INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Sur la , on a représenté à droite une courbe 22 du déphasage optique ΔΦ induit dans l’onde optique se propageant dans le guide d’onde optique 5 en fonction du temps c’est-à-dire en fonction des valeurs de tension appliquée V suivant la courbe 20. Sur la courbe 22 du déphasage optique induit, on observe des marches instantanées lorsque la tension augmente ou lorsque la tension diminue. On obtient ainsi la valeur du déphasage optique souhaitée instantanément à chaque changement de valeur de tension appliquée aux électrodes 6, 7.
Une interprétation possible de ces améliorations de la réponse électro-optique du dispositif électro-optique avec zone usinée selon la présente divulgation est la suivante. La conductivité électrique de la structure cristalline dégradée à l’emplacement de la couche 3 modifiée par échange protonique peut varier en fonction de la température ou sous vide chaud par exemple. Comme illustré sur la , le mode fondamental 15 de l’onde guidée par le guide d’onde optique 5 s’étend jusqu’à la surface du substrat et recouvre en partie l’emplacement où se situe le résidu de la couche 3 modifiée par échange protonique. Lorsqu’une tension est appliquée entre les électrodes 6, 7 les lignes 14 de champ électrique traversent les différentes zones qui ont des conductivités électriques différentes : le substrat 1, la zone de diffusion 4 et la zone où se situe un résidu de la couche 3 modifiée par échange protonique. Les propriétés physiques de ces zones sont différentes. En particulier, leur conductivité varie différemment en fonction des conditions environnementales, notamment la température et la pression. L’augmentation de la conductivité du résidu de la couche 3 modifiée par échange protonique est différente de celle du guide d’onde optique 5 et du substrat. Cette différence de variation de conductivité modifie le recouvrement électro-optique et ainsi la réponse en fonction de la fréquence de modulation appliquée aux électrodes. L’usinage du résidu sur une zone déterminée et peu profonde du substrat 1 entre les électrodes 6, 7 permet de supprimer au moins partiellement le résidu de la couche 3. Cet usinage superficiel, sur une profondeur P dans les proportions indiquées en détail ci-dessus, ne perturbe pas le guidage de l’onde monomode dans le guide d’onde optique 5.
Le dispositif électro-optique ainsi obtenu trouve avantageusement des applications dans un modulateur électro-optique de phase, un modulateur optique d’intensité et/ou un interféromètre de Mach-Zehnder. Le dispositif électro-optique ainsi obtenu trouve aussi des applications dans un coupleur directionnel actif à ondes évanescentes, comme par exemple un coupleur actif 2x2 sur substrat de niobate de lithium comprenant des électrodes disposées dans la zone de couplage par ondes évanescentes.
CARACTERISATION DU COMPORTEMENT NON-LINEAIRE D’UN GUIDE D’ONDE La présente description concerne la caractérisation du comportement non-linéaire d’un guide d’onde, en fournissant un dispositif et un procédé pour effectuer une telle caractérisation.
Un guide d’onde est dit à comportement linéaire lorsque l’amplitude complexe de champ d’une composante spectrale de rayonnement électromagnétique qui est transmise par ce guide d’onde, en sortie de celui-ci, est proportionnelle à l’amplitude complexe de champ que possède cette même composante spectrale lorsqu’elle est injectée en entrée dans le guide d’onde. La valeur d’indice qui est effective pour déterminer la longueur du chemin optique dans le guide d’onde entre son entrée et sa sortie est alors indépendante de l’intensité de la composante spectrale considérée. Mais plusieurs mécanismes d’interaction du rayonnement électromagnétique avec un milieu de propagation sont connus, qui procurent un comportement non-linéaire à un guide d’onde qui est constitué à partir de ce milieu de propagation. L’effet Kerr non-linéaire, l’absorption à deux photons et l’absorption par porteurs libres figurent parmi ces mécanismes qui produisent des comportements non-linéaires. Ainsi, des variations d’une puissance locale et d’une phase locale d’une composante spectrale de rayonnement électromagnétique qui se propage dans un guide d’onde sont régies par les deux équations différentielles suivantes : Dans ces équations qui sont connues de l’Homme du métier : x est une coordonnée longitudinale du guide d’onde, parallèlement à la direction de propagation guidée du rayonnement dans ce guide d’onde, P est la puissance locale de la composante spectrale de rayonnement électromagnétique, qui est fonction de la coordonnée longitudinale x, Φ est la phase locale de la composante spectrale de rayonnement électromagnétique, qui est aussi fonction de la coordonnée longitudinale x, α est le coefficient d’absorption linéaire («linear absorption coefficient» en anglais) du guide d’onde, γ est le coefficient d’effet Kerr non-linéaire («non-linear Kerr coefficient» en anglais) du guide d’onde, β TPA est le coefficient d’absorption à deux photons («two-photon absorption coefficient» en anglais) du guide d’onde, μ FCA est le coefficient d’absorption par porteurs libres («free-carrier absorption coefficient» en anglais) du guide d’onde, A eff est la surface effective de section transversale de mode («effective mode cross-sectional area» en anglais) de la composante spectrale du rayonnement électromagnétique dans le guide d’onde, et μ est un paramètre sans dimension qui quantifie l’effet de la dispersion qui est provoquée par les porteurs libres du milieu de propagation à l’intérieur du guide d’onde. On pourra si besoin se reporter à l’une des publications scientifiques disponibles qui expliquent ces deux équations différentielles.
