INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Et grâce à la mise en œuvre du corps cylindrique fileté, il est aisé, à l’inverse, de dévisser la pièce de retenue pour pouvoir libérer le corps fileté et ainsi le retirer de la paroi habillée. Autrement dit, le corps cylindrique fileté peut être enfoncé à force à travers la pièce de retenue pour pouvoir les relier ensemble. À l’inverse, ils peuvent être désolidarisés en dévissant la pièce de retenue.
On observera que la longueur du corps cylindrique fileté peut être prévue, plus ou moins grande en fonction de l’épaisseur de la paroi habillée.
Ainsi, l’utilisation de balais 5 comprenant un unique chanfrein CF au niveau du bord d’attaque de la surface de contact du balai 5 permet de réduire le bruit produit par le frottement du balai 5 sur le commutateur 7 en début de vie du balai du fait de la surface de contact SC réduite. Ce bruit diminuant après une période d’utilisation du balai correspondant à une période de rodage du balai 5. La surface de contact SC est donc de plus en plus grande au fur et à mesure de l’usure du balai 5 ce qui permet de limiter la vitesse d’usure du balai 5 et ainsi assurer une durée de vie importante tout en minimisant le bruit produit en début de vie du balai 5.
De plus, le fait que les balais 5 sont asymétriques les rend plus facile à fabriquer, et plus stables pendant l’opération car moins aptes à osciller ou vibrer dans l’élément porte-balai après un certain degré d’usure, que des balais chanfreinés symétriques.
DISPOSITIF À ÉMISSION DE SURFACE, SYSTÈME OPTIQUE ET PROCÉDÉ ASSOCIÉ DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION Le domaine technique de l’invention est celui des sources de rayonnement électromagnétique à émission de surface, telles que les lasers à émission de surface.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les dispositifs à émission de surface émettent un rayonnement électromagnétique, par exemple un faisceau laser, avec une direction sensiblement perpendiculaire au plan sur lequel ils s’étendent. Ce faisceau peut présenter une bonne uniformité spatiale, notamment en champ proche. Les dispositifs à émission de surface sont donc avantageusement intégrés dans des systèmes optiques.
Le document [« Surface-emitting 10.1 µm quantum cascade distributed feedback lasers » D. Hofstetter & al., Appl. Phys. Lett. 75, 3769-3771 (1999)] divulgue un dispositif à émission de surface. Le dispositif comprend, depuis un substrat en InP, un empilement comprenant : deux couches en InGaAs, encadrant une multicouche semiconductrice, l’ensemble constituant un guide d’onde, la multicouche semiconductrice étant décrite comme une « région active », favorisant l’émission d’un champ électromagnétique (en l’occurrence par cascade quantique) ; et un réseau de diffraction en transmission d’ordre deux s’étendant sur la face libre du guide d’onde.
Le réseau de diffraction en transmission d’ordre deux favorise l’émission d’une composante normale du champ électromagnétique qui est alors émis par la face libre du guide d’onde, comprenant le réseau de diffraction. C’est la raison pour laquelle ce type de dispositif est dit « à émission de surface ». Les dispositifs basés sur un réseau de diffraction en transmission d’ordre deux montrent en revanche un problème de stabilité des modes guidés, par exemple en fonction de la température.
Le document [« Experiment demonstration of high speed 1.3 µm grating assisted surface-emitting DFB lasers » J. Luan & al., Optics Express 25111 Vol. 30, No. 14 (jul. 2022)] résout le problème de stabilité au moyen d’un réseau de diffraction en transmission comprenant trois portions distinctes et présentant des ordres différents (une première portion présentant un ordre deux encadrée par deux portions présentant un ordre un). Les portions d’ordre un permettent de confiner un mode guidé du champ électromagnétique par contreréaction répartie et former ainsi une cavité laser. La portion d’ordre deux réalise l’émission de surface d’une partie du mode guide de manière normale au plan du réseau de diffraction.
Le document [« High power surface emitting terahertz laser with hybrid second- and fourth-order Bragg gratings » Y. Jin & al., Nat. Commun. 9, 1407 (2018)] divulgue un dispositif se distinguant du précédent en ce que le réseau de diffraction en transmission est dit « hybride » car il présente deux ordres différents mais superposés l’un à l’autre. Il s’agit en l’occurrence des ordres deux et quatre.
Les dispositifs à émission de surface posent toutefois de nouveaux problèmes. Par exemple, leur intégration dans un système de mesure existant n’est pas aisée. Elle nécessite, par exemple, le recours à des miroirs pour diriger le faisceau vers le système de mesure. Il existe un besoin de fournir un dispositif à émission de surface dont l’intégration dans un système de mesure puisse être simple.
