économiques, 35 mais aussi à un déréglage du système optique. En conséquence, il faut beaucoup de temps pour réajuster le système optique déréglé. 72 06282 2 2126393 Grâce à la présente invention, les inconvénients mentionnés .ci-dessus peuvent être éliminés. L'invention a pour but de fournir un dispositif fac-similé qui utilise un élément acoustico-optique de déflexion de 5 la lumière dans le système modulateur et fait appel à un faisceau de laser en tant que source lumineuse. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à des 10 modes de réalisation préférés, les mêmes numéros de référence ayant été attribués aux mêmes parties ou éléments sur toutes les figures. La figure 1 est le schéma d'un dispositif pour l'obtention de fac-similés, représentant l'un des modes possibles de réalisa-15 tion de l'invention. Les figures 2 et 3 reproduisent des formes d'onde pour illustrer par comparaison des signaux de fac-similé et des signaux HP correspondants, modulés par les signaux de fac-similé et délivrés à un transducteur. 20 La figure 4 montre un autre mode de réalisation de l'in vention, dans lequel seule une partie du dispositif pour l'obtention de fac-similés représenté sur la figure 1 a été modifiée. D'après ce qui est représenté sur la figure 1, un matériau photosensible 1 de photographie ordinaire ou de photographie élec-25 tronique, qui est enroulé sur un cylindre 2, porte des signaux enregistrés optiquement qui ont été transmis à partir d'un terminal d'émission. Le cylindre 2 est accouplé mécaniquement à une commande de balayage principal 3 qui peut être mise en rotation à une vitesse constante. Un plateau 4 de balayage auxiliaire porte un 30 système optique qui sera décrit ci-après, ce plateau étant lui aussi accouplé mécaniquement à une commande 5 de balayage auxiliaire de façon à pouvoir être'déplacé dans une direction (direction de balayage auxiliaire) perpendiculaire à la direction de rotation (direction de balayage principal) du cylindre 2. Une 35 source de lumière monochromatique 6 peut être constituée par un appareil laser d'un type quelconque approprié. La source de lumière monochromatique 6 peut être montée sur le plateau de balayage 72 06282 3 2126393 auxiliaire ou placée le long de celui-ci et fixée rigidement, comme on peut le voir sur la figure 1. Si la source lumineuse 6 est montée sur le plateau 4 de balayage auxiliaire, cela augmente les dimensions du mécanisme de balayage auxiliaire dans son ensemble. D'autre part, si elle est rigidement fixée ailleurs que sur le pla teau, le diamètre du spot lumineux obtenu sur un modulateur acous-tico-optique 8 variera tandis que le plateau est déplacé. Ainsi, chacun de ces modes de fixation de la position de la source lumineuse a ses inconvénients et ses avantages. Dans la forme de réalisation de l'invention représentée sur les dessins, la source de lumière monochromatique 6 est placé en dehors du plateau de balayage auxiliaire. Un faisceau lumineux en provenance de la source 6 est dirigé vers le modulateur 8 au moyen d'un réflecteur 7. l'élément acoustico-optique de déflexion de la lumière 8 comprend un milieu 9 qui se compose d'une matière cristalline, amorphe ou, si nécessaire, liquide et qui propage des ondes ultra-sonores, ainsi qu'un transducteur 10 qui fournit des ondes ultra-sonores au'rai-lieu 9. Un modulateur de signaux 11 délivre un signal électrique à l'élément acoustico-optique 8 de déflexion de la lumière. Une fente 12 bloque une partie .superflue et inutile du faisceau lumineux eh provenance du modulateur 8, tandis qu'un système de lentilles 14 focalise sur le matériau photosensible 1 la lumière émise par une fenêtre 13- Un extracteur de faisceau de commande 15, se présentant sous la forme d'un réflecteur ou d'un réflecteur semi-transparent, isole une partie du faisceau modulé. Un détecteur de lumière 16 reçoit cette partie du faisceau modulé et la convertit en un signal électrâ que. Un amplificateur 17 de signal de commande amplifie convenablement le signal de sortie du détecteur de lumière 3.6 et délivre un oiçnal 6e sortie qui est appliqué au modulateur 11 afin d'obtenir line modulation convenablement contrôlée Le mo-l-: de fonotioroenent du dispositif ainsi constitué est le suivant. Dès que le dispositif d'obtention de fac-similés a éié placé en mode