Brevet FR2511513A1 — publié le 19830218

La présente invention concerne des composants optiques pour la transmission du rayonnement infra-rouge. Les composants optiques, par exemple les fenêtres, lentilles, etc., d'un système optique pour infra-rouge sont constitués de matériaux lourds et motteux tels que le sulfure de germanium et de zinc, le verre ordinaire et les matériaux plastiques, qui sont utilisés dans les systèmes optiques pour la lumière visible, étant insuffisamment transmetteurs. Selon l'un des aspects de la présente invention, on prévoit un matériau composite destiné à être utilisé dans la fabrication de composants optiques pour la transmission de l'infra-rouge, ce matériau comprenant une dispersion de matériau minéral transmettant l'infra-rouge dans un matériau polymérique. Le matériau composite peut être transformé en lentilles, fenêtres, etc. par un procédé de formage approprié. De tels composants ne seront généralement pas aussi efficaces que ceux qui sont constitués de matériaux solides transmettant l'infra-rouge mais peuvent être beaucoup moins lourds et moins chers et, dans la mesure où les composants du matériau sont choisis correctement, peuvent être assez bons pour des applications particulières, probablement nombreuses. Une disposition, que l'on peut prendre pour améliorer la transmission, est de rendre l'épaisseur de l'élément aussi petite que possible. Ainsi, des lentilles réalisées avec le matériau composite sont de préférence du type optique plat, c'est-àdire des lentilles de Fresnel ou dites kineformes. Le matériau composite peut être aussi utilisé en colle pour lier ensemble deux éléments, par exemple, les lentilles d'un système optique pour infra-rouge. Selon un second aspect de la présente invention,on prévoit un dispositif comprenant un moyen pour détecter ou produire un rayonnement infra-rouge, en particulier un rayonnement infra-rouge lointain tel que la bande 8-14 , et un composant optique pour le passage du rayonnement se dirigeant vers le moyen de détection ou de production ou en provenant, le composant optique étant constitué du matériau composite décrit ci-dessus. Le matériau composite peut comprendre, dans un matériau polymérique, une dispersion de deux ou plusieurs ma tériaux minéraux transmettant I1 infra-rouge, ceux-ci étant de préférence sous forme de particules d'une solution solide. Grâce à l'utilisation de deux ou plusieurs matériaux minéraux, l'indice de réfraction combiné de la partie minérale du matériau composite peut être adapté à celui du polymère. Les matériaux minéraux pouvant entrer dans la réalisation du matériau composite comprennent, à titre d'exemple, les substances suivantes : halogénure de thallium, Gans, AgCl, composés de AgBr/Cl, CuCl, BaF2, SrF2, germanium, thallium, As2Se3, NaCl, KI, KC1, CsI, tellure, sélénium, silicium, AgCl, KBr, ZnS, ZnSe, CdT, CdSe, CdS, Tli, CsBr, CdTe, CdS, ThBr, des composés spéciaux tels que les matériaux en KRS KrS5 , KRS6 par exemple, qui sont diverses solutions solides comprenant des sels de thallium, et les composés As/Ge/Te. Le matériau en polymère peut être le polyéthylène ou le polytétrafluoroéthylène, par exemple. Ainsi, dans un procédé de fabrication d'élément optique pour système optique pour infra -rouge, une solution solide d'AgCl et NaCl est obtenue en mélangeant les composés à l'état fondu et le solide résultant est broyé pour donner une poudre fine.La poudre, éventuellement après traitement avec un agent tensio-actif1 est alors mélangée avec de la poudre de polyéthylène et le matériau résultant moulé sous la forme requise. La poudre de solution solide peut avoir une finesse comprise dans la gamme G, c'est-à-dire d'environ un micron.La proportion entre matériaux organiques et minéraux peut être de l'ordre de 50/50. Le moulage de la matrice en polyéthylène pourrait être fait à une température de, disons, 150 et à basse pression. L'indice de réfraction du polyéthylène varie en fonction du mélange particulier utilisé, mais en général, l'indice de réfraction des deux sels minéraux utilisés dans l'exemple décrit sera, respectivement, supérieur et inférieur à celui du polyéthylène. L'indice de réfraction de la solution solide a une valeur intesmédiaire qui dépend des proportions respectives des deux sels. Ainsi, ces proportions sont choisies par calcul et/ou expérience, de façon que l'indice de réfraction résultant de la solution solide soit adapté à celui du mélange de polyéthylène particulier utilisé dans l'objectif d'obtenir une homogénéité optique du composant final. Comme indiqué précédemment, le matériau en polymère pourrait être le tétrafluoroéthylene, le(s) matériau(x) étant choisi(s)- de manière appropriée et le procédé de formation du composant adapté en conséquence - en général, le tétrafluoroéthylène est formé par un processus à trois stades connu mais spécialisé comprenant une formation à l'état brut à très haute pression, puis un frittage et la formation d'un gel du matériau à une température voisine de 320 C et finalement un recuit du composant formé. Le polymère peut être n'importe quel matériau convenable du type hydrocarbure halogéné, fluoré ou partiellement fluoré ayant une plasticité d'au moins 50 Co. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Matériau composite destiné à être utilisé dans la fabrication de composants optiques transmettant l'infra-rouge, caractérisé en ce qulil comprend une dispersion de matériau minéral transmettant l'infra-rouge dans un matériau polymérique 2 - Matériau composite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, dans un matériau polymérique, une dispe-rsion d'au moins deux matériaux minéraux sous forme de particules. 3 - Matériau composite selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'indice de réfraction combiné des deux matériaux minéraux est au moins sensiblement adapté à celui du matériau polymérique. 4 - Dispositif comprenant un moyen pour détecter ou produire un rayonnement infra-rouge et un composant optique pour laisser passer le rayonnement, caractérise en ce que le composant optique est constitué du matériau composite selon les revendications 1, 2 ou 3.