Pour cela, l’invention concerne un dispositif à émission de surface d’un champ électromagnétique comprenant : un guide d’onde, s’étendant dans un plan et comprenant une première face et une deuxième face, opposée à la première face, les première et deuxième faces étant parallèles au plan, le guide d’onde comprenant une région active s’étendant dans le plan et étant configurée pour émettre le champ électromagnétique ; et un réseau de diffraction s’étendant sur la première face du guide d’onde, le dispositif étant remarquable en ce que le réseau de diffraction est réfléchissant et présente, selon une première direction parallèle au plan, un ordre de diffraction supérieur ou égal à deux et en ce que la deuxième face est transparente.
La région active permet d’émettre un champ qui peut se propager dans le guide d’onde. Le réseau de diffraction, interagissant avec le champ électromagnétique (que l’on appellera également simplement « champ »), peut favoriser, selon son ordre de diffraction, l’apparition de : une composante contra-propagative du champ se propageant selon la première direction dans le guide d’onde ; et/ou une composante du champ se propageant selon une direction hors plan.
La composante contra-propagative du champ peut être induite par un effet de contreréaction répartie du réseau de diffraction sur le champ. Cette composante contra-propagative permet l’établissement de modes stationnaires du champ dans le guide d’onde.
Par direction hors du plan, on entend une direction présentant un angle supérieur à 20° par rapport au plan dans lequel s’étend le guide d’onde, voire un angle supérieur à 45° par rapport au dit plan, voire de manière encore préférée un angle supérieur à 80° par rapport audit plan.
Un ordre de diffraction égal à deux permet de favoriser principalement la composante hors plan. Un ordre de diffraction supérieur à deux permet de favoriser la composante contra-propagative tout en conservant une composante hors plan. Dans les deux cas, l’émission peut être réalisée selon une direction hors plan. Toutefois, à la différence des dispositifs décrits dans l’art antérieur, le réseau de diffraction réfléchit le champ qui est alors émis uniquement par la deuxième face du guide d’onde. En considérant la première face comme une face « supérieure » et la deuxième face comme une face « inférieure », le dispositif selon l’invention peut donc être appelé « dispositif à émission de surface inférieure ».
Par réseau de diffraction réfléchissant, on entend que le champ est réfléchi à plus de 50 % par le réseau de diffraction, voire à plus de 70 %, voire de manière préférée, à plus de 90 %. Par face transparente, on entend que la puissance optique est transmise à plus de 50 % par la deuxième face. Ainsi, une part substantielle de la puissance optique générée par le dispositif est transmise par la deuxième face.
L’injection du champ électromagnétique dans un système optique (tel qu’un système de mesure) peut donc être réalisée par la deuxième face (la face « inférieure »). Un dispositif à émission de surface selon l’invention est donc aisément intégrable dans un système optique car il peut être déposé directement sur le système optique (la deuxième face étant par exemple collée sur une fenêtre optique) ou fabriqué directement sur le système optique (par exemple directement sur une fenêtre optique).
Si le pyrofuse 130 est contrôlé par un autre système de contrôle que le contrôleur 130, par exemple par la sonde magnétique, telle que décrite précédemment ou par un système de contrôle externe au dispositif 100, alors, lors de l’étape de mesure 240 et de comparaison aux seuils I seuil1 et I seuil2 , l’éventuelle ouverture du contacteur 120 sera toujours contrôlée par le contrôleur 130 mais l’éventuelle ouverture du pyrofuse sera contrôlée par ce dispositif externe ou par la sonde magnétique.
Un autre objet de l’invention est une platine de distribution de puissance électrique haute tension continue comprenant le dispositif de protection de l’invention et un circuit électrique de mise sous tension d’une charge électrique. Le circuit électrique de mise sous tension est un système électronique de précharge qui permet de charge les capacités des charges électriques à un courant constant, pour éviter les gros appels de courant (courant de quelques kiloampères) à la communication de la puissance haute tension en courant continu (HVDC). Cela permet de protéger les charges à la commutation en étant optimisé en masse et en volume par rapport à un système classique de résistance.
Dans le cas d’un aéronef à propulsion électrique, la platine peut ainsi être connectée à ses bornes de sortie aux différentes charges électriques de l’aéronef et à ses bornes d’entrée aux sources d’alimentation électrique de l’aéronef. La source d’alimentation électrique peut par exemple être une batterie haute tension et la charge électrique un moteur électrique.
Elle peut également être connectée au système global de contrôle de l’aéronef et au système de secours de l’aéronef. Le pyrofuse peut ainsi, par exemple, être contrôlé par le système global de l’aéronef et par le système de secours.
