Brevet FR2704363A1 — publié le 19941028

DESCRIPTION La présente invention concerne une structure destinée à réaliser et à garantir le montage et la géométrie des éléments constituant un résonateur laser. L'assemblage des éléments constituant un résonateur laser nécessite une grande précision de montage géométrique. De plus, cette précision doit être respectée lorsque l'appareillage subit des variations de températures. Pour cela, les constructeurs actuels utilisent des matériaux à faibles coefficients de dilatation et isolent ceux-ci des variations thermiques. L'invention concerne une structure dont les effets combinés, des qualités de matériaux et de leur disposition, permettent de réaliser ce que l'on appelle un -banc optique- de grande rigidité et stabilité. Ce banc optique comporte une structure de base, sous forme d'un sandwich, surmontée de platines métalliques installées sur champ. Ces platines reçoivent directement les éléments constituant le résonateur lui-même La partie supérieure de ces platines reçoit, parallèlement au banc, une réglette. La structure de base est un sandwich dont les plaques sont en matériaux composites carbone époxy et l'âme en nid d'abeilles aluminium. A l'intérieur de ces plaques, l'équilibre des forces engendrées par les variations thermiques au sein des différents composants permet d'obtenir un comportement neutre vis à vis de la température. - Les platines sur champ sont métalliques - le plus souvent en acier ou en alliage d'aluminum, - La réglette supérieure est, elle aussi, en composite carbone-époxy. La fixation de ces éléments entre eux s'effectue par méthode de collage à froid. Le banc optique, représenté par les figures (1) et (2), comporte un sandwich de base constitué des deux plaques en matériaux composites rep (1) et (3). Ces plaques sont réalisées sous une presse à plateaux chauffants. Elles sont constituées de réglettes carboneépoxy juxtaposées, et liées entre elles à l'aide d'un adhésif époxy et de tissus carbone. Ces plaques sont alors assemblées avec une pièce de nid d'abeilles rep. (2), d'épaisseur variable à l'aide d'un adhésif époxy. Cette opération d'assemblage s'effectue à l'aide de la presse à plateaux chauffants. La pièce ainsi constituée, appelée "sandwich", est alors prête à recevoir les platines repères (4), (6), (7) et (8). L'assemblage est réalisé, dans l'état de l'art actuel, avec un adhésif polyuréthane et avec l'aide d'un outillage de positionnement géométrique. La réglette (5) peut enfin être collée à l'aide du même adhésif polyuréthane. D'autres variantes de réalisation sont possibles, notamment des assemblages à l'aide d'autres adhésifs ou de moyens mécaniques comme des vis ou des rivets. Le nombre de platines (4 dans l'exemple) et leur disposition peuvent varier suivant les spécificités optiques de chaque laser. Le comportement stable de la structure vis à vis des variations de température est obtenu par un choix judicieux de la nature et des proportions des matériaux utilisés. Les plaques du sandwich ainsi constitué présentent donc un coefficient de dilatation global proche de zéro, par le fait que ses constituants présentent des coefficients de dilatation de signes algébriques opposés. Ces plaques stables sont reliées entre elles par un matériau d'âme ayant une bonne conductibilité technique dans notre cas, du nid d'abeilles alumimium - cette disposition permet de faciliter l'échange thermique entre ces plaques et de diminuer de ce fait le gradient de température entre la plaque supérieure et la plaque inférieure du sandwich. Ainsi les variations de la température environnante du sandwich ne produisent-elles que peu d'écart de dimension d'une plaque par rapport à l'autre. La disposition géométrique sous la forme d'un sandwich servant de soubassement aux platines du résonateur entraîne un effet d'atténuation des variations de dimension des plaques. Cet état de fait est mis en évidence par une équation mathématique qui permet d'optimiser les dimensions générales et la disposition géométrique. REVENDICATIONS 1/ Structure destinée à la réalisation de résonateurs laser caractérisés par un banc sandwich carbone epoxy/nid d'abeilles aluminium utilisé comme soubassement à l'implantation des éléments constitutifs du résonateur proprement dit. 2/ Structure, selon la revendication (1), caractérisée en ce que les coefficients de dilatation des matériaux utilisés pour la constitution des plaques du sandwich sont des signes algébriques opposés et permettent ainsi de réaliser un corps stable au plan thermique - les plaques ayant un coefficient global quasiment nul. 3/ Structure, selon la revendication (1), caractérisée par le fait que l'épaisseur du sandwich engendre une atténuation - au niveau des axes des platines - des variations résiduelles de longueur. 4/ Structure, selon la revendication (1), caractérisée par le fait que les variations de température d'une plaque sont répercutées à la seconde par un matériau d'âme ayant une bonne conductibilité thermique.