de réoetien, les mouvements de balayage principal ei/kuxiliaire sont déclenchés dans- i;.n certain synchronisme avec un signal .'entrée, par coopération des commandes 3 et 5 de balayage principal et auxiliaire. Pendant ce temps, la source 6 de lumière monochromatique délivre un faisceau continu 18 à l'élément 72 06282 4 2126393 déflecteur de lumière 8 monté sur le plateau 4 de balayage auxiliaire. Un signal de fac-similé d'entrée 19, reçu par un système approprié de transmission, est converti en un signal HF et modulé en amplitude par le modulateur de signaux 11, et il est appliqué 5 au transducteur 10 de l'élément acoustico-optique de déflexion de la lumière, pour y être converti en un signal à onde ultrasonore. Les formes d'onde du signal d'entrée A,C, en provenance du système de transmission e t du signal HF modulé en amplitude B,D, sont visibles respectivement sur les figures 2 et 3» Ces si-10 gnaux sont représentés souq^orme digitale A,B sur la figure 2 et sous forme analogique C,D, en ce qui concerne la figure 3* L'élément acoustico-optique 8 de déflexion de la lumière met à profit une interaction acoustico-optique appelée diffusion Brillouin ou diffusion Raman-Nath et il sinde la lumière incidente 20 en deux 15 faisceaux : à savoir le faisceau lumineux de diffraction d'ordre zéro 21, qui a la même direction que le faisceau incident 20, et le faisceau lumineux de diffraction d'ordre supérieur 22 qui est déviée par rapport au faisceau incident 20. L'angle de réfraction du faisceau 22 de diffraction d'ordre supérieur est déterminé par le 20 signal HF obtenu par modulation avec le signal de/fac-similé et appliqué à l'élément déflecteur de lumière 8. En conséquence, après avoir traversé la fente fixe 12, le faisceau de diffraction d'ordre supérieur est le faisceau modulé en amplitude par le signal d'entrée de fac-similé qui est projeté sur le matériau photo-sensible 1 25 à travers la fente 13 de focalisation. L'intensité de la lumière réfractée qui passe ^/travers la fente 12 varie selon le degré de réfraction produit par l'élément 8 et la quantité de lumière correspond au degré de modulation en réponse au signal de fac-similé 19. Dans des conditions normales de service, il suffit de prélever le 30 faisceau lumineux de diffraction du premier ordre (+) au moyen de la fente 12. Une partie du faisceau réfracté 23 est dirigée vers le détecteur de lumière 16, par exemple un photo-transistor, au moyen de l'extracteur 15 de faisceau de commande qui utilise des moyens appropriés, par exemple un réflecteur, cette partie du faisceai 35 réfracté servant à contrôler et à compenser l'intensité du faisceau lumineux réfracté. Le signal de sortie du détecteur de lumière 16 est amplifié convenablement par l'amplificateur 17 de signal de 72 06282 5 2126393 commande et envoyé au modulateur de signaux 11, dans un rapport de phase approprié avec le signal de fac-similé originel. C'est-à-dire que le fonctionnement du modulateur de signaux 11 est corrigé constamment de telle sorte que l'intensité du faisceau modulé puisse 5 avoir une certaine relation fixe avec celle du signal d'entrée. A titre de faisceau de commande 23 servant à corriger l'intensité du faisceau modulé, on peut utiliser une partie du faisceau projeté sur le matériau photosensible 1, un faisceau d'autres diffractions ou un faisceau incident sur l'élément 8 déflecteur de lumière. Par 10 exemple, le faisceau de diffraction du premier ordre (+) peut servir de faisceau à projeter sur le matériau photosensible 1 et le faisceau de diffraction du premier ordre (-) peut être utilisé en tant que faisceau fourni au détecteur de lumière 16. le reste du faisceau modulé est alors projeté sur la fente 13, dont l'image 15 réelle est formée sur la surface du matériau photosensible 1 pour y enregistrer une image prédéterminée du signal. Dans un tel dispositif fac-similé, la gamme de fréquences disponible pour la modulation du faisceau utilisé est déterminée par la largeur de la bande de fréquences du transducteur 10 et par 20 le diamètre du faisceau incident. En déterminant convenablement le diamètre du faisceau et en utilisant un transducteur approprié, on peut augmenter considérablement la largeur de bande des fréquences de modulation en comparaison de celle qui peut être atteinte par le procédé