Brevet FR2539514A1 — publié le 19840720

La présente invention concerne les appareils optiques et a notamment pour objet un dispositif pour l'exécution d'investigation optiques. L'invention peut être appliquée dans les branches de l'industrie mettant en oeuvre les méthodes optiques et holographiques dans les investigations scientifiques, ainsi que lors de la création d'appareillagesholographiques pour de nombreux usages. Dans l'exécution des investigations optiques liées à l'enregistrement de l'image interférentielle, les montages optiques doivent répondre à des prescriptions extrêmement rigoureuses concernant leur stabilité, la protection contre les vibrations, les courants d'air, les actions de la tem- pérature et les perturbations acoustiques. On connaît un dispositif pour l'exécution d'investi- gations optiques, comprenant une plaque de travail massive en acier, qui a des trous taraudés pour la fixation des sup- ports avec les éléments optiques, constituant le montage optique, et une source lumineuse, la plaque étant placée sur une assise antivibratoire réalisée sous la forme de plusieurs chambres à air d'avion, qui protègent la plaque contre les vibrations - Dans le dispositif indiqué, la plaque de travail est disposée horizontalement Une telle disposition de la pla- que est à l'origine d'une stabilité insuffisante du montage optique, due auxdéformationsde flexion de la plaque de travail, car les vibrations arrivant à la plaque, par suite de l'imperfection de l'assise antivibratoire, sont dirigées perpendiculairement au plan de la plaque de travail, c'est- à-dire dans la direction dans laquelle la plaque de travail a une rigidité minimale. Lors de l'exécution d'investigations optiques avec utilisation de plusieurs sources lumineuses constituées par des lasers, ces sources ne doivent se trouver que sur la plaque de travail, ce qui diminue notablement la surface utile de la plaque de travail destinée à la réalisation du montage optique La disposition des sources lumineuses sur la plaque de travail est aussi une cause d'altération de la stabilité du montage optique, par suite de leur effet thermique. Lors de l'exécution d'investigations optiques, il s'a- vère souvent nécessaire d'isoler le montage optique des courants d'air, des différences de température et des per- turbations acoustiques, ce qui est réalisé à l'aide de gaines ou de cloches se plaçant sur la plaque de travail et gênant notablement le travail avec les montages optiques. Lors de l'exécution d'investigations optiques sur une plaque de travail horizontale, l'expérimentateur se tient penché, ce qui entraîne sa fatigue rapide, surtout lors du travail avec un montage optique compliqué. On connaît aussi un dispositif pour l'exécution d'in- vestigationsoptiques, comprenant une plaque de travail pla- cée sur une assise antivibratoire à l'aide d'éléments de transition, des supports avec les éléments constituant le montage optique, fixés sur la plaque de travail, et au moins une source lumineuse liée à la plaque de travail. Dans ce dispositif, la plaque de travail est placée sur l'assise antivibratoire horizontalement, et les éléments de transition se trouvent du côté inférieur de la plaque de travail. La disposition horizontale de la plaque de travail entraîne une stabilité insuffisante du montage otpique, due aux déformations de flexion de la plaque de travail, car les vibrations arrivant à la plaque, par suite de l'imper- perfection de l'assise antivibratoire, sont dirigéés per- pendiculairement au plan de la plaque de travail; c'est-a- dire dans la direction dans laquelle la plaque de travail a une rigidité minimale. Lors de l'exécution d'investigations optiques avec utilisation de plusieurs sources lumineuses constituées par des lasers, ces sources, sauf une pouvant être située sur la plate-forme au-dessous de la plaque de travail, ne doivent se trouver que sur la plaque de travail, ce qui diminue notablement la surface utile de la plaque destinée à la réalisation du montage optique La disposition des sources lumineuses sur (ou sous) la plaque de travail est une cause d'altération de la stabilité du montage optique, par la suite de l'effet thermique des sources lumineuses sur le montage optique et sur la plaque de travail. L'isolement du montage optique vis-à-vis descourants d'air, des différences de température et