INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Plusieurs types de traitements (physique, chimique ou biologique) sont généralement employés pour dégrader le BPA présent dans les eaux usées, notamment la dégradation par des procédés d'oxydation avancés (POA). Ces méthodes sont plus efficaces que les procédés physicochimiques usuels dans la mesure où elles permettent de générer la formation de radicaux libres hautement réactifs, tels que·•OH, •O 2 ,·•O 2 H, capables de dégrader le BPA.
Généralement, un matériau de scintillation est sensible à tout type de rayonnement ionisant, en particulier les particules chargées α ou β - , ou les photons ionisants, X ou gamma. Afin de minimiser la sensibilité aux photons ionisants, le diamètre du cœur est de préférence inférieur à 500 µm ou 300 µm. Un cœur de faible diamètre diminue la probabilité d’interaction d’un photon ionisant se propageant à travers la fibre.
L’épaisseur et le matériau formant la paroi 20 sont choisis de façon que l’atténuation vis-à-vis des particules β - ne soit pas trop élevée. Ainsi, comme représenté sur la , une partie des particules β - se propage à travers la paroi 20, de façon à irradier le cœur 11 de la fibre de détection 10. Compte tenu de la présence de la paroi 20, et de la gaine 12 entourant le cœur 11, on considère que d’éventuelles particules α émises par un radioélément présent dans le fluide 3 sont absorbées avant d’atteindre la fibre. Ainsi, la fibre de détection 10 est essentiellement sensible aux particules β - , et, dans une moindre mesure, aux photons émis par le fluide 3 occupant la chambre 2 ou émis dans l’environnement du dispositif. L’épaisseur de la gaine 12 doit être aussi fine que possible, de façon à limiter l’atténuation des particules β - . Elle peut par exemple être inférieure à 10 µm.
Avantageusement, la fibre scintillante 10 est souple. Il s’agit d’une caractéristique intéressante de l’invention, comme décrit par la suite.
Sur la , on n’a représenté qu’une fibre de détection 10, disposée le long de la paroi 20, à l’extérieur de la chambre 2. Plusieurs fibres de détection 10 peuvent être utilisées, comme décrit en lien avec la .
Le photodétecteur 14, auquel la ou chaque fibre de détection est optiquement couplée, peut être un photodétecteur de type photodiode ou photomultiplicateur. Lorsqu’une particule ionisante β - interagit dans le matériau de scintillation, formant le cœur de la fibre, plusieurs photons de scintillation sont produits, dont une partie atteint l’extrémité 13 de la fibre couplée au photodétecteur 14. Le nombre de photons de scintillation produits est généralement proportionnel à l’énergie déposée par la particule β - lors de l’interaction. Le nombre de photons de scintillation créés dans le cœur est typiquement de quelques milliers par MeV déposé dans le cœur. Les photons de scintillation sont détectés par le photodétecteur 14 et sont convertis en une impulsion électrique dont l’amplitude dépend du nombre de photons de scintillation générés. Ainsi, l’amplitude de chaque impulsion électrique résultant du photodétecteur dépend de l’énergie déposée, dans le matériau de scintillation, lors d’une interaction avec une particule β - . Le photodétecteur 14 génère un signal de détection formé d’impulsions, chaque impulsion correspondant à une interaction d’une particule β - .
Le photodétecteur 14 est relié à un circuit de traitement 15, ce dernier étant configuré traiter les impulsions résultant du photodétecteur. Le circuit de traitement 15 est relié à une unité de calcul 16. L’unité de calcul 16 est destinée à établir un résultat de mesure en fonction du signal de détection résultant du photodétecteur.
Selon une première application, le circuit de traitement 15 génère, à partir de chaque signal de détection transmis par le photodétecteur, un taux de comptage N, correspondant à un nombre d’impulsions détectées par unité de temps. L’unité de calcul 16 peut alors être configurée pour comparer le taux de comptage à un seuil et émettre un signal d’alerte en cas de dépassement du seuil.