classique. Par exemple, si l'on utilise un transducteur 25 formé de MJbO^ (plaque z) ayant une fréquence centrale de 40 MHz, on peut obtenir une largeur de bande supérieure à 10 MHz avec un gain de 3 dB. En cas d'utilisation d'un tube à décharge en tant que source lumineuse de modulation, un courant constant doit être appliqué au tube, même pendant le temps où il n'y a aucun signal de 30 fac-similé, afin de maintenir la décharge du tube. En conséquence, le tube à décharge er;t légèrement incandescent, même lorsqu'aucun signal de fac-similé n'atteint le récepteur. Par suite, il est impossible d'atteindre le degré de modulation qui couvre toute la plage de 0 à 100^, car le degré d'extinction de la luminescence 35 est bas. Par contre, conformément à l'invention, le faisceau de diffraction d'ordre supérieur disparaîtra complètement en l'absen- 72 06282 6 2126393 ce de signal de fac-similé, de sorte que le rapport d'extinction de la lumière est théoriquement infini. En outre, en utilisant un faisceau laser en tant que source lumineuse, on dispose d'un faisceau.lumineux à moduler dont l'intensité est beaucoup plus éle-5 vée que celle qui est offerte par les moyens traditionnels. Si l'on utilise par exemple un laser à ions d'argon, celui-ci peut délivrer un faisceau modulé ayant une énergie de plusieurs watts. De plus, étant donné que la durée utile du modulateur employé peut être prolongée beaucoup plus si certaines conditions de service ]_0 sont respectées, on peut démontrer que la durée utile du modulateur dépend de la source de lumière monochromatique utilisée. On observe généralement que la durée utile de la source laser est plus de 10 fois supérieure à celle de la source de lumière classique. En outre, le processus de modulation n'exige qu'une puissan-15 ce HE pour exciter l'élément acoustico-optique de déflexion. De plus, avec un milieu approprié pour la propagation des ondes ultrasonores, cette puissance HE pourra être réduite à une très petite valeur. Il en résulte que le dispositif dans son ensemble peut être facilement simplifié. Par exemple, si l'on utilise HIO^,PhMoO^, 20 TeO^ou Pb^(G-eO^) (V0^)2 pour le milieu, il suffira d'une puissance HE d'excitation de quelques centaines de milliwatts. Un autre avantage encore, lié à l'utilisation d'un système laser en tant que source lumineuse, est la simplification de projetage du système optique. En effet, un faisceau laser a naturellement tendance à ne 25 diverger que légèrement, ce qui permet d'obtenir aisément un faisceau de lumière parallèle. L'e faisceau du laser est composé de rayons de lumière monochromâtique, si bien qu'il n'y a pas lieu de tenir compte d'une éventuelle aberration chromatique, de sorte qu' il est plus facile d'étudier, de fabriquer et de régler les lentil-30 les et réflecteurs, en comparaison du dispositif classique. Il convient maintenant de décrire en détail l'élément acoustico-optique de déflexion de la lumière mentionné ci-dessus. Gomme on l'a indiqué, l'élément déflecteur selon l'invention met à profit un phénomène appelé diffusion Raman-Nath et diffusion 35 Brillouin. Ce dernier phénomène est dû au fait que le faisceau lumineux incident projeté dans une substance est dévié de sa direction d'incidence d'un angle deux fois plus grand qu'un angle défini comme l'angle de Bragg pour cette substance, du fait de l'in- 72 06282 7 2126393 teraction entre la lumière incidente et des ondes ultra-sonores ou un mouvement d'ondes acoustiques engendré dans la substance, le rapport de l'intensité du faisceau à moduler à celle du faisceau incident, c'est-à-dire le rendement de déflexion^, est défini par 5 l'expression =«n2 Me W Pa / 2 X-2 h où W représente la largeur du flux acoustique, h. sa hauteur, \ la longueur d'onde de la lumière du faisceau dans le vide, Pa la ^0 puissance d'entrée de l'onde acoustique et Me un^ constante déterminée qui dépend du milieu utilisé pour produire la déflexion du faisceau lumineux, ^'expression ci-dessus a été établie en négligeant l'effet de l'atténuation des ondes acoustiques et des ondes lumineuses dans le milieu et en supposant que Pa est petit, les rendements de déflexion calculés dans des conditions différentes de celles qui viennent d'être définies sont également connus, mais il n'y a pas lieu de les mentionner ici. L'une des