Brevet FR2588092A1 — publié le 19870403

PROCEDE DE REALISATION D'UN POLARISEUR "ADHERE" ET POLARISEUR AINSI REALISE. L'invention concerne un procedé de réalisation d'un polariseur comportant un premier bloc d'un matériau transparent solide et un second bloc du même ou d'un autre ma tériau transparent solide, ayant des faces planes en regard séparées par une couche mince transparente liquide, l'assemblage desdits blocs étant obtenu par un collage ayant la forme d'un bourrelet qui ménage l'espace vide pour l'interposition du liquide. L'invention concerne également le polariseur réalisé selon ce procédé. Divers procédés permettent des assemblages de matériaux conduisant aux deux types de polariseurs suivants les polariseurs collés et les polariseurs immergés. Dans les polariseurs collés le matériau transparent déposé sur une face plane d'un bloc transparent solide est une colle qui en plus de sa fonction optique assure l'assemblage avec un autre bloc. Ce procédé donne des ensembles rigides et maniables mais, en contre-partie, le choix des colles est assez restreint et les coefficients de dilatation de la colle et des matériaux desdits blocs sont rarement égaux il en résulte en cas de variation de température des contraintes qui peuvent endommager le polariseur. Dans les polariseurs immergés, le matériau transparent est un liquide tel que le dibutylphtalate, ou une huile de silicone par exemple, déposé dans un bac transparent muni des faces planes appropriées et dans lequel on a placé un bloc transparent solide. Ce procédé permet d'éviter les contraintes mécaniques qui résultent des differences des coefficients de dilatation, mais conduit à des polariseurs volumineux et peu maniables. Dans un autre type de polariseur consistant en une combinaison des deux types précédents, on peut remplacer une couche transparente solide ayant un indice de réfraction déterminé par un liquide de même indice dans un vide formé par un bourrelet entre un substrat et un autre prisme ou couche. Un polariseur réalisé selon cette technique est connu par exemple du brevet français N 2 246 882 qui décrit une variante d'un dispositif dans lequel on place une pellicule liquide entre un prisme et une pile de couches transparentes solides en fixant les deux parties par une housse ou collier servant également à contenir la pellicule liquide dont l'épaisseur est fixée par une cale annulaire. Cette solution présente les avantages de compacité et de maniabilité des polariseurs colles mais elle n'élimine que partiellement les effets des contraintes mécaniques dues aux variations de température qui subsistent aux contacts du bourrelet avec les pièces du polariseur si aucune précaution n'a été prise pour les réduire. Le procédé de l'invention a pour but d'apporter une solution pour minimiser ces effets en réalisant un bourrelet qui cnserve une certaine élasticité. La difficulté consiste à assurer la tenue mécanique du bourrelet sur les pièces du polariseur, donc l'étanchéité de l'espace qui sépare ces pièces, et à éviter la formation de toute bulle dans le liquide. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu comme suit - le bord desdites faces planes est chanfreiné sur 0,5 mm, - les deux blocs sont garnis à l'air de colliers en époxy ou de tout autre matériau capable d'adhérer auxdits blocs après durcissement ou polymérisation, compatible avec la couche mince de liquide à retenir, dont la surface extérieure est Xepolist - les surfaces chanfreinées sont recouvertes d'un produit anti-adhérent pour ltépoxy, ou pour le susdit matériau adhésif, - l'une desdites faces planes devant être en contact avec la couche mince liquide reçoit une quantité suffisante de ce liquide préalablement dégazée et une force d'appui est exercée sur les blocs jusqu'à disparition de toute bulle, - l'ensemble ainsi constitué est dégazé sous vide, - ledit ensemble est plongé dans un bac contenant le liquide, - un joint en époxy, ou dans le susdit matériau adhésif, entre les deux blocs est formé au téléma nipulateur en forme de bourrelet dans le liquide, - après polymérisation ou durcissement, ledit ensemble est sorti du liquide, nettoyé et séché. L'élasticité de l'époxy et sa non-adhérence sur les chanfreins permet de compenser les mouvements de dilatation différentielle des blocs solides et de la couche liquide en présence. Selon l'invention un polariseur faisant application du procédé indiqué ci-dessus est remarquable en ce que ledit premier bloc étant constitué d'un matériau biréfringent tel que le Spath ou le Nitrate de Sodium, ladite couche mince liquide et ledit second bloc ont le même indice de réfraction choisi égal au plus petit indice dudit matériau biréfringent. La description suivante en regard des dessins an nexés le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre schématiquement le mode de réalisation du bourrelet en époxy eonformément au procédé de l'invention. La figure 2 représente un polariseur convenant pour la mise en oeuvre de ce procédé. Sur la figure 1, une face plane d'un bloc de matériau transparent 1 est mise en contact avec une face plane d'un autre bloc de matériau transparent 2 par l'intermédiaire d'une couche mince liquide transparente 3 afin de constituer un polariseur. Pour délimiter cette couche liquide, il est connu de réaliser un espacement vide entre les blocs 1 et 2 au moyen d'un bourrelet 4. Par suite de variations de température, la dilatation différentielle des pièces et liquide en contact engendre des contraintes mécaniques qui peuvent endommager le polariseur. Le procédé de l'invention permet de prévenir ce risque. A cet effet, les bords 5 et 6 des blocs 1 et 2 sontchanfreinés sur 0,5 mm et les deux blocs sont garnis à l'air de colliers en époxy 7 et 8 dont la surface extérieure est dépolie afin de faciliter l'amarrage du bourrelet en époxy 4 qui sera formé ultérieurement. Un produit anti-adhsrent pour l'époxy est ensuite déposé en 