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DISPOSITIF OPTOELECTRONIQUE DE DEFORMATION A LA DEMANDE D’UNE PORTION CRISTALLINE SEMICONDUCTRICE COUPLEE OPTIQUEMENT A UN GUIDE D’ONDE Le domaine de l’invention est celui des dispositifs optoélectroniques, tels que les diodes émissives, les photodiodes et les modulateurs optiques, comportant une portion cristalline semiconductrice pouvant être mise en contrainte à la demande, de manière contrôlée et réversible, par des bras suspendus. L’invention trouve une application dans les circuits photoniques intégrés, en particulier dans le cadre de la technologie dite photonique sur silicium.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans diverses applications optoélectroniques, il peut être avantageux d’utiliser une portion cristalline semiconductrice présentant une contrainte mécanique souhaitée, par exemple en tension. C’est le cas notamment de certaines sources de lumière dont la zone active (amplification optique ou jonction semiconductrice) présente, hors contraintes mécaniques, une structure de bandes d’énergie indirecte, celle-ci étant alors rendue directe par l’application d’une contrainte mécanique en tension suffisante. La portion cristalline semiconductrice peut être un matériau cristallin à base de germanium, comme par exemple du germanium étain Ge 1-x Sn x .
A ce titre, le document EP3745473A1 décrit un dispositif optoélectronique, par exemple une diode laser, comportant une portion cristalline semiconductrice, couplée optiquement à un guide d’onde, et mise en contrainte par une structure de déformation suivant un axe principal. La structure de déformation est formée d’un substrat support, d’une couche mince intercalaire, et d’une couche mince semiconductrice. La couche mince intercalaire est gravée localement pour former une cavité, et la couche mince semiconductrice est structurée pour former deux bras suspendus au-dessus de la cavité et reliés entre eux par une partie centrale. Celle-ci est une zone optiquement active, et forme ici le milieu à gain de la diode laser. Elle est située dans une cavité optique délimitée par deux miroirs de Bragg réalisés dans la couche mince structurée.
Dans cet exemple, la partie centrale est mise en tension par les bras tenseurs suivant l’axe longitudinal de ces derniers. Comme l’explique notamment l’article de Süess et al. intitulé Analysis of enhanced light emission from highly strained germanium microbridges , Nature Photon. 7 , 466-472 (2013), du fait de la forme des bras dans le plan principal (parallèle au substrat support), la suspension des bras tenseurs au-dessus du substrat support conduit à une augmentation de la tension résiduelle de la partie centrale de la couche mince structurée. Ainsi, lorsque celle-ci est réalisée à base de germanium, la partie centrale peut alors présenter une tension mécanique suffisante suivant l’axe principal pour rendre directe sa structure de bandes.
Ainsi, la valeur finale de la tension mécanique subie par la partie centrale reste constante et ne peut être ensuite ajustée. Elle dépend essentiellement des dimensions des bras tenseurs et en particulier du rapport d’aspect ‘longueur sur largeur’ de ces derniers. Il n’est donc pas possible de contrôler à la demande la valeur des contraintes mécaniques subies par la partie centrale, ce qui permettrait d’optimiser les performances du dispositif optoélectronique, que ce soit en cours de fonctionnement du dispositif, ou que ce soit pour tenir compte du type du dispositif optoélectronique (diode émissive, photodiode…).
L’invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, et plus particulièrement de proposer un dispositif optoélectronique adapté à déformer, à la demande, de manière contrôlée et réversible, une portion cristalline semiconductrice couplée optiquement à un guide d’onde.
Pour cela, l’objet de l’invention est un dispositif optoélectronique : une structure de déformation d’une portion cristalline semiconductrice, comportant un empilement de : un substrat support ; puis une couche mince intercalaire délimitant une cavité dans un plan parallèle à celui du substrat support ; puis une couche mince structurée, reposant sur la couche mince intercalaire, comportant au moins deux bras suspendus au-dessus de la cavité, s’étendant longitudinalement suivant un même axe principal ; la portion cristalline semiconductrice, reposant sur les deux bras, et s’étendant longitudinalement suivant l’axe principal ; un guide d’onde, couplé optiquement à la portion cristalline semiconductrice.