des perturbations acoustiques s'effectue à l'aide de gaines ou de cloches plaçées sur la plaque de travail et gênant notablement le travail avec le montage optique. Lors de l'exécution d'investigations optiques sur la plaque de travail horizontale, l'expérimentateur se tient penché, ce qui entraîne sa fatigue rapide, surtout lors du travail avec un montage optique compliqué. On s'est proposé de créer un dispositif pour l'exé- cution d'investigations optiques, dans lequel la disposition de la plaque de travail et des éléments de transition serait telle qu'elle permettrait d'augmenter la stabilité du mon- tage optique du dispositif, grâce à la suppression ou à la forte diminution des déformations de flexion perpendicu- laires au plan de la plaque de travail, rendrait possible la disposition de plusieurs sources lumineuses sur la -4 plaque de travail sans diminution de sa surface utile destinée à la réalisation des montages optiques, permettrait l'isolement du montage optique vis-à-vis de l'effet ther- mique des lasers et assurerait l'isolement des montages optiques vis-àvis des courants d'air, des différences de tempé- rature et des perturbations acoustiques, sans altérer les conditions de travail avec le dispositif et en rendant plus commode le travail de l'opérateur. La solution consiste en un dispositif pour l'exécution -10 d'investigations optiques, comprenant une plaque de travail placée sur une assise antivibratoire à l'aide d'éléments de transition, des supports avec les éléments constituant le montage optique, fixés à la plaque de travail, et au moins une source lumineuse liée à la plaque de travail, dispositif dans lequel, d'après l'invention, la plaque de travail est montée sur l'assise antivibratoire à peu près verticalement, les éléments de transition étant situés à la partie supérieure de la plaque de travail. Pour augmenter la rigidité de la plaque de travail et accroître la stabilité du-montage optique, rendre possible une diminution de la masse de la plaque de travail et la protection du montage optique réalisé sur elle contre les courants d'air et les perturbations acoustiques se propa- geant dans le plan de la plaque de travail, il est avanta- geux que la plaque de travail soit placée dans un cadre l'entourant suivant son périmètre. Pour simplifier la conception du dispositif et aug- menter sa rigidité, il est utile de réaliser-la plaque supérieure du cadre et les éléments de transition d'une seule pièce, sous la forme d'une plaque commune. Pour assurer l'isolement du montage optique vis-à-vis des courants d'air, des différences de température et des perturbations acoustiques, il est souhaitable de prévoir au moins un écran, monté sur le cadre de façon qu'il puisse être déplacé. Pour assurer l'isolement des éléments constituant le montage optique visà-vis de l'effet thermique des sources lumineuses, il est avantageux qu'au moins une source lumi- neuse soit située sur la plaque supérieure du cadre. Pour élargir les possibilités du dispositif et permet- tre le travail simultané avec deux montages optiques, il est judicieux de disposer des supports avec des éléments optiques de l'autre côté de la-plaque. Une telle réalisation du dispositif pour l'exécution d'investigations optiques, faisant l'objet de l'invention, permet d'accroître la stabilité du montage optique, grâce à la suppression des déformations de flexion de la plaque de travail, rend possible la disposition de plusieurs sources lumineuses sans diminution de la surface utile de la plaque destinée au montage des éléments constituant le montage optique, permet d'isoler le montage optique de l'effet thermique des sources lumineuses, assure l'isole- ment du montage optique vis-à-vis des courants d'air, des différences de température et des perturbations acoustiques, sans altérer les conditions de travail avec le dispositif et en rendant plus commode le travail de l'opérateur. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, dé- tails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: -la figure 1 représente un dispositif pour l'exécution d'investigations optiques, conforme à l'invention (vue de devant); la figure 2 représente un autre mode'de réalisation du dispositif conforme à l'invention (vue axonométrique); la figure 3 représente encore un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention (vue axonométrique); la figure 4 représente la coupe suivant IV-IV de la figure 3; la figure 5 représente un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention (vue axonométrique); la figure 6 représente la coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 représente encore un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention (vue axonométrique); la figure 8 représente la coupe suivant VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 représente encore un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention (vue axonométrique); la figure 10 représente la coupe suivant X-X de la figure 9; la figure 11 représente un variante de réalisation du dispositif de la figure 5 (vue de côté, coupe transversale partielle); la figure 12 représente une variante de réalisation du dispositif conforme à l'invention (vue de côté). Le dispositif pour l'exécution d'investigations optiques, faisant l'objet de l'invention, comprend une plaque 1 (figure 1) de travail, placée sur uneassise antivibratoire 2 verticalement, à l'aide d'éléments 3 de transition situés à la partie supérieure de la plaque 1 de travail et se pré- sentant sous la forme de pattes qui sont fixées à la plaque 1 de travail par un procédé connu quelconque, par exemple par vissage, et ont une surface d'appui pour la pose sur l'assise antivibratoire 2 _ Sur la plaque 1 de travail sont fixés des supports 4 avec-les éléments 5 formant le montage optique, et des supports 6 avec une source lumineuse 7, qui est en l'occurrence un laser Dans la variante décrite de réalisation du dispositif, les supports 4 avec les éléments et la source 7 sont disposés d'un seul côté de la plaque 1 de travail. L'assise antivibratoire 2 comprend des appuis 8 et un élément élastique 9. Dans la variante décrite de réalisation du dispositif faisant l'objet de l'invention, la plaque 1-de travail est montée verticalement; un écart par rapport à la verticale supérieur à 10 est désavantageux, car il pourrait s'en- suivre des déformations de flexion de la plaque 1 de-tra- vail, dues tant à sa flexion mécanique qu'à l'appari- tion d'une composante normale au plan de la plaque 1 de travail, des vibrations verticales transmises par l'assi- se antivibratoire 2. Afin d'assurer un amortissement rapide des oscilla- tions de la plaque 1 (figure 2) de travail, pouvant résul- ter d'actions impulsionnelles de la part de l'assise 2 ou de contacts accidentels de la plaque 1, il est avantageux que l'assise antivibratoire 2 comprenne quatre appuis 8, à raison de deux de chaque côté de la-plaque 1 de travail. L'augmentation du nombre d'éléments élastiques 9 et d'ap- puis 8 se traduit par un abaissement de la pression appli- quée sur chacun d'eux, ce qui permet de simplifier la conception de l'assise 2 - Dans le dispositif de la figure 2, les supports avec les éléments 5, constituant le montage optique, et la sour- ce lumineuse 7, sont disposés de différents côtés de la plaque 1 de travail Le transfert du rayonnement s'effectue à l'aide de l'un des éléments du montage optique, le dis- postif périscopique 5 - Pour diminuer sa masse, la plaque 1 (figure 3) de travail peut être réalisée assez mince (par exemple, sous la forme d'une plaque d'aluminium d'une épaisseur de 20 à 30 mm), mais, dans ce cas, il est avantageux de l'em- prisonner dans un cadre rigide 10 l'entourant suivant son périmètre. Dans le dispositif de la figure 3, les supports 4 (figure 4) avec les éléments 5, constituant le montage optique, et la source lumineuse 7, sont situés de diffé- rents côtés de la plaque 1 de travail. Le cadre 10 Cet écran 11 protège les éléments 5 du montage optique contre l'action des courants d'air, ainsi que contre les différences de température et les perturbations acoustiques. Pour simplifier la conception du dispositif, d'après- l'invention, la plaque supérieure 12 (figure 5) du:-cadre 13 et les éléments de transition 14 sont réalisés d'une seule pièce, sous la forme d'une plaque commune 15. Dans la variante décrite de réalisation du dispositif, la source lumineuse 7 est disposée sur la plaque supérieure 12 du cadre 13 Les supports 4 avec les éléments 5 du mon- tage optique sont disposés d'un seul côté de la plaque 1 de travail, ce qui apparaît clairement sur la figure 6. Pour faciliter le transport-du dispositif, d'après l'invention, ainsi que pour augmenter