Selon une deuxième application, on dispose d’un a priori sur le radionucléide présent dans la chambre 2. A partir du taux de comptage N, une première estimation de l’activité A du radionucléide peut être effectuée, en utilisant un rendement de détection . Le rendement de détection permet d’établir un lien entre le taux de comptage et l’activité du radionucléide. Le rendement de détection peut être établi expérimentalement en disposant, dans la chambre, un fluide de calibration dont l’activité est connue. Le rendement de détection peut également être établi sur la base de modélisations numériques.
Selon une troisième application, le circuit de traitement 15 est un circuit de spectrométrie. Le circuit de traitement 15 génère un spectre de détection, correspondant à un histogramme d’amplitude des impulsions détectées durant une période d’acquisition. L’unité de calcul 16 peut être configurée pour effectuer un traitement du spectre de détection de façon à identifier un ou plusieurs radionucléides présents dans le fluide 3 occupant la chambre 2 et éventuellement estimer une activité de chaque radionucléide identifié.
Le dispositif 1 peut comporter plusieurs fibres de détection 10, respectivement couplées à un même photodétecteur 14 ou à plusieurs photodétecteurs 14. L’unité de calcul 16 reçoit le signal de détection résultant de chaque photodétecteur 14, et traité par le circuit de traitement 15. L’unité de calcul 16 peut être formée d’un circuit électronique et/ou d’un microprocesseur. L’unité de calcul 16 est programmée pour effectuer des étapes décrites par la suite, en lien avec la .
La représente un dispositif selon lequel plusieurs fibres de détection 10 sont réparties autour d’une paroi 20 délimitant une chambre cylindrique 2. Chaque fibre de détection 10 est disposée au contact de la paroi 20. De préférence, chaque fibre de détection 10 est fixe par rapport à la paroi 20. Chaque fibre de détection peut s’étendre selon une longueur de plusieurs dizaines de centimètres ou plusieurs mètres. Chaque fibre de détection s’étend parallèlement à l’axe central de la chambre 2. Au moins une extrémité 13 de chaque fibre de détection 10 est reliée à un photodétecteur 14.
La représente une configuration selon laquelle la fibre de détection 10 forme une spirale disposée autour de la paroi 20. La représente une configuration selon laquelle on dispose plusieurs fibres de détection 10, chaque fibre de détection formant une spire autour de la paroi 20. Les configurations représentées sur les figures 1C et 1D tirent profit du fait que la fibre de détection, ou chaque fibre de détection, soit souple. De préférence, quelle que soit la configuration, chaque fibre de détection 10 est fixée dans ou sur la paroi. De préférence, sur les configurations représentées sur les figures 1B à 1D, la ou chaque fibre de détection est disposée au contact de la paroi.
Les configurations décrites en lien avec les figures 1A à 1D sont adaptées à des parois 20 dont l’épaisseur est suffisamment fine pour qu’une quantité suffisante de particules β - soit transmise à travers la paroi. L’énergie d’émission d’une particule β - suit une distribution, usuellement désignée spectre d’émission, qui est propre à chaque radionucléide. Ainsi, chaque radionucléide peut être caractérisé par une énergie d’émission moyenne et une énergie d’émission maximale de particules β - , cette dernière étant de plusieurs centaines de keV ou de plusieurs MeV. Pour qu’une fibre de détection 10 soit exposée à des particules β - dont l’énergie résiduelle, après avoir traversé la paroi 20, soit suffisamment élevée, la paroi est de préférence formée d’un matériau plastique, par exemple un polymère, ou un métal léger, par exemple aluminium ou acier, et dont l’épaisseur est faible, de préférence inférieure à 1 mm, voire à 100 µm. Ainsi, la paroi 20 forme une peau délimitant la chambre 2 dans lequel s’étend le fluide à analyser 3.