exigences que doit satisfaire un déflecteur de lumière est que le rendement de déflexion/ïj soit élevé. A cette fin, il est nécessaire d'utiliser, 2q en tant que milieu, une substance ayant une constante Me de valeur élevée. Dans le déflecteur de lumière classique, on utilise de préférence, en tant que milieu pour la propagation d'ondes ultra-sonores longitudinales, des substances telles que l'eau (Me = 160 x 10 s~Vg), le quartz fondu (Me = 1,5 x 10 s'Vg), le niobate — 1 Pi de lithium (Me = 6,99 x 10 ~ s /g), le molybdate de plomb (Me = 35,5 x 10 s^/g), l'acide a-iodique (83,3 x 10 s^/g) ou le —18 "5 niobate de strontium-baryum (38,6 x 10 s /g). Chacune de ces substances offre d'une part des avantages et, d'autre part, des inconvénients du point de vue des propriétés requises, du coût, de la simplicité de fabrication et de la commodité de manipulation. Par excrplo, si le milieu utilisé est l'eau, le rendement de déflexion eot très élevé, mais le faisceau modulé fluctue dans l'espace. Le quartz fondu et le niobate de lithium ont un faible rendement de déflexion et le second est coirfceux. Le molybdate de plomb et le niobate de stront1 un-baryum sont coûteux et, surtout, il est très difficile de produire un cristal de haute qualité ou de haute pureté de l'un et l'autre. L'acide a-iodique est soluble 72 06282 2126393 dans l'eau et sa manipulation n'est pas aisée. Or, selon la présente invention, il est fortement recommandé d'utiliser, pour ce milieu, une substance constituée par une matière vitreuse contenant du tellure, du tungstène, du lithium et -18 3 5 du plomb. La valeur Me de cette substance est de 23,9 x 10 s /g —18 "5 pour la polarisation horizontale et de 20,9 x 10 s /g pour la polarisation verticale. A titre de comparaison, la valeur Me du —18 "5 quartz fondu est de 0,304 x 10 s /g pour la polarisation hori- —18 *3 zontale et de 1,51 x 10 s /g pour la polarisation verticale. 10 Cette matière vitreuse se compose de 35,5 % en poids de WO^, 2,6$ en poids de 2,6% en poids de PbO et 59,5$ en poids de Avec cet élément acoustico-optique de déflexion de la lumière contenant du tellure, du tungstène, du lithium et du plomb à titre de composants, on peut obtenir un faisceau lumineux modulé assez inten-15 se sans observer aucune fluctuation du faisceau avec le milieu liquide. En outre, on élimine les difficultés rencontrées lors de la production d'un déflecteur classique sous forme de cristal solide, suivant la technique de croissance cristalline. De plus, le milieu selon l'invention n'est pas un cristal, mais une matière vitreuse, 20 ce qui permet d'obtenir un élément déflecteur de grandes dimensions et homogène. Et ce milieu vitreux est moins coûteux que le milieu cristallin antérieurement utilisé. De plus, le premier est invulnérable à l'eau et peut être conservé en bon état; sa constante d'atténuation acoustique est très faible, de l'ordre du cinquième 25 de celle de l'eau à 50 MHz. Pour finir, il convient de décrite en détail l'artifice utilisé pour corriger le fonctionnement du modulateur de signaux 11 de telle sorte que l'intensité du faisceau modulé soit constamment maintenue dans un certain rapport.constant avec l'intensi-30 té du signal d'entrée. Le rendement de déflexion précité peut être également donne par l'expression t) = I_ /I ' 1 ' o où I représente l'intensité du rayonnement émis par la source lu-mineuse elle-même et 1^ l'intensité du faisceau dévié. De manière classique, l'intensité I du rayonnement issu de la source et la puissance d'entrée acoustique Pa étaient rendues constantes par sta~ 72 06282 9 2126393 bilisation des tensions appliquées à la source lumineuse et au générateur d'ondes acoustiques, de façon à stabiliser le rendement^. Mais cela augmentait la complexité et le coût du dispositif d'ob-tension de fac-similés dans son ensemble. De plus, dans le systè-5 me antérieurement connu, l'instabilité due notamment aux variations de la source lumineuse, aux changements de température de. l'élément déflecteur ou à la variation de la caractéristique avec le temps ne pouvait pas être évitée, à l'exception de celle qui est due aux variations de la source. 