De plus, la platine de distribution telle que décrite permet d’optimiser la distribution des composants électriques du dispositif de protection et du circuit de mise sous tension ainsi que les différentes protections électriques des composants présents sur la platine.
CIRCUIT INTEGRE COMPRENANT UN ASSEMBLAGE D’UNE PUCE ELECTRONIQUE, D’UN ELEMENT OPTIQUE ET D’UN SUBSTRAT ET PROCEDE DE FABRICATION CORRESPONDANT Des modes de réalisation et de mise en œuvre concernent le domaine de l’électronique, notamment le domaine du conditionnement (« packaging » en anglais) de circuits intégrés par exemple utilisés dans des dispositifs optoélectroniques tels que des capteurs d’images.
Les dispositifs optoélectroniques, également nommés dispositifs optiques, sont des dispositifs électroniques capables de recevoir ou transmettre un signal optique, tel qu’un rayonnement lumineux dans le spectre du visible ou infrarouge par exemple.
Ce type de circuit intégré comporte typiquement un assemblage d’un élément optique et d’une puce électronique dans un boîtier.
L’élément optique permet de réaliser des fonctions optiques, telles qu’une polarisation, un filtrage ou un effet de lentille, sur le signal optique le traversant et utilisé par la puce électronique.
La puce électronique permet par exemple de convertir un signal optique en signal électrique ou un signal électrique en signal optique.
Les boîtiers pour dispositif optique comprennent classiquement un substrat sur lequel repose la puce électronique et un capot muni d’un élément optique. Le capot sert typiquement de support à l’élément optique. De la sorte, l’élément optique est positionné en regard des composants optiques de la puce électronique, typiquement située dans une cavité protégeant la puce électronique, formée dans le capot et fermée par l’élément optique.
Par ailleurs, des fils de liaison sont conventionnellement utilisés pour relier électriquement la puce électronique au substrat. Ces fils de liaison s’étendent typiquement au-dessus de la puce électronique de telle sorte que le volume de la cavité est prévu pour les contenir.
Par conséquent, un volume relativement important d’air peut être emprisonné dans la cavité formée par le capot du circuit intégré et peut engendrer, lors de montées en température, une force de pression par dilatation de l’air emprisonné pouvant détériorer le boîtier, par exemple causer un décollement de l’élément optique du reste du capot, ou un décollement du capot du substrat de support.
Il existe par conséquent un besoin de proposer une solution permettant de limiter, voire d’empêcher les problèmes liés à la dilatation de l’air dans le boîtier afin d’éviter les dégradations du boîtier de circuit intégré.
Selon un aspect, il est proposé un circuit intégré comprenant un assemblage d’une puce électronique, d’un élément optique et d’un substrat de support, dans lequel : - le substrat de support comprend une face de montage et présente une ouverture apte à contenir la puce électronique, - l’élément optique comporte une face de connexion connectée à la face de montage du substrat de support et est positionnée en regard de ladite ouverture, - la puce électronique est connectée à la face de connexion de l’élément optique de sorte que la puce électronique est logée dans ladite ouverture du substrat de support.
Ainsi, il est proposé d’une part de monter la puce électronique sur une face de l’élément optique, dans une configuration correspondant à la technique de montage dite de « puce retournée » (usuellement désigné par le terme anglosaxon « flip-chip »), et d’autre part de monter le montage de la puce électronique et de l’élément optique, avec le substrat de support. Un tel assemblage est notamment possible grâce à la présence d’une ouverture dans le substrat pouvant loger la puce et à la connexion de la face de connexion de l’élément optique avec la puce et le substrat.
On observe, dans la , la propagation d’un train d’onde selon un vecteur d’onde opposé -k X au train initial +k X . Il s’agit de l’onde résultant de la contre-réaction répartie du réseau de diffraction 12 sur le premier train d’onde (selon +k X ). On observe également une onde se propageant avec un vecteur d’onde -k Z perpendiculaire au vecteur d’onde initial k X et dans le sens des Z décroissants. De manière moins visible, on observe également une onde se propageant avec un vecteur d’onde +k Z perpendiculaire au vecteur d’onde initial k X et dans le sens des Z croissants. Toutefois, cette dernière est moins évidente à observer puisqu’elle est réfléchie par le réseau de diffraction 12 et donc redirigée en -k Z . En l’absence de la couche métallique 122 sur la structure périodique 121, le train d’onde se propageant selon +k Z serait plus évident à voir. Il se propagerait de la même façon que le train d’onde se propageant selon -k Z (moyennant une adaptation de la période ainsi que les indices optiques des milieux qu’il traverserait, comme de l’air par exemple, s’étendant à la place de ladite couche métallique).