Or de nombreuses applications utilisent des guides d’onde en nécessitant de connaître leurs comportements non-linéaires avec une précision suffisante. Parmi de telles applications, on peut citer le transfert de rayonnements laser de fortes puissances, des calculateurs optiques neuromorphiques ou quantiques, des capteurs environnementaux, etc. Mais, la plupart des méthodes qui sont disponibles à ce jour pour caractériser le comportement non-linéaire d’un guide d’onde fournissent des niveaux de précision de caractérisation qui sont insuffisants. L’une des principales difficultés provient du fait que les effets du comportement non-linéaire d’un guide d’onde apparaissent en général en superposition avec les effets de son comportement linéaire, alors que ces derniers peuvent être plus importants ou beaucoup plus importants que ceux du comportement non-linéaire. Dans l’interprétation des mesures de caractérisation du comportement d’un guide d’onde, il faut alors distinguer des contributions du comportement non-linéaire de contributions du comportement linéaire. Notamment, une variation que subit la phase Φ du rayonnement entre l’entrée dans le guide d’onde et la sortie du guide d’onde, est l’addition d’une contribution de comportement linéaire, en général la plus grande, et d’une contribution de comportement non-linéaire, en général plus petite. A cause de cela, chaque contribution de comportement non-linéaire qui est évaluée à partir de résultats de mesures de phase est affectée d’une incertitude importante.
En particulier, l’article intitulé «Heterodyne interferometry applied to the characterization of nonlinear integrated waveguides», Optics Letters, Vol. 45, No. 18, pp. 5053-5056, 15 septembre 2020, décrit de caractériser le comportement non-linéaire d’un guide d’onde en insérant ce guide d’onde dans l’un des deux chemins optiques d’un interféromètre de Mach-Zehnder. Mais cette méthode de caractérisation présente les inconvénients suivants : - parce qu’il est nécessaire d’utiliser une source de rayonnement à impulsions très courtes pour atteindre des niveaux suffisants de puissance lumineuse instantanée, il est indispensable d’ajuster la longueur du chemin optique de l’interféromètre dans lequel le guide d’onde n’est pas inséré pour qu’elle soit sensiblement égale à celle de l’autre chemin optique dans lequel le guide d’onde est inséré. Un tel ajustement permet que deux parties d’une même impulsion lumineuse interfèrent l’une avec l’autre après s’être propagées séparément dans les deux chemins optiques de l’interféromètre de Mach-Zehnder. Mais cet ajustement de longueur de chemin optique est fastidieux, difficile et long, en nécessitant des équipements optoélectroniques et des appareils de mesure ultra-rapides. A cause de cela, cette méthode de caractérisation est laborieuse et onéreuse en prix de revient ; et - comme indiqué plus haut, la soustraction de la contribution du comportement linéaire du guide d’onde aux résultats de mesure de variations de la phase réduit la précision qui est accessible pour caractériser la contribution du comportement non-linéaire du guide d’onde à ces variations de phase.
Problème technique A partir de cette situation, un but de la présente invention est de permettre de caractériser le comportement non-linéaire d’un guide d’onde en réduisant ou supprimant certaines au moins des difficultés qui viennent d’être rappelées pour les méthodes antérieures.
Plus précisément, l’invention a pour but de caractériser le comportement non-linéaire d’un guide d’onde, avec une précision qui soit améliorée par rapport aux méthodes antérieures.
Elle a aussi pour but de fournir une méthode de caractérisation qui soit plus rapide, plus facile et moins onéreuse à mettre en œuvre que les méthodes antérieures.
Notamment, l’invention peut avoir pour but de fournir des valeurs numériques pour le coefficient d’effet Kerr non-linéaire d’un guide d’onde, et si possible aussi pour son coefficient d’absorption à deux photons et/ou son coefficient d’absorption par porteurs libres.