Selon l’invention, le dispositif optoélectronique comporte un dispositif électrique de déformation, adapté à déformer à la demande la portion cristalline semiconductrice suivant l’axe principal, comportant : une source électrique, adaptée à générer un signal électrique de commande ; et un circuit électrique, connecté à la source électrique, et adapté à générer dans les bras, en réponse au signal électrique de commande, un champ électrique ou un champ de température, induisant une déformation, suivant l’axe principal, des bras et donc de la portion cristalline semiconductrice.
La portion cristalline semiconductrice peut présenter une partie centrale située entre deux parties d’extrémité qui reposent sur les bras, la partie centrale présentant une largeur moyenne inférieure à celle des parties d’extrémité.
La portion cristalline semiconductrice peut présenter une partie centrale située entre deux parties d’extrémité qui reposent sur les bras, la partie centrale présentant une largeur moyenne inférieure à celle des bras.
Le substrat support peut être réalisé à base de silicium, et la portion cristalline semiconductrice peut être réalisée à base de germanium.
Avantageusement, l’agent d’extraction anionique est le nitrate de méthyl trialkyl ammonium. Par exemple, l’agent d’extraction anionique peut être le nitrate de méthyl trioctyl ammonium.
L’agent d’extraction cationique est de préférence choisi dans le groupe composé des dérivés alkyl-phosphoniques, des dérivés alkyl-phosphiniques et de leurs mélanges, par exemple l’ester mono-2-éthylhexyle de l’acide 2-éthylhexylphosphonique (HEH(EH)P), le trihexyltetradecylphosphonium bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinate (connu sous le nom commercial de CYANEX ® 272), un mélange d’acide phosphonique et d’acide phosphinique (connu sous le nom commercial de CYANEX ® 572).
Les agents d’extraction ont une concentration dans les solvants qui permet de conserver une viscosité inférieure à 20 cP, de préférence une concentration comprise entre 0,1 et 2 mol/L, préférentiellement entre 0,5 et 1,5 mol/L pour les acides organophosphorés, et entre 0,1 et 0,8 mol/L, et de préférence entre 0,3 et 0,6 mol/L pour les ammonium quaternaires.
Les solvants S1 et S2 peuvent comprendre en outre des hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques de 5 à 16 atomes de carbone, et optionnellement au moins un modifieur choisi parmi les alcools gras.
Les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques peuvent être des diluants qui permettent de solubiliser les agents d’extraction, et qui ne modifient pas leurs propriétés chimiques.
Comme hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques, on peut citer l’hexane, l’heptane, le kérosène, le toluène, le benzène, le Solvesso ™ 150 (hydrocarbure aromatique), les cétones et les alcools.
L’invention peut être réalisée dans une batterie de mélangeurs-décanteurs liquide-liquide multi-étages ou dans une colonne d’extraction liquide-liquide multi-étages, fonctionnant de préférence à contre-courant.
Le procédé de l’invention est de préférence réalisé à une température comprise entre 20°C et 90°C. Cette température est préférentiellement inférieure au point éclair du mélange.
Le procédé selon l’invention permet de réduire les quantités de base et d’acide mises en œuvre dans le procédé.
La est une représentation schématique du procédé selon l’invention correspondant à l’exemple 1, dans deux batteries d’extraction liquide-liquide.
La est une représentation schématique du procédé correspondant à l’exemple comparatif 1, dans deux batteries d’extraction liquide-liquide.
La est une représentation schématique du procédé selon l’invention correspondant à l’exemple 2, dans deux batteries d’extraction liquide-liquide.
