Brevet FR2480446A1 — publié le 19811016

La présente invention se rapporte à un dispositif de modulation de la transmission optique d'un faisceau ra- yonnant, notamment d'un faisceau lumineux. On connaît un grand nombre de dispositifs de ce type. A cet effet,on doit distinguer entre des dispositifs ayant des pièces déplacées mécaniquement et ceux sans pièces mobiles. Les dispositifs mentionnés en dernier reposent par exemple sur l'effet Kerr (cf Kohlrausch, Praktische Physk, Tome 1, page 642, édition Teubner, Stuttgart 1960), qui consiste en ce que la transmission optique de certains milieux est modifiée par l'action de champsde haute ten- sion. L'inconvénient de ce dispositif est bien souvent la nécessité de l'amenée d'une haute tension, ce quinotamment pour des motifs de sécurité, restreint beaucoup l'utilisa- tion dans le domaine de la technique médicale. Parmi les dispositifs ayant des pièces mobiles mé- caniquement, on connaît notamment ceux à miroil et à filtrestournants. L'inconvénient de ces dispositifs est la durée de vie limitée des paliers du rotor, ce qui nécessite d'effectuer un entretien régulier. Pour des vi- tesses de rotation élevées, le palier du rotor exige une puissance d'entraînement relativement élevée. En outre, l'inconvénient de ces dispositifs est qu'il faut prendre des mesures particulières pour stabiliser la fréquence. L'invention vise notamment un dispositif du type mentionné ci-dessus qui est remarquable par a. une fiabilité élevée b. une faible puissance d'entraînement c. la possibilité de ne nécessiter que peu d'entretien d. une utilisation sans danger e. une bonne constance de la fréquence f. la possibilité de variation en amplitude g. un poids faible h. un agencement simple i. un faible prix de fabrication. Le dispositif suivant l'invention se caractérise par au moins un élément oscillant piézoélectrique, grâce auquel au moins un élément de modulation peut être déplacé périodiquement dans le trajet du faisceau. Les avantages de cet agencement sont les suivants: a. Il n'y a pas de palier frottant, b. Il n'y a pas de perte par frottement et c. Il n'y a pas d'usure (cf a) d. Il n'est pas nécessaire d'avoir une haute tension la tension de fonctionnement maximal est inférieure à 20 volts, e. on utilise un système de résonance de bonne qualité, f. l*es variations d'amplitude peuvent être obtenues par l'intermédiaire de la tension d'alimentation, et g., h., i. la fabrication peut être obtenue à l'aide d'un faible nombre de pièces de forme simple en matériau du commerce. De préférence: - l'élément de modulation est un filtre. - le filtre présente des régions de transmission différentes. - les régions de transmission différentes du filtre peuvent être réglées en faisant varier l'amplitude de l'oscilla- tion. - la position de repos de l'élément de modulation peut être réglée en faisant varier la tension électrostatique préa- lable. - l'élément de modulation est un diaphragme. - l'élément de modulation est constitué d'une association d'un diaphragme et d'un filtre. Le dispositif suivant l'invention trouve une appli- cation de choix dans les appareils d'analyse des gaz. Pour ce qui concerne ses constituants fondamentaux, le dispositif suivant l'invention est semblable au condensa- teur oscillant décrit au brevet de la République Fédérale d'Allemagne No. 2 613 528 o, à la place de l'électrode de référence,il est prévu un élément modulant le rayonnement. Quand l'élément élastique est excité suivant des oscilla- tions, l'élément modulant plonge de son côté dans le tra- jet du rayonnement et provoque ainsi une modulation de ce rayonnement. L'élément élastique est entraîné par une matière piézoélectrique. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre effectuée en référence à la figure unique du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple. L'élément I de ïodulation qui module le faisceau 2 est fixé à un élément 3 élastique. L'entraînement de 1 élé- ment 3 élastique s'effectue à l'aide d'un matériau 4 piézo- électrique,qui est solidaire de l'élément 3 élastique. Le matériau 4 piézoélectrique est pourvu de contacts des deux côtés et est Fmisi de conr-3exioos 5 électriques. L'élément 3 élastique et le mater.u 4 piézoélectrique sont serés dans un support 6 a l'aide de la vis 7 entre deux rondel- les 8 isolantes. Lorsque l'on applique une tension aux coïmlexions 5, il s'ensuit une modification de la longueur du matériau 4 piézoélectriquïe9 ce qui provoque une courbure de l'élément 3 élastique. Avec un générateur 9 de tension alternative convenable (générateur de tension sinusoidal ou circuit autooscillant), on peut -donner à l'élément 3 élas- tique des oscillations suffisamment fortes pour que l'élé- ment 1 de modulation plonge périodiquement dans le faisceau 2 et le module. On peut régler l'amplitude de l'oscillation par palies, en faisant varier la tension d'entraînement. Pour obtenir un positionnement précis de l'élément de modu- lation par rapport au faisceau, on peut superposer une tension 10 continue au générateur 9 de tension alternative. On peut ainsi se dispenser pour l'essentiel de l'ajuste- ment fin par voie mécanique, qui, silnon, est nécessaireo REVENDICATIONS 1) Dispositif de modulation de la transmission optique d'un faisceau rayonnant, notamment d'un faisceau lumineux, caractérisé par au moins un élément oscillant piézoélectrique,grâce auquel au moins un élément (1) de modulation peut être déplacé périodiquement dans le tra- jet du faisceau. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'élément (1) de modulation est un filtre. 3) Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que le filtre (1) présente des régions de transmission différentes. 4) Dispositif suivant la revendication 3, caractéri- sé en ce que les régions de transmission différentes du filtre peuvent être réglées en faisant varier l'amplitude de l'oscillation. ) Dispositif suivant la revendication 3, caractéri- sé en ce que la position de repos de l'élément (1) de modu- lation peut être réglée en faisant varier la tension élec- trostatique préalable. 6) Dispositif suivant la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'élément (1) de modulation est un diaphragme. 7) Dispositif suivant la revendication 1 ou 5, carac- térisé en ce que l'élément (1) de modulation est constitué d'une association d'un diaphragme et d'un filtre. 8) Utilisation d'un dispositif selon l'une des re- vendications précédentes sur le trajet de rayonnement d'appareils d'analyse de gaz.