Pour atteindre l’un au moins de ces buts ou un autre, un premier aspect de l’invention propose un nouveau dispositif pour caractériser un comportement non-linéaire d’un guide d’onde, appelé guide d’onde à analyser, qui comprend : - un interféromètre à deux chemins optiques s’étendant chacun entre une entrée optique de l’interféromètre et une zone de superposition, cet interféromètre étant adapté pour que le guide d’onde à analyser soit inséré dans l’un au moins des chemins optiques pour une caractérisation du guide d’onde à analyser, et l’interféromètre comprenant un diviseur de faisceau agencé de sorte que deux parties d’un rayonnement qui est injecté dans l’entrée optique se propagent respectivement une-à-une dans les deux chemins optiques puis interfèrent l’une avec l’autre dans la zone de superposition, en ayant des valeurs respectives de puissance qui sont différentes ; - une source de rayonnement, adaptée pour produire un rayonnement qui possède une valeur variable de puissance, et agencée pour injecter le rayonnement dans l’entrée optique de l’interféromètre pendant la caractérisation du guide d’onde à analyser ; et - un système de photodétection, agencé pour mesurer une amplitude et un déphasage d’un état d’interférence du rayonnement qui existe dans la zone de superposition pendant la caractérisation du guide d’onde à analyser.
Selon l’invention, les deux chemins optiques possèdent une portion commune de chemin optique dans laquelle le guide d’onde à analyser est destiné à être inséré pour sa caractérisation, et ces deux chemins optiques sont tels que les parties du rayonnement qui se propagent respectivement dans l’un et l’autre des deux chemins optiques, circulent dans le guide d’onde à analyser selon des sens de propagation respectifs qui sont opposés. Autrement dit, l’interféromètre qui est utilisé selon l’invention pour caractériser le comportement non-linéaire du guide d’onde à analyser est un interféromètre de Sagnac.
Pour une efficacité anti-crash maximale, la géométrie de l’agencement de siège anti-crash est telle que le baquet ne touche pas le plancher lorsque l’absorbeur d’énergie est totalement étendu, en fin de crash. Ainsi, l’absorption d’énergie est assurée uniquement par l’absorbeur, selon un profil de décélération maîtrisé, alors qu’un contact avec le plancher avant la fin du crash induirait un pic de décélération non maîtrisé et dangereux.
L’invention, son fonctionnement et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit, avec des exemples de réalisation non limitatifs illustrés par les figures annexées.
Sur les figures, sont représentées trois directions orthogonales de référence, attachées à l’aéronef : la direction X est dite longitudinale. Elle correspond à l’axe de roulis de l’aéronef. Les termes avant, arrière, antérieur, postérieur, se référent à cette direction. la direction Y est dite transversale. Elle correspond à l’axe de tangage de l’aéronef. Les termes latéral, transversal, côté, se référent à cette direction. la direction Z est dite d’élévation. Elle correspond à l’axe de lacet de l’aéronef. Les termes supérieur, inférieur, haut, bas, sommet, base, au-dessus, au-dessous, se référent à cette direction.
Dans un but de simplification de la description, l’aéronef est représenté en vol horizontal, c’est-à-dire que la direction X est longitudinale, la direction Y est transversale, et la direction Z est verticale.
Les termes proximal et distal sont toujours utilisés en référence au caisson, même en cas d’omission de cette précision.
Le mot occupant désigne indifféremment un pilote ou un copilote ou encore un passager transporté, assis dans le baquet de l’agencement de siège objet de la présente invention.
Sur les figures, les traits pleins correspondent à la position des éléments avant crash, et les traits pointillés à leur position après crash.
La « direction » d’un bras désigne l’angle formé, dans un plan transversal et vertical YZ, par la droite passant par les deux articulations dudit bras avec la direction transversale Y.
La référence 10 désigne un aéronef, partiellement ou non représenté selon les figures, notamment un aéronef à voilure tournante dans les exemples choisis.
montre une vue schématique en perspective arrière de l’agencement objet de l’invention, comportant le baquet, le dispositif de fixation et d’absorption, et le caisson central lié au plancher de la cabine.
schématise la cinématique du siège selon l’invention, vue en coupe arrière, en montrant les conformations initiale, en traits pleins, et finale, en traits pointillés, de l’agencement de siège anti-crash au cours d’un crash.
montre, dans une vue en coupe de dessus, le bras supérieur et les ferrures supérieures du caisson et du baquet, ledit bras supérieur étant en position horizontale.
montre, dans une vue en coupe arrière, l’agencement de siège anti-crash dans sa position initiale avant crash, en détaillant les bras supérieur et inférieur, et les ferrures supérieures et inférieure respectives du caisson et du baquet.
montre, dans une vue en coupe de dessus, le bras inférieur et les ferrures inférieures respectives du caisson et du baquet, le bras inférieur étant en position horizontale.
montre une vue en coupe arrière d’un caisson latéral et de la structure primaire.
illustre schématiquement, en coupe arrière, un autre mode de réalisation dans lequel les deux bras ne sont pas parallèles, ce qui introduit une légère bascule du baquet vers le caisson au cours de son mouvement de descente en cas de crash.