Les figures 2A à 2D représentent des modes de réalisation dans lesquels la ou chaque fibre de détection 10 est intégrée (ou noyée) dans la paroi 20 délimitant la chambre 2. L’avantage d’une telle configuration est que la ou chaque fibre de détection 10 est disposée à une distance ε de la chambre 2 qui est inférieure à l’épaisseur e de la paroi 20. Par rapport au premier mode de réalisation, cela permet de relâcher la contrainte concernant l’épaisseur de la paroi. Cela permet également que la distance entre l’intérieur de la chambre 2 et la (ou chaque) fibre de détection 10 soit faible, par exemple inférieure à 2 mm, voire à 1 mm. La distance ε correspond à une épaisseur apparente vue par les particules β - avant d’atteindre la fibre de détection 10. Plus l’épaisseur apparente ε est faible, plus l’énergie moyenne, des particules β - susceptibles d’interagir dans la fibre optique de détection est élevée. Il en résulte un meilleur rendement de détection, le rendement de détection correspondant au nombre de photons de scintillation détectés pour une particule β - émise à l’intérieur de la chambre 2.
Sur la , on a représenté une configuration selon laquelle plusieurs fibres de détection 10, parallèles les unes aux autres, s’étendent parallèlement à l’axe central Δ de la chambre 2, à l’intérieur de la paroi 20. Sur la , on a représenté une configuration selon laquelle des fibres de détection s’étendent autour de la chambre 2 en formant plusieurs spires, noyées dans la paroi 20. Quelle que soit la configuration retenue, la ou chaque fibre de détection 10 est disposée en dehors de la chambre 2. Dans les configurations représentées sur les figures 2A à 2C, la ou chaque fibre de détection 10 peut être noyée dans la paroi 20 lors de la construction de cette dernière.
Les figures 3A et 3B représente des vues « en transparence » de configurations respectivement décrites en lien avec la et 2C. La représente une vue en transparence d’une configuration selon laquelle la fibre de détection décrit une spirale autour de la chambre 2. Sur les figures 3A, 3B et 3C, chaque fibre de détection est noyée dans la paroi.
L’appareil 800 peut comprendre tous les éléments de l’appareil 700 de la .
Suivant des modes de réalisation, l’appareil 800 peut être un appareil photo, une tablette, un Smartphone, un ordinateur, une caméra de surveillance, et plus généralement un module caméra destiné à être intégré dans un autre appareil, etc.
Dans l’exemple représenté, l’appareil 800 est un Smartphone comprenant un écran d’affichage 802 en face avant et le module caméra 702 débouchant sur sa face arrière, l’application 714 intégrant l’unité de calcul 710 et la base de données 712.
coupleur optique pour un système d'éclairage, notamment pour habitacle de véhicule. DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui du couplage optique.
La présente invention concerne un coupleur optique et un système d'éclairage optique, notamment pour un habitacle de véhicule.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION L'habitacle d'un véhicule peut comprendre plusieurs systèmes d'éclairage et notamment de rétroéclairage à des fins fonctionnelles mais également esthétiques, compris dans des panneaux d'habillages.
Le brevet EP2145796A2 présente par exemple un panneau d'habillage intérieur pour véhicule automobile pourvu d'une zone rétroéclairée, le panneau comprenant une couche de support rigide, un revêtement sur la couche de support définissant une face visible du panneau et un dispositif d'éclairage permettant d'éclairer une zone de l'envers de la couche de support, la couche de support et le revêtement étant adaptés pour laisser passer la lumière du dispositif d'éclairage afin qu'elle soit visible sur le panneau.
Un panneau d'habillage peut par exemple présenter des motifs colorés lumineux choisis par l'utilisateur ou constructeur du véhicule, selon la nature du dispositif d'éclairage.