La présence de la couche métallique 122 réfléchit le rayonnement se propageant avec un vecteur +k Z , ce qui fait que le dispositif 1 présenté n’émet que par la surface inférieure 11b. En l’absence de la couche métallique 122, le dispositif 1 émettrait également un champ selon +k Z . Le dispositif modélisé des est donc particulièrement adapté pour émettre un champ, tel qu’un faisceau laser, par la surface inférieure 11b du revêtement inférieur 11.
La montre que l’intensité I 31 du champ E en fonction du temps est très élevée au niveau du premier capteur 31, dès lors que le train d’onde se propageant selon +k X atteint ce capteur 31. L’intensité I 32 du champ E, mesurée par le deuxième capteur 32, est en revanche moindre, car il s’agit de la résultante de la contreréaction répartie du réseau de diffraction 12. L’intensité pourrait toutefois être suffisante pour entretenir une onde stationnaire dans le dispositif 1 et activer l’émission stimulée dans la région active 110.
L’intensité I 33 mesurée par le troisième capteur 33 augmente en fonction du temps et à mesure que le train d’onde initial (se propageant selon +k X ) se déplace. Le régime transitoire illustré par la prend fin au bout de quelques picosecondes.
Les conditions opératoires et structurelles de la simulation ont été choisie pour mettre en évidence la propagation du champ vers la face inférieure 11b. Un ajustement des paramètres du réseau de diffraction 11 pourrait permettre d’augmenter la contre-réaction du réseau 12 sur le champ se propageant dans le guide 11. Elle pourrait également permettre de diminuer le taux de couplage du champ, tout en assurant que la majeure partie de la puissance optique véhiculée par le champ serait dirigée vers la face inférieure 11b (et vers un point d’intérêt ensuite).
La montre des résultats complémentaires d’une simulation réalisée à partir du même modèle numérique que celui utilisé pour obtenir les résultats des et . Ce modèle numérique diffère toutefois du modèle précédent en ce qu’il fait varier le taux de couplage du réseau de diffraction 12 avec le champ E qui se propage dans le dispositif 1. Le paramètre étudier est plus précisément le rapport cyclique D du réseau de diffraction 12. En effet, le taux de couplage dépend de plusieurs paramètres tels que le rapport cyclique du réseau 12, l’épaisseur W 12 1 de la structure périodique 121 ou encore l’indice optique des matériaux constituant la structure périodique 121. Dans la , les rapports cycliques considérés sont D = 0,5 (identique à celui des et ) et D = 0,35. On observe qu’un rapport cyclique D 32 et I 33 mesurées par les deuxième et troisième capteurs 32, 33 (qui correspondent aux intensités des trains d’onde se propageant selon -k X et -k Z ). L’intensité I31 mesurée par le premier capteur 31 est en revanche réduite, car la puissance qu’elle véhicule se dissipe vers les autres ondes de propagation (en l’occurrence selon -k X et -k Y ).
Une simulation réalisée au moyen du même modèle numérique montre que l’intensité du champ se propageant normalement au plan du réseau 12 dépend également de l’épaisseur W 121 de la structure périodique 121. Plus son épaisseur W 1 21 est élevée et meilleur est le couplage entre le réseau 12 et le champ E. Le réseau de diffraction 12 présente une épaisseur préférentiellement supérieure à (où est une longueur d’onde du champ E et est l’indice effectif du mode guidé considéré) et de manière encore préférée, supérieure à .
Un procédé de fabrication du dispositif 1 peut comprendre, en premier lieu, une étape de formation du guide d’onde 11. Le guide d’onde 11 peut être formé à partir d’un système optique, par exemple sur une fenêtre optique. La fabrication du guide d’onde 11 comprend par exemple la formation du revêtement inférieur 112, suivi de la formation de la région active 110, suivi de la formation du revêtement supérieur 111. Ces couches sont par exemple réalisées par épitaxie par jet moléculaire ou dépôt chimique par phase vapeur utilisant des précurseurs métallo-organiques (dite « MOCVD » en anglais pour « Metal Organic Chemical Vapor Deposition »). Une étape de gravure peut compléter être mise en œuvre afin de délimiter le guide d’onde 11.
La couche de revêtement inférieur 112, par exemple en InP, peut également être réalisée dans une étape préliminaire puis collée sur un substrat, par exemple en Si, ou une fenêtre optique, par exemple en Si, par collage moléculaire. Les autres couches 110, 111 sont ensuite réalisées à partir du revêtement inférieur 111. Le collage moléculaire peut offrir un bon état de surface de la deuxième face 11b du guide d’onde 11 et permet ainsi d’éviter la mise en œuvre d’un traitement anti-reflet.