Dans une réalisation particulière, la distance séparant les deux axes d’articulation de chaque bras, désignée « longueur » du bras dans la suite du texte, est la même pour les deux bras. Le quadrilatère est alors un parallélogramme. Dans ce cas, le plan médian du siège reste vertical au cours de la descente du siège.
Dans une autre réalisation, la longueur du bras supérieur est plus faible que celle du bras inférieur. Dans ce cas, le baquet s’incline légèrement vers le caisson au cours de la descente du siège lors d’un crash. En d’autres termes, le sommet du dossier se rapproche significativement du caisson au fur et à mesure que le baquet descend lors d’un crash. L’intérêt d’une telle configuration est d’éloigner, pendant la descente du baquet, la tête de l’occupant des éléments latéraux de structure de la cabine, en particulier d’un éventuel montant latéral situé de côté de l’occupant, afin de réduire les risques de blessures graves et ainsi augmenter les chances de survie de l’occupant du siège en cas de crash.
Dans une autre réalisation, les deux bras ne sont pas parallèles, ce qui introduit également une légère bascule du siège vers le caisson au cours de son mouvement de descente en cas de crash.
On notera que ces deux modes de réalisation, à savoir bras non parallèles dans le premier mode, et bras de longueurs différentes dans le second mode, peuvent être combinés pour augmenter l’effet de basculement du siège au cours de sa descente, ou bien pour obtenir une cinématique de descente particulière, en fonction des objectifs et des contraintes de conception.
Absorbeur d’énergie Dans une réalisation préférée, l’absorbeur d’énergie est un absorbeur linéaire dit « à billes », de type connu et commercialisé, tel que décrit par exemple dans le document FR2741923A1. Ce type d’absorbeur, de forme longiligne et cylindrique, absorbe l’énergie du crash par déformation de son enveloppe cylindrique métallique par des billes de grande dureté entraînées par une tige coulissant à l’intérieur de l’enveloppe cylindrique et actionnée par la descente du baquet. Un tel absorbeur fonctionne en traction. Son extrémité supérieure est fixée du côté du caisson, et son extrémité inférieure est fixée du côté du baquet, de sorte qu’il est sollicité en traction lors d’un crash puisque qu’il est conçu pour fonctionner en traction.
Dans un mode de réalisation, l’absorbeur d’énergie est rotulé à ses deux extrémités de façon à travailler uniquement selon son axe longitudinal, sans subir de moments parasites, même s’il n’est pas exactement disposé dans le plan perpendiculaire aux axes de pivotement, en raison, par exemple, de contraintes de conception particulières.
Dans d’autres réalisations, on peut utiliser tout type d’absorbeur linéaire de l’Etat de la technique, absorbant l’énergie par déformation plastique d’un matériau métallique ou élastomère, ou bien par friction, ou encore par laminage d’un fluide. L’absorbeur doit être installé dans le dispositif de liaison et de guidage de sorte qu’il soit sollicité dans son sens de fonctionnement nominal, soit en traction, soit en compression, selon le type d’absorbeur.
En synthèse, selon les différents modes possibles de réalisation, la liaison de l’absorbeur présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : au moins l’une quelconque des extrémités de l’absorbeur d’énergie est montée articulée sur l’un quelconque des bras et autour de la direction longitudinale, au moins l’une quelconque des extrémités de l’absorbeur d’énergie est montée articulée sur le caisson et autour de la direction longitudinale. au moins une quelconque des extrémités de l’absorbeur d’énergie est montée articulée sur le baquet autour de la direction longitudinale.
Dans une variante de réalisation, l’absorbeur d’énergie est de type rotatif, comportant une partie non tournante appelée stator et une partie tournante appelée rotor, le rotor et le stator étant respectivement fixés sur des éléments distincts de l’agencement de siège anti-crash. A titre d’exemple et de façon non limitative, on peut mentionner un agencement dans lequel le stator est fixé au caisson et le rotor à l’un des bras, ou bien un agencement dans lequel le stator est fixé sur un bras, et le rotor sur le baquet. Et toute autre combinaison peut être viable si elle est correctement dimensionnée pour apporter l’absorption d’énergie requise et supporter les efforts induits.