9 et 10 sur les surfaces chanfreinées.L'une des faces planes des blocs 1 et 2 reçoit alors une quantité suffisante de liquide préalablement dégaze et une force d'appui est exercée sur les pièces jusqu'à disparition de toute bulle : l'épaisseur de la couche est de 14 pm avec des huiles silicones et de 3 Um avec le dibutylphtalate. L'en- semble est ensuite dégazé sous vide et plongé dans un bac contenant le liquide. Le joint en époxy en forme de bourrelet 4 est formé en télémanipulateur dans le liquide. Après polymérisation l'ensemble est sorti du liquide, nettoyé et séché ; il est alors prêt à l'emploi. La figure 2 représente le schéma d'un polariseur dont les pièces solides 1 et 2 en contact avec la couche mince liquide 3 sont assemblées au moyen du bourrelet 4 conformément au procédé de l'invention. Ce polariseur est remarquable par la disposition de ses éléments solides et liquide et le choix de leurs indices de réfraction qui permettent d'obtenir suivant le meme axe les deux directions de polarisation. Ainsi, le bloc 1 est constitué d'un matériau biréfringent tel que le Spath ou le Nitrate de Sodium alors que la couche aine liquide 3 et le bloc 2 sont constitués d'un matériau dont l'indice est égal à l'indice le plus faible du matériau biréfringent. Ce matériau peut être le meme matériau biréfringent du bloc 1 ou plus simplement du verre. Le fonctionnement du polariseur est le suivant le faisceau incident à décomposer, d'axe 11, tombe normalement sur une face plane 12 du bloc 1. La face plane de ce même bloc en contact avec la couche mince liquide 3 a une inclinaison telle que les rayons ordinaires correspondant à l'indice le plus fort subissent la réflexion totale sur cette couche suivant un faisceau d'axe 13 et émergent du polariseur normalement à une autre face plane 14 du bloc 1. L'axe cristallographique du matériau biréfringent étant normal au plan de la figure, les rayons ordinaires réfléchis polarisés dans le plan de section principale du cristal le sont donc dans le plan perpendiculaire à celui de la figure. Par ailleurs les rayons extraordinaires correspondant à l'indice le plus faible et provenant de la décomposition du faisceau incident dirigé suivant l'axe 13 du faisceau réfléchi traversent-sans déviation les milieux liquide et solide de même indice égal à ce plus faible indice et sortent du polariseur normalement à une face plane 15 du bloc 2. Ces rayons sont polarisés dans le plan perpendiculaire au plan de section principale du cristal, donc dans le plan de la figure. Ainsi, le faisceau de lumière réfléchi dans le premier bloc et le faisceau de lumière transmis à travers le second bloc sont polarisés linéairement selon des directions perpendiculaires. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un polariseur comportant un premier bloc d'un matériau transparent solide et un second bloc du même ou d'un autre matériau transparent solide, ayant leurs faces planes en regard séparées par une couche mince transparente liquide, l'assemblage mécanique desdits blocs étant obtenu par un collage ayant la forme d'un bourrelet qui ménage l'espace vide pour l'interposition du liquide, caractérisé en ce que ledit procédé comporte les étapes suivantes - le bord desdites faces planes est chanfreiné sur 0,5 mm, - les deux blocs sont garnis à l'air de colliers en époxy ou de tout autre matériau capable d'adhérer auxdits blocs après durcissement ou polymérisation, compatible avec la couche mince de liquide à retenir, dont la surface extérieure est dépolie, - les surfaces chanfreinées sont recouvertes d'un produit anti-adhérent pour l'époxy, ou pour le susdit matériau adhésif, - l'une desdites faces planes devant être en contact avec la couche mince liquide reçoit une quantité suffisante de liquide préalablement dégazée et une force d'appui est exercée sur les blocs jusqu'à disparition de toute bulle, - l'ensemble ainsi constitué est dégaze sous vide, - ledit ensemble est plongé dans un bac contenant le liquide, - un joint en époxy, ou dans le susdit matériau adhésif, entre les deux blocs est formé au télémanipulateur en forme de bourrelet dans le liquide, - après polymérisation ou durcissement, ledit ensemble est sorti du liquide, nettoyé et séché. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est une huile silicone pour laquelle l'épaisseur de la couche est de l'ordre de 14 ou. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est du dibutylphtalate pour lequel l'épaisseur de la couche est de l'ordre de 3 Xm. 4. Polariseur réalisé par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit premier bloc étant constitué d'un matériau biréfringent tel que le Spath ou le Nitrate de Sodium, laditecouche mince liquide et ledit second bloc ont le même indice de réfraction choisi égal au plus petit indice dudit matériau biréfringent. 5. Polariseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau constituant ledit second bloc peut être le matériau biréfringent constituant ledit premier bloc ou plus simplement du verre. 6. Polariseur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit premier bloc ayant une face plane recevant sous l'incidence normale le faisceau lumineux à polariser, ladite face plane du premier bloc en contact avec la couche mince liquide a une inclinaison telle que les rayons lumineux ordinaires dudit faisceau dont la direction de polarisation correspond à l'indice le plus élevé subissent la reflexion totale sur cette face et émergent du polariseur normalement à une autre face plane dudit premier bloc, tandis que les rayons lumineux extraordinaires du faisceau incident diri gé suivant l'axe dudit faisceau réfléchi et dont la direction de polarisation perpendiculaire à la précédente correspond à l'indice le plus faible sont transmis suivant cet axe à travers des matériaux de même indice égal à ce plus faible indice et émergent du polariseur normalement à une autre face plane dudit second bloc.