sa rigidité, les appuis 8 (figure 7) de l'assise antivibratoire, disposés de part et d'autre de la plaque 1 de travail, sont soli- darisés entre eux à leur partie inférieure par des plats 16. Dans cette variante de réalisation du dispositif, deux sources lumineuses 7 sont disposées sur la plaque supérieure 12 du cadre 13, et les supports 4 avec les éléments 5 du montage optique sont disposés des deux côtés de la plaque 1 de travail, comme montré sur la fi- gure 8. Pour protéger les montages optiques contre l'action des courants d'air, ainsi que contre les différences de température et les perturbations acoustiques, il est prévu dans le dispositif de la figure 7 des écrans 17 (figure 8) et 18, montés de façon qu'ils puissent être déplacés. L'espace formé entre les appuis 8 (figure 9) de l'as- sise antivibratoire 2, sous la plaque 1 de travail, peut être utilisé pour ranger divers éléments optiques et pour loger les appareils et dispositifs auxiliaires et de ser- vice Pour cela, on dispose entre les plats 16 des tiroirs et des casiers 19 et 20. Dans la variante décrite de réalisation du dispositif, pour assurer l'isolement du montage optique vis-à-vis de l'effet thermique des sources lumineuses 7, celles-ci sont disposées d'un côté de-la plaque 1 de travail, tandis que les supports 4 avec les éléments 5 du montage optique sont disposés de l'autre côté de la plaque 1 de travail, ce qui apparait clairement sur la figure 10. Pour assurer une protection efficace de la plaque 1 de travail contre l'effet thermique des sources lumineuses 7, du côté o se trouvent ces sources lumineuses 7, la plaque 1 de travail est revêtue d'une couche 21 d'isolant thermique, par exemple de liège ou d'amiante. Le dispositif revendiqué conforme à la figure 5 peut être réalisé en version murale, ce qui rend possible la création de dispositifs simples pour l'holographie d'arts, dont l'holographie pour usages domestiques et pour les démonstrations d'enseignement Dans ce cas, les appuis 8 sont fixés comme représenté sur la figure 11, directement au mur 22. Dans la variante de réalisation du dispositif selon la figure 12, la plaque 1 de travail est placée sur une assise antivibratoire 2 verticalement, à l'aide d'éléments 23 de transition, situés à la partie supérieure de la plaque 1 de travail. Dans cette variante de réalisation, l'assise anti- vibratoire 2 comprend des éléments 23 de transition jouant en même temps le rôle d'éléments élastiques et fixés à un cadre porteur 24, qui est lui-même fixé au mur 22. Le principe de fonctionnement du dispositif pour l'exécution d'investigations optiques, faisant l'objet de l'invention, consiste en ce qui suit. La plaque 1 de travail (figure 1) est disposée verti- calement, ce qui lui assure une protection accrue contre les vibrations La figure 1 fait apparaître que les vibra- tions peuvent être transmises par les appuis dans trois directions: verticale, horizontale dans le plan de la plaque de travail 1 et horizontale normale au plan de la plaque de travail 1 Désignons ces directions par z, x et y,respectivement. Les vibrations dans la direction z sont de plus forte amplitude Toutefois, elles ne peuvent provoquer des dé- formations notables de la plaque 1 de travail, car sa ri- gidité, déterminée par sa hauteur suivant la direction z, est très grande, ladite hauteur étant ici l'homologue de l'épaisseur d'une plaque disposée horizontalement Les vibrations dans les directions x et Y, c'est- à-dire les composantes horizontales, ont une amplitude inférieure d'un ordre de grandeur à celle suivant la direction z. Concernant les déformations possibles dans la direction x, le raisonnement fait pour la direction z reste applicable. La situation concernant les vibrations dans la direction y est un peu plus compliquée, car-ces vibrations sont normales à la plaque 1 de travail et peuvent engendrer des oscilla- tions propres de la plaque 1 Toutefois, les éléments élastiques 9 les étouffent dans une forte mesure,ce qui, compte tenu de la faible valeur des composantes horizonta- les des vibrations, provoque leur amortissement total. De la sorte, on obtient une stabilité plus élevée du montage optique du dispositif, grâce à l'accroissement de la stabilité de la plaque 1 de travail. La disposition verticale de la plaque 1 de travail rend le travail de l'opérateur commode, permet un