Le brevet US2016229338A1 présente un panneau d'habillage comprenant un revêtement textile, une base transparente et un dispositif d'éclairage comprenant une source lumineuse, de type DEL (diode électroluminescente) par exemple et des guides de lumières, la source lumineuse étant disposée devant le guide de lumière. Lorsque le guide de lumière est éclairé par la source lumineuse, des effets colorimétriques peuvent être obtenus grâce aux couleurs des fils du revêtement qui laisse passer la lumière.
Le brevet US2014211498A1 présente un panneau d'habillage intérieur pour un véhicule à moteur, qui comprend : une couche de support, qui détermine le contour du panneau d'habillage intérieur, une couche de couverture, qui est appliquée sur un côté avant de la couche de support et une couche émettrice de lumière, qui est appliquée sur un côté arrière de la couche de support, dans lequel le composant de support et la couche de couverture sont transparents. La couche émettrice de lumière est un tissu dans lequel sont tissées un faisceau de fibres optiques, les fibres optiques étant toronnées dans un connecteur, auquel on peut connecter une source lumineuse par exemple. Le faisceau de fibres optiques permet de guider des ondes lumineuses, visibles sur le panneau d'habillage, les ondes lumineuses pouvant être de couleur quelconque choisie par l'utilisateur du véhicule ou le constructeur.
Cependant, lorsqu'une source lumineuse de type DEL (diode électroluminescente) RVB (rouge vert bleu) par exemple est utilisée, il est parfois difficile d'obtenir un éclairement uniforme pour chaque couleur à l'entrée de chaque fibre optique, ce qui résulte en un flux lumineux non uniforme et une distribution non homogène des couleurs dans chaque fibre optique.
Le brevet EP0562873B1 présente un dispositif de couplage optique à section polygonale constante utilisé avec une source lumineuse à haute intensité, la section polygonale permettant d'obtenir un mélange de lumière amélioré et ainsi un éclairement uniforme pour chaque couleur en sortie du coupleur. Le coupleur optique peut être utilisé pour coupler la source lumineuse à un faisceau de fibres optiques, via un connecteur .
Or, la section transverse d'un connecteur de faisceau de fibres optiques dépend du nombre et du type de fibres toronnées et peut être plus petite que la surface de la source lumineuse en entrée d'un coupleur, rendant ainsi l'utilisation d'un coupleur de section constante, comme celui présenté dans le brevet EP0562873B1 moins efficace à cause des pertes importantes de flux lumineux, le coupleur n'étant pas adapté à la fois aux tailles de la source lumineuse et de la surface du connecteur.
Ainsi, il existe un besoin de transmettre un faisceau lumineux, notamment coloré émis par une source lumineuse, vers un faisceau de fibres optiques, via un connecteur de section inférieure à la surface de la source lumineuse, tout en minimisant les pertes de flux lumineux et en ayant un éclairement homogène pour chaque couleur, en entrée du connecteur.
Une couche diélectrique 136 est ensuite déposée de manière conforme sur les structures mesa 134 et le substrat 135, recouvrant notamment les faces supérieures et les faces latérales des structures mesa 134 ( ).
Une partie de l’épaisseur de la couche diélectrique 136 est ensuite gravée de manière anisotrope ( ). Les portions restantes de la couche diélectrique 136 sont désignées par la référence 138. Cette gravure révèle, pour chaque structure mesa 134, les faces latérales 126 de la troisième couche 118 et une partie seulement des faces latérales 128 de la quatrième couche 120. Ainsi, au lieu de contrôler précisément la gravure de la couche diélectrique 136 et donc la hauteur précise des portions restantes de la couche diélectrique 136, l’épaisseur de la quatrième couche 120 offre une latitude de process directement proportionnelle à son épaisseur.
Pour chaque structure mesa 134, la deuxième électrode 124 est ensuite réalisée contre les faces latérales 126 de la troisième couche 118 et contre la partie des faces latérales 128 de la quatrième couche 120 révélées par la précédente gravure (voir ). Les deuxièmes électrodes 124 reposent sur les portions restantes diélectriques 138. Les deuxièmes électrodes 124 peuvent être réalisées par un dépôt conforme puis une gravure, ou par un dépôt de type ALD (dépôt en couche atomique) directement sur les flancs.
