Brevet FR2743442A1 — publié le 19970711

Dispositif de protection pour _systè_mesoptgiques destiné à éviter des dommages en __cas.d' x...p. _osition de ces systèmes à une lumière laser L'invention concerne un dispositif de protection pour systèmes optiques ou composants optiques destinés à éviter des dommages lors de l'exposition de ces systèmes à une lumière laser. L'utilisation de lasers lors d'opérations de combat, joue un rôle de plus en plus important. S'il est vrai qu'actuellement les puissances des lasers ne suffisent pas encore pour perforer ou détruire des blindages, des appareils optiques tels que des systèmes de pointage ou des appareils de visée à infrarouge peuvent toutefois être endommagés de manière irréversible ou totalement détruits par éblouissement au moyen d'un rayonnement laser intensif. Un dispositif de protection simple pour un système optique est constitué par exemple par une fermeture mécanique qui, en cas de réception d'un rayonnement laser de haute densité d'énergie, ne laisse passer aucun rayonnement dans le système optique. Mais les dispositifs de ce type sont relativement inertes, car leurs temps de fermeture sont de l'ordre de 0,1 ms, tandis que la durée des impulsions laser peut être de l'ordre de quelques Ns. La présente invention a pour but d'indiquer un dispositif de protection d'une construction aussi simple que possible, permettant de protéger les systèmes et les composants optiques contre une destruction par un rayonnement laser. Ce but est atteint grâce aux caractéristiques suivantes: a) le dispositif de protection présente un support interchangeable, laissant passer la lumière dans le domaine spectral concerné; 2 2743442 b) sur le support est placé un film d'oxyde métallique, qui laisse également passer la lumière dans le domaine spectral concerné. L'invention repose pour l'essentiel sur l'idée d'utiliser comme dispositif de protection un support interchangeable, qui laisse passer la lumière dans le domaine spectral concerné, et sur lequel est placé un film d'oxyde métallique, qui laisse également passer la lumière, de préférence d'un métal précieux ou d'un alliage de métaux précieux. Si un rayon laser de haute densité d'énergie parvient sur un film d'oxyde métallique de ce type, l'oxyde métallique s'échauffe et lorsqu'est atteinte une température déterminée, il est réduit en métal, qui réfléchit alors le rayonnement laser. Un dispositif de protection de ce type est d'une réalisation simple, d'un coût avantageux et à déclenchement automatique, de sorte qu'il peut être renoncé à toute commande électronique. Pour obtenir une surface réfléchissante aussi uniforme que possible, lors de l'apparition de la lumière laser, il s'est avéré avantageux, avec l'arrivée de la lumière laser sur le dispositif de protection, de chauffer en supplément le film d'oxyde métallique par le fait qu'un courant électrique est envoyé à travers le film d'oxyde métallique. Pour pouvoir utiliser le dispositif de protection notamment dans les domaines infrarouge, intéressants du point de vue militaire, entre 3 et 5 pm et 8 à 14 pm, l'oxyde d'or et l'oxyde de platine notamment ont donné de bons résultats en tant qu'oxydes métalliques. L'oxyde d'or est réduit dans le métal correspondant à 150 C environ et l'oxyde de platine, à 500 C environ. Comme matériau de support ZnS, SnSe, KRS-5 ou le diamant en particulier se sont révélés intéressants. 3 2743442 D'autres détails et avantages de l'invention ressortent des exemples de réalisation décrits ci-après en référence aux dessins. La figure 1 représente de manière schématique un premier exemple de réalisation d'un dispositif de protection suivant l'invention, qui est placé devant un système optique et la figure 2 représente un second exemple de réalisation d'un dispositif de protection suivant l'invention, qui est relié à une source de courant supplémentaire. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un système optique ou un composant optique (par exemple la lentille d'entrée d'un appareil de visée à infrarouge), à protéger contre des rayons laser 2. Devant le système optique 1 est placé un dispositif de protection 3 suivant l'invention. Celui-ci est essentiellement constitué d'un support 4, par exemple en sulfure de zinc, et d'un film d'oxyde métallique 5, par exemple en oxyde de platine, le film d'oxyde métallique 5 étant placé sur le côté du support 4, opposé au système optique 1. Le support 4 et le film d'oxyde métallique laissent passer la lumière dans la gamme de longueurs d'onde concernée ici, entre 3 et 5 pm. Si un rayon laser 2 de haute densité d'énergie parvient sur le film d'oxyde métallique 5, celui-ci s'échauffe très rapidement à des températures supérieures à 500 C, de sorte que l'oxyde est réduit dans le métal et le métal réfléchit le rayon laser et protège ainsi le système optique 1. Le dispositif de protection peut ensuite être changé. Ceci peut s'effectuer manuellement ou par rotation d'un dispositif de fixation, sur lequel sont placés plusieurs dispositifs de protection 3. La figure 2 représente un autre exemple de réalisation de l'invention. La référence 1 désigne à nouveau le système optique à protéger et la référence 4 2743442 2, les rayons laser. Le dispositif de protection suivant l'invention est pourvu de la référence 6 et est constitué d'un support 7 et d'un film d'oxyde métallique 8, qui se trouve sur le côté du support 7, tourné vers le système optique 1. Le film d'oxyde métallique 8 est pourvu sur ses bords d'électrodes 9, 10, qui sont reliées à une source de courant 11, de sorte qu'un courant électrique peut s'écouler à travers le film 8, lorsqu'est appliquée une tension, courant qui porte le film à des températures supérieures à la température à laquelle se produit une réduction de l'oxyde métal lique, de sorte que ce film devient hautement réfléchissant et empêche la poursuite de la pénétration du rayonnement laser 2 dans le système optique 1. Sur les côtés du support 7 est placé un capteur optique 12, qui détecte le rayonnement laser 2 pulsé, incident, et qui, par un dispositif de commande 13 (dans le cas le plus simple il s'agit d'un comparateur avec capteur de valeur de seuil) active la source de courant 11 et de ce fait provoque l'élévation de température décrite précédemment, du film d'oxyde métallique 8. Le dispositif de commande 13 est programmé (par exemple par sélection appropriée de la valeur de seuil) de manière qu'un échauffement du film d'oxyde métallique se produise à la température de réduction, avant même que soit atteinte la pleine puissance du laser (c'est-à-dire dans le domaine des flancs de montée de l'impulsion laser respective). 2743442 REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection pour systèmes optiques (1) ou des composants optiques, afin d'éviter des dommages lors de 1 'exposition de ces systèmes (1) ou composants à une lumière laser (2), caractérisé par les caractéristiques suivantes: a) le dispositif de protection (3) présente un support (4) interchangeable, laissant passer la lumière dans le domaine spectral concerné; b) sur le support (4) est placé un film d'oxyde métallique (5), qui laisse également passer la lumière dans le domaine spectral concerné. 2. Dispositif de protection pour systèmes optiques (1) ou composants optiques, afin d'éviter des dommages lors de l'exposition de ces systèmes (1) ou composants à une lumière laser (2), caractérisé par les caractéristiques suivantes: a) le dispositif de protection (6) présente un support (7) interchangeable, laissant passer la lumière dans le domaine spectral concerné; b) sur le support (7) est placé un film d'oxyde métallique (8), qui laisse également passer la lumière dans le domaine spectral concerné; c) le film d'oxyde métallique (8) peut être relié, par des électrodes (9, 10) de bordure à une source de courant (11), de sorte que dans le cas d'un courant électrique correspondant, envoyé à travers le film d'oxyde métal lique (8) et l'échauffement qui en résulte, l'oxyde métal lique est réduit dans le métal correspondant; d) il est prévu un capteur (12), qui, par un dispositif de commande (13), active la source de courant (11) toujours lorsqu'est reçue de la lumière laser (2) d'une densité d'énergie donnée. 3. Dispositif de protection selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans le cas de 6 2743442 l'utilisation conforme aux prescriptions du dispositif de protection (6), le film d'oxyde métallique (8) est placé sur le côté du support (7), tourné vers le système optique (1). 4. Dispositif de protection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support (4; 7) est en ZnS, ZnSe, KRS-5 ou en diamant. 5. Dispositif de protection selon l'une des revendications i à 4, caractérisé en ce que le film d'oxyde métallique (5; 8) est le film d'oxyde d'un métal précieux ou d'un alliage de métaux précieux. 6. Dispositif de protection selon la revendication 5, caractérisé en ce que le film d'oxyde métallique (5; 8) est de l'oxyde de platine ou de l'oxyde d'or.