Second objet de l’invention Un deuxième objet de la présente invention est un aéronef apte à accueillir l’agencement de siège anti-crash faisant le premier objet de la présente invention.
Dans un aéronef selon l’invention, la structure primaire, l’atterrisseur, l’agencement de siège anti-crash et toutes leurs liaisons respectives sont conçus pour supporter de façon homogène l’ensemble des charges exercées sur le baquet au cours d’un atterrissage dur ou d’un crash.
Dans une réalisation particulière, l’aéronef est remarquable en ce que, sa structure primaire inférieure comporte un longeron central caissonné s’étendant longitudinalement, la caisson de l’agencement de siège anti-crash est transversalement central, et ses parois latérales gauche et droite prolongent rigidement, dans une direction d’élévation, les parois latérales gauche et droite respectives du longeron central caissonné, afin de transférer directement à la structure primaire inférieure les efforts en provenance du siège. La maîtrise du dimensionnement s’en trouve améliorée.
Dans une autre réalisation particulière, l’aéronef est remarquable en ce que, la structure primaire comporte au moins un montant latéral de cabine, le caisson de l’agencement de siège anti-crash s’étend sensiblement verticalement le long dudit montant latéral de cabine, et est rigidement lié audit montant, afin que le caisson et le montant latéral contribuent ensemble à la rigidification de la cabine et à l’ancrage du siège.
Fonctionnement de l’invention Tant que les efforts transmis par le baquet restent en dessous d’un seuil prédéterminé, correspondant notamment à la réglementation AC27-1B, l’absorbeur d’énergie ne subit aucun allongement et verrouille le quadrilatère dans sa position initiale, empêchant ainsi le baquet de descendre.
Lorsque les efforts transmis par le baquet atteignent ledit seuil prédéterminé, l’absorbeur d’énergie commence à subir une déformation plastique sous l’effet des efforts s’exerçant sur lui, lesdits efforts étant uniquement axiaux puisque les deux extrémités de l’absorbeur sont montées pivotantes, ou même rotulées. Ladite déformation plastique absorbe de l’énergie et maintient sensiblement constant le niveau d’effort, et donc d’accélération, dans l’agencement de siège anti-crash pendant toute la durée du crash, conformément à la réglementation AC27-1B.
En même temps que l’absorbeur d’énergie s’allonge, la quadrilatère se déforme et le baquet descend.
La montre un mode de réalisation d’un capteur lidar 200.
Le capteur lidar 200 a un corps de lidar 202 muni d’un verre lidar 204. Le système de nettoyage 100 a un rail 106 sur lequel coulisse le bras de nettoyage 102 du système de nettoyage par rapport au verre lidar 204. En outre, le capteur lidar 200 a une zone de visibilité lidar 206 pour l’envoi et la réception, par le capteur lidar 200.
La est une vue en coupe du capteur lidar 200 de la . Le bras de nettoyage 102 du système de nettoyage 100 a une lèvre 103 pour nettoyer le verre 204 du lidar. La plage de vision 206 est suggérée en perspective.
La montre un mode de réalisation d’une unité d’actionnement 10. L’unité d’actionnement 10 est fixée au système de nettoyage 100. Le système de nettoyage 100 est monté coulissant sur un rail 106 par rapport au verre 204 du lidar.
La est une vue en coupe de l’unité d’actionnement 10 de la . Comme le montre la , l’organe de réglage est en forme de mécanisme à crochet d’enclipsage. Ainsi, une force 14 dans la première direction 16 permet d’installer le bras de nettoyage 102 dans le système de nettoyage 100 de façon que le crochet d’enclipsage pénètre selon la seconde direction 18 dans l’évidement 104 du système de nettoyage. Le système de nettoyage 100 est monté sur un rail 106.
La montre une unité d’actionnement 10 installée sur le système de nettoyage 100. Le système de nettoyage 100 est mobile par rapport au capteur lidar 200, notamment au verre de lidar 204, par coulissement sur un rail 106. Le capteur lidar 200 a une plage de vision 206.
La montre une unité d’actionnement 10 avec un organe de réglage 12. L’organe de réglage 12 a un point de renvoi 20. Un bras 22 prévu au point de renvoi se compose d’une première partie 24 et d’une seconde partie 26. Une force 14 exercée dans la première direction 16 peut être modifiée avec le point de renvoi 20 en orientant la direction de la force 14 dans une seconde direction 18. Ainsi, le bras de nettoyage 102 pourra être détaché ou fixé au système de nettoyage 100 par l’unité d’actionnement 10.