Il convient de souligner que la présente invention limite la criticité du procédé de fabrication des LED 100.
En effet, comme l’art antérieur l’enseigne, la distribution du courant dans une LED décrite par la longueur de spreading est directement proportionnelle à la racine de la distance minimale entre un point de l’électrode formée sur la couche de conductivité la plus élevée entre les couches 104 et 108 et un point de la zone active. Dans le cas d’une électrode latérale, l’injection s’effectue majoritairement par les portions de l’électrode les plus proches de la zone active (minimisation des pertes par effet Joule). Le spreading (donc la longueur de spreading) est contrôlé par la distance minimale entre un point de l’électrode latérale 124 et un point de la zone active.
Or, dans le cas de procédé de réalisation de LED mettant en œuvre un report des couches semiconductrices sur un autre substrat (type VTF), cette distance n’est pas contrôlée ou contrôlable sur une même plaque mais aussi de plaque à plaque. En effet, le détachement des couches semiconductrices (couches 104, 114, 108, 120, 118) s’opère par des méthodes brutales telles que le lift off laser. Ce dernier consiste en l’échauffement adiabatique jusqu’à la fusion des dites une ou plusieurs couches comprises entre le substrat de croissance et les couches semi-conductrices réellement traversées par un courant pendant le fonctionnement de la future LED. L’échauffement et la fusion sont induits par l’absorption des dites couches d’impulsions laser. Il s’ensuit que la face libérée de l’empilement semiconducteur est profondément modifiée et rugueuse. Sur cette face et sur une profondeur non négligeable, le désordre est tel que de nombreux états dans le gap apparaissent et conduisent à une perte de transparence très conséquente. Hors, il s’agit de la face par laquelle les photons émis par la future LED devraient s’échapper.
Aussi, pour s’affranchir de ces défauts ou rugosité, une gravure pleine plaque est mise en œuvre pour supprimer les matériaux de composition différente de celle des semi-conducteurs composant l’empilement LED, puis un polissage de cette face gravée est réalisé. Mais cette étape de polissage combinée à la gravure mentionnée ci-avant ne permettent pas de contrôler précisément l’épaisseur restante de l’empilement semi-conducteur et par voie de conséquence la distance détaillée ci-avant qui conditionne le spreading dans la LED. Il faut souligner que l’épaisseur restante et la distance qui conditionne le spreading ne peuvent être finement contrôlées de plaque à plaque mais également sur une même plaque, la CMP (polissage) induisant des variations d’épaisseur sur une même plaque basse fréquence. Dans ces conditions, l’efficacité des LED, dépendante du spreading, serait variable au sein de la même plaque et entre plaques.
En imposant le point d’injection des porteurs depuis l’électrode latérale, la présente invention réduit considérablement la criticité du procédé de fabrication pour obtenir des LED avec des caractéristiques électro-optiques similaires puisque la longueur de spreading est contrôlée.
Il appartiendra à l’homme de l’art d’adapter l’épaisseur e 120 de la couche 120 en fonction de la précision de son procédé de fabrication, puisque plus cette épaisseur est importante, plus les contraintes de procédé sont relâchées, avec toutefois en contrepartie qu’une épaisseur e 120 trop importante pourrait conduire à un décalage des tensions de fonctionnement de la LED.