accès facile à tous les éléments 5 du montage optique. La disposition des éléments 3 de transition à la par- tie supérieure de la plaque 1 de travail assure une situa- tion basse du centre de gravité de la plaque 1 de travail par rapport aux points d'appui, ce qui contribue à un amortissement rapide de la plaque 1 de travail après ses contacts accidentels. Le principe de fonctionnement du dispositif selon la figure 2 est analogue à celui du dispositif selon la figure 1. La différence consiste en ce que, afin d'assurer un amortissement plus rapide des oscillations, l'assise anti- vibratoire 2 comprend quatre éléments élastiques 9, ce qui permet de régler la position de la plaque 1 de travail par rapport à la verticale, par variation du-degré d'élastici- té desdits éléments élastiques 9. La disposition de la source lumineuse 7 de-l'autre côté de la plaque 1 de travail exclut l'effet thermique de ladite source lumineuse 7 sur les éléments 5 du montage optique. Le principe de fonctionnement du dispositif selon les figures 3 et 4 est analogue à celui du dispositif selon la figure 2. La différence consiste en ce que la plaque 1 (figures 3 et 4) de travail est emprisonnée dans un cadre 10, qui accroît notablement la rigidité de la plaque 1 de travail et assure, en conjugaison avec l'écran 11, monté de façon qu'il puisse être déplacé, la protection du montage optique contre les courants d'air, les différences de température et les perturbations acoustiques. Le principe de fonctionnement du dispositif selon les figures 5 à 11 est analogue à celui du dispositif selon la figure 2, et le principe de fonctionnement du dispositif selon la figure 12 est analogue à celui du dispositif selon la figure 1. Le dispositif pour l'exécution d'investigations optiques, faisant l'objet de l'invention,permet de simplifier nota- blement la conception et de diminuer la masse de la plaque de travail, d'accroître sa stabilité et sa protection contre les vibrations Le dispositif-conforme à l'invention permet de résoudre d'une manière simple le problème de la disposi- tion de plusieurs sources lumineuses, tout en conservant pratiquement toute la surface utile de la plaque de travail, destinée à la disposition des éléments du montage optique, et d'assurer l'isolement du montage optique tant vis-à-vis de l'effet thermique des sources lumineuses que vis-à-vis des actions extérieures: courants d'air, différences de température et perturbations acoustiques Sur un même dispositif, d'après l'invention, il est possible d'exécuter des investigations optiques sumultanément sur deux montages optiques En outre, le dispositif à breveter n'occupe qu'une surface réduite, rend le travail de l'opérateur très commode et permet un accès facile-aux éléments du montage optique. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Dispositif pour l'exécution d'investigations optiques, comprenant une plaque de travail placée sur une assise antivibratoire à l'aide d'éléments de transition, des supports avec les éléments constiutant le sytême optique, fixés à la plaque de travail, et au moins une source lumi- neuse liée à la plaque de travail, caractérisé en ce que la plaque de travail ( 1) est montée sur l'assise antivibratoire ( 2) à peu près verticalement, les éléments de transition ( 3, 14) étant situés à la partie supérieure de la plaque de travail ( 1). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un cadre ( 10,13) entourant la plaque ( 1) de travail suivant son périmètre. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque supérieure ( 12) du cadre ( 13) et les éléments de transition ( 14) sont réalisés d'une seule pièce, sous la forme d'une plaque commune ( 15). 4 Dispositif selon l'une des renvendications 1,2 et 3, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un écran ( 11) monté mobile sur le cadre ( 10) et protégeant les élé- ments ( 5) du système optique contre l'action des courants d'air, ainsi que contre les différences de température et les perturbations acoustiques. Dispositif selon l'une des revendications 1,2,3 et 4, caractérisé en ce qu'au moins une source lumineuse ( 7) est disposée sur la plaque supérieure ( 12) du cadre ( 13). 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les supports ( 4) avec les éléments ( 5) du sytème optique sont disposés de l'autre côté de la plaque de travail ( 1).