Brevet FR2667692A1 — publié le 19920410

SPECTROMETRE DE CANNELURES Description - Le spectromètre de cannelures est un appareil de mesures optiques qui permet de calculer la biréfringence locale d'un matériau transparent anisotrope et inhomogène. Associé à un microscope optique polarisant, il donne des variations mesurables sur des domaines très petits de l'ordre de 2 à 3 microns. L'appareil permet de visualiser sur une même photo toutes les variations de biréfringence en tout point de l'échantillon le long d'une ligne de mesure et sur l'ensemble du spectre visible du rouge au violet. Les techniques antérieures ne permettaient de déterminer que la valeur moyenne de la * biréfringence d'un matériau supposé homogène sur des échantillons de grande dimension (plusieurs millimètres carrés). Les méthodes utilisées étaient des méthodes d'extinction qui faisaient intervenir l'estimation par l'observateur de l'extinction de la lumière lorsque l'on déplaçait un compensateur pour annuler la différence de marche introduite par 1' échantillon entre la vibration ordinaire et la vibration extraordinaire de la lumière polarisée rectilignement. Ces techniques ont l'inconvénient d'être assez longues pour faire les mesures ; elles obligent à déterminer préalablement la direction de l'axe optique, d'orienter cet axe à 450 du polariseur et de l'analyseur croisés, de mesurer un angle ou un déplacement sur un compensateur et de déterminer la valeur de la biréfringence sur une table de correspondance pour une longueur d'onde donnée. - Le spectromètre de cannelures est constitué d'un ensemble de prismes, de lentilles, de lames optiques dont la disposition permet d'obtenir sur une même photographie l'image de l'objet à étudier et le spectre de cannelures correspondant . La position des cannelures est différente pour chaque point de l'échantillon et le déplacement par rapport à un spectre de référence permet de calculer la biréfringence locale. Le principe est de diviser l'image donnée par un instrument d'optique quelconque et, en particulier un microscope, en deux faisceaux, l'un pour former l'image définitive et, l'autre pour analyser les différences de phase et les différences de marche en chaque point de l'objet. - Le dessin annexé illustre le spectromètre Outre la lame polariseur (1) et le microscope (3), le montage comporte une lame séparatrice (4) qui divise le faisceau en deux faisceaux d'égale intensité. Le faisceau 0a va former l'image définitive, le faisceau va former le spectre de cannelures. L'image de l'objet (2) est formée sur la fente (5) du spectromètre, fente de largeur 0,2 mm et de longueur 20 mm. Les prismes à réflexion totale (6) permettent de renvoyer les faisceaux perpendiculairement à leur direction initiale. Les lentilles convergentes (7) permettent de former l'image définitive de l'objet et du spectre correspondant sur la plaque photo (13). La lame de quartz (8) homogène et biréfringente donne le spectre de référence. Les analyseurs (9) permettent d'obtenir une vibration rectiligne dont les caractéristiques sont analysées par le prisme de dispersion (10). Enfin, un cube séparateur (11) permet soit une observation directe par un oculaire (12), soit une prise photographique (13). Tous ces éléments optiques sont placés dans un boîtier métallique parallélépipédique à deux niveaux et étanche à la lumière parasite extérieure. Ce boîtier est facilement adaptable sur tout microscope optique. Les réglages des différentes pièces optiques sont faits une fois pour toutes et la mise au point de l'image définitive se fait à l'aide du microscope. - Ce spectromètre est particulièrement destiné à 1' étude des microcristaux, à la mesure de la biréfringence dans les milieux instables et mouvants tels que les cristaux liquides, et à l'étude des contraintes thermiques ou mécaniques dans les milieux fluides. Revendications 1/ Dispositif pour mesurer la biréfringence locale d'un matériau transparent anisotrope simultanément en différents points de l'échantillon, caractérisé en ce qu'il comporte une lame séparatrice (4) pour former 2 faisceaux de lumière polarisée dont le premier z va former l'image microscopique de l'objet sur une moitié de la photographie (13), et le second 9 va former le spectre cannelé correspondant sur l'autre moitié de la photographie (13). 2/ Dispositif selon la revendication 1/ caractérisé en ce que l'image donnée par l'objectif du microscope est projetée sur la pellicule photo (13) à l'aide de la lentille convergente (7) du faisceau 3/ Dispositif selon la revendication 1/ caractérisé en ce que l'image donnée par l'objectif du microscope est formée sur la fente (5). 4/ Dispositif selon la revendication 1/ caractérisé en ce que l'image de la fente (5) est projetée sur la pellicule photo (13) à l'aide de la lentille convergente (7) du faisceau 5/ Dispositif selon la revendication 1/ caractérisé en ce que la lame de quartz (8) donne un spectre cannelé à l'aide du prisme (10). 6/ Dispositif selon les revendications 1/, 3j, 4/ et 5/ prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que ce spectre est modulé par la différence de marche de biréfringence des rayons passant en chaque point de la fente (5).