Le procédé de fabrication du dispositif 1 peut comprendre, subséquemment à la formation du guide d’onde 11, la formation du réseau de diffraction 12, sur la première face 11a du guide d’onde 11. La structure périodique 121 peut être fabriquée sur la première face 11a du guide d’onde 11, par exemple sur le revêtement supérieur 111. De manière avantageuse, la structure périodique 121 peut être gravée directement dans le revêtement supérieur 111, en formant par exemple une série de tranchées parallèles les unes aux autres et réparties selon la première direction X. La couche métallique 122, déposée dans un deuxième temps, vient par exemple remplir ces tranchées de métal. Le revêtement supérieur 111 est alors un peu plus épais afin de tenir compte de l’épaisseur W 121 finale de la structure périodique 121.
Alternativement, un autre matériau semiconducteur peut être déposé dans ces tranchées. Après une étape de planarisation, la couche métallique 122 est déposée sur la structure périodique 121.
Selon une autre alternative, la couche métallique 122 peut être déposée directement sur le revêtement supérieur 111 et les tranchées sont réalisées ensuite dans le revêtement supérieur 111, à travers la couche métallique 122. Ainsi, les premières portions 1211 de la structure périodique 121 sont formées par des portions du revêtement supérieur 111 disposées sous les portions de la couche métallique 122 et encadrées par deux tranchées. Les portions de la couche métallique disposées sur les premières portions 1211 de la structure périodique 121 permettent de bloquer la transmission du champ à travers le réseau 12 et de rediriger le faisceau laser vers la face inférieure 11b (ou un point d’intérêt ou un système optique s’il y a lieu).
Les paramètres du réseau de diffraction 12, tels que l’épaisseur W 121 de la structure périodique 121, les matériaux constituant les premières et deuxièmes portions 1211, 1212 de la structure périodique 121 ou encore le rapport cyclique D du réseau, peuvent avoir une influence sur le couplage entre le réseau de diffraction 12 et le champ émis par la région active 110. Le procédé de fabrication comprend alors avantageusement une étape d’optimisation d’un taux de couplage du réseau de diffraction 12 avec le champ émis par la région active 110. Cette étape d’optimisation intervient préférentiellement avant la formation du réseau de diffraction 12. Le taux de couplage attendu est par exemple compris entre 10 cm -1 et 100 cm -1 .
La représente schématiquement un système optique 2. Le système optique 2 comprend par exemple une fibre ou une cavité résonante. L’injection d’un faisceau lumineux E dans la fibre ou la cavité peut permettre de réaliser une mesure d’un paramètre d’intérêt.
Le système 2 comprend un dispositif 1 à émission de surface tel que décrit précédemment. Il comprend également une fenêtre optique 20 transparente au faisceau lumineux E qui peut être émis par la région active 110 du dispositif 1. Dans le mode de réalisation de la , la fenêtre optique 20 est encastrée dans un support 21, qui entoure par exemple la fenêtre optique 20 et le dispositif 1.
Le dispositif 1 est localisé sur la fenêtre optique 20. La deuxième face 11b du guide d’onde 11 s’étend donc sur la fenêtre optique 20 et de préférence directement contre le fenêtre optique 20. En effet, le dispositif 1, réalisant l’émission par sa deuxième face 11b, ne requiert pas de couche anti-réfléchissante pour transmettre efficacement le rayonnement à la fenêtre optique 20. La deuxième face 11b du dispositif 1 peut d’ailleurs être collée contre la fenêtre 20 et préférentiellement par collage moléculaire.
Selon un mode préféré de mise en œuvre, ladite pièce de retenue présente une bordure s’étendant autour de ladite lumière de passage à l’opposé de ladite face d’appui circulaire, et chacune des dents de ladite pluralité de dents comportent une portion s’étendant axialement de ladite bordure et une portion libre s’étendant en retour vers le centre de ladite lumière de passage. Les portions libres se terminent avantageusement par des arêtes transversales adaptées à venir s’engager entre les filets du corps cylindrique fileté. Aussi, lorsque le corps cylindrique est engagé axialement à travers la pièce de retenue, les dents basculent élastiquement entre une position rapprochée du centre de la lumière de passage, où elles sont au repos, et une position écartée radialement du centre de la lumière où elles sont sous contrainte. Autrement dit, au repos, les dents viennent s’engager entre deux filets consécutifs du corps cylindrique pour bloquer en translation celui-ci.