10 Par contre, si une partie du faisceau modulé est extraite et utilisée pour commander le modulateur 11, selon ce qui est indiqué sur la figure 1 qui représentera dispositif pour l'obtention de fac-similés conforme à l'un des modes de réalisation de l'invention, il est possible d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-15 dessus. Par exemple, dans une gamme de conditions de fonctionnement où la relation^ = 1-^ / IQ = TT 2 Me ¥ Pa / 2 A*2 h est respectée, le niveau du signal électrique de sortie du modulateur 11 est proportionnel à l'intensité du faisceau lumineux de diffraction du premier ordre, de sorte que si le signal de sortie, sous 20 forme d'un faisceau 18, provenant de la source 6 de lumière monochro-matique décroît, cette décroissance provoque un accroissement correspondant du niveau du signal électrique de sortie, d'où il résulte que l'intensité du faisceau réfracté, qui est destinéàformerure image sur le support d'enregistrement, est maintenue constante. 25 Dans la forme de réalisation ci-dessus décrite et représentée sur la figure 1, une partie du faisceau diffracté est extraite et renvoyée en arrière; néanmoins, un autre dispositif, tel que représenté sur la figure 4, est envisageable aux mêmes fins : dans ce cas, un réflecteur semi-transparent 7' est utilisé à la place du ré-30 flecteur total 7 de la forme de réalisation de la figure 1, et une partie du faisceau laser en provenance de la source 6 est extraite pour être appliquée à un détecteur de lumière 16 qui convertit cet» te partie du faisceau laser en un signal électrique correspondant, afin de commander le modulateur 11 après amplification au moyen 35 d'un amplificateur 17. En outre, si le faisceau de diffraction du premier ordre est utilisé en tant que faisceau modulé, le faisceau de diffraction de tout autre ordre que le premier ordre peut être 72 06282 10 2126393 extrait pour servir de faisceau de commande. De cette manière, ce dispositif dans lequel une boucle de réaction est prévue pour commander le modulateur peut être grandement simplifié, du point de vue de sa structure, par rapport au dispositif antérieurement 5 connu dans lequel les signaux de sortie de la source lumineuse et du générateur de signaux sont stabilisés séparément. De plus, conformément à l'invention, la variation de niveau dans chaque unité peut être corrigée simultanément, la correction est optimale et précise, et la variation de la caractéristique de l'élément dé-10 flecteur lui-même peut être compensée. Au surplus, si un faisceau autre que celui est qui appliqué au support d'enregistrement est utilisé en tant que faisceau de commande, il n'exerce aucune influence sur le support çL ' enregistrement. 72 06282 11 2126393 - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif pour l'obtention de fac-similés, caractérisé par le fait qu'il conprend : des moyens pour moduler un signal à haute fréquence par un signal de fac-similé; des moyens pour transmettre le signal de sortie de ces moyens modulateurs à 5 un élément acoustico-optique de déflexion de la lumière; des moyens pour diriger un faisceau laser issu d'une source laser vers l'élément de déflexion de la lumière; une fente agencéqde manié-à être irradiée par mie partie du faisceau lasery qui a traversé ledit élément; et des moyens pour focaliser la lumière qui a traversé la fente sur un support d'enregistrement. 10 2.- Dispositif pour l'obtention de fac-similés selon la revendication 1', caractérisé par le fait que ladite partie du faisceau lacer qui a traversé l'élément acoustico-optique de déflexion de la lumière est renvoyée vers les moyens modulateurs. 3.- Dispositif pour l'obtention de fac-similés selon 15 la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une partie du faisceau laser est extraite pour être envoyée aux moyens modulateurs, avant qu'elle n'atteigne l'élément de déflexion de la lumière. 4.- Dispositif pour l'obtention de fac-similés selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un faisceau réfrac- 20 té, parmi ceux qui ont traversé l'élément de déflexion de la lumière, est extrait, sans être focalisé sur le support d'enregistrement, pour commander les moyens modulateurs. 5.- Dispositif pour l'obtention de fac-similés selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le milieu utilisé 25 dans l'élément acoustico-optique de déflexion de la lumière est composé d'une substance vitreuse contenant du tellure, du tungstène du lithium et du plcmb.