L’invention est également particulièrement adaptée aux LED de petites dimensions latérales, souvent nommées µLED. Les LED de petites dimensions souffrent d’une efficacité réduite en particulier car :
- il est difficile de former une électrode sur la face émissive qui ne couvre pas une part importante de cette face émissive. L’efficacité de la µLED est donc fortement pénalisée par la faiblesse de son extraction ;
- les dimensions latérales réduites de la µLED entrainent que le comportement électro-optique de la µLED dépend beaucoup plus des effets de bord que pour les LED macroscopiques. En bord de la µLED, la gravure pour former des mesas (singularisation des µLED) a induit énormément de défauts dans le gap des semiconducteurs nécessaires aux recombinaisons non radiatives dites SRH (Shockley Read Hall). Les recombinaisons SRH concurrencent les radiatives et donc réduisent l’efficacité électro-optique de la LED. Dans le cas d’une LED munie d’une électrode latérale et en particulier si elle est de faible épaisseur (= faible longueur de spreading), les porteurs de charge se concentrent en périphérie de la LED (voir a et 2b), alimentent les défauts dans le gap donc les recombinaisons non radiatives ce qui conduit à une chute drastique de l’efficacité électro-optique de la LED.
La mise en œuvre de la présente invention dans le cas des µLED assure une forte extraction puisque la face émissive n’est pas obstruée par une électrode et assure une distribution contrôlée des porteurs dans la zone active.
REFERENCES CITEES 1 : FR 3 008 547 A1
2 : A. Goyal et al., "Band gap bowing parameter in pseudomorphic Al x Ga 1−x N/GaN high electron mobility transistor structures", Journal of Applied Physics 117, 225702 (2015).
La illustre le pouvoir d’arrêt (axe des ordonnées : unité MeV/cm), à l’égard de particules β - , de différents matériaux en fonction de l’énergie desdites particules (axe des abscisses – unité MeV). Sur la , on a représenté les pouvoirs d’arrêt du PEHD (polyéthylène haute densité – courbe a), béton (courbe b), acier inoxydable (courbe c), eau (courbe d), air (courbe e) et polystyrène (courbe f). On observe que pour une même épaisseur, il est préférable que la paroi soit constituée d’un matériau de type PEHD ou polystyrène que d’acier. Les courbes d et f sont presque confondues.
Les inventeurs ont modélisé la détection de particules β - par un dispositif tel que décrit en lien avec la . La configuration a été modélisée selon les paramètres suivants : matériau de la paroi 20 : acier ; épaisseur de la paroi 20 : 2 mm ; rayon de la chambre 2 : 20 cm ; hauteur de la chambre : 2 m ; nature du fluide : air radioélément modélisé : 90 Y – Energie d’émission moyenne : 926 keV – Energie d’émission maximale : 2280 keV ; diamètre du cœur de la fibre de détection : 250 µm ; matériau de la fibre de détection : polystyrène – densité 1.05 ; épaisseur de la gaine de la fibre de détection : 7.5 µm ; matériau de la gaine : PMMA nombre de spires : 3601.
La fibre optique modélisée correspond à la référence BCF-10 – fabricant Saint Gobain.
Les figures 5A et 5B sont des vues de la configuration modélisée respectivement dans un plan radial, défini par des axes X et Y, et un plan longitudinal, défini par les axes X et Z. La référence 4 correspond à l’air ambiant. Sur chacune des figures 5A et 5B, on a représenté un détail d’une partie de la paroi 20 contre laquelle est assemblée à fibre de détection 10. Sur la , la fibre de détection 10 apparaît sous la forme de disques adjacents les uns des autres.
A l’aide du code MCNP (Monte Carlo N-Particle), on a modélisé un spectre de détection de particules détectées par la fibre de détection, le spectre de détection étant représenté sur la . Le spectre de détection correspond à une proportion d’interactions détectées pour 1 particule émise (axe des ordonnées) en fonction de l’énergie de détection (axe des abscisses – unité MeV). La montre une distribution de l’énergie déposée, par la fibre de détection, d’une particule β - émise, dans la chambre 2, l’énergie de la particule β - étant émise selon une distribution correspondant au spectre d’émission de 90 Y. Du fait du faible volume de la fibre, une particule β - interagissant dans la fibre peut ne libérer qu’une partie de son énergie.