La est une représentation schématique du procédé correspondant à l’exemple comparatif 2, dans deux batteries d’extraction liquide-liquide.
La est une représentation schématique du procédé selon l’invention correspondant à l’exemple 3, dans trois batteries d’extraction liquide-liquide.
La est une représentation schématique du procédé correspondant à l’exemple comparatif 3, dans deux batteries d’extraction liquide-liquide.
Dans le mode de réalisation représenté, la partie d’engagement 7 comporte six doigts 8, à savoir trois paires de doigts 8.
Les doigts 8 s’étendent selon une direction parallèle à l’axe central A1 du corps 61. Chaque doigt 8 a une région de base 80 adjacente au corps 61 et au niveau de laquelle le doigt 8 est raccordé au corps 61, et une extrémité libre 81 opposée.
En particulier, les doigts 8 sont positionnés de telle sorte que leurs axes longitudinaux appartiennent à un cylindre imaginaire dont l’axe est coaxial à l’axe central A1, et ils entourent ainsi l’espace de réception 10.
Dans le mode de réalisation représenté, chaque doigt 8 a une section transversale sensiblement trapézoïdale, dont les petit et grand côtés 82, 83 sont en fait des portions de cylindre dont l’axe est coaxial à l’axe central A1. Le diamètre du grand côté 83 est égal au diamètre extérieur du corps 61 et le diamètre du petit côté 82 est au moins légèrement supérieur au diamètre de l’extrémité libre du second élément 5. Les deux côtés latéraux de chaque bras 8 présentent chacune une face latérale 84 plane qui appartient à un plan dans lequel s’étend l’axe central A1. Chaque rainure 9 est délimitée latéralement par deux faces latérales 84 d’une paire de doigts 8.
L’extrémité libre 81 est biseautée de façon à présenter au moins une surface d’extrémité 81a inclinée à la fois par rapport au plan de la face latérale 84 respective et par rapport à un plan transversale perpendiculaire à l’axe central A1 de façon à élargir la rainure 9 respective à l’entrée de cette dernière et à être tournée vers l’axe central A1.
Comme indiqué ci-dessus, deux doigts 8 d’une même paire sont espacés l’un de l’autre dans la direction circonférentielle de la partie corps 6 de manière à délimiter entre eux une rainure 9.
Ainsi, dans le mode de réalisation représenté la partie d’engagement 7 comporte trois rainures 9. Chaque rainure 9 a une extrémité proximale 90 fermée côté partie corps 6 et une extrémité distale 91 ouverte au niveau des extrémités libres 81 des doigts 8. En raison de la forme biseautée desdites extrémités libres 81, chacune rainure 9 a une extrémité distale 91 élargie.
Les paires de doigts 8, et donc les rainures 9, sont réparties à intervalles angulaires réguliers le long de la circonférence de la partie corps 6. Ainsi, les rainures 9 sont espacées angulairement les unes des autres de 120 degrés. Il convient de souligner que, dans le cas où la partie d’engagement 7 comporterait deux paires de doigts 8, les rainures 9 seraient de préférence diamétralement opposées, avec un espacement angulaire de 180 degrés entre elles. De même, dans le cas où la partie d’engagement 7 comporterait quatre paires de doigts 8, les rainures 9 seraient de préférence espacées angulairement de 90 degrés.
Chaque rainure 9 est destinée à recevoir un obstacle orienté radialement vers l’extérieur et solidaire du second élément 5. Les deux doigts 8 d’une même paire sont définis pour pincer cet obstacle radial entre ceux-ci.
L’écartement entre les doigts 8 d’une même paire ainsi que les propriétés de déformation élastique et de raideur des doigts 8 sont prévus pour que chaque doigt 8 présente une forte rigidité transversale et une rigidité radiale moindre.
On souligne ici que l’on entend par « rigidité transversale » la rigidité d’un doigt 8 dans la direction circonférentielle, et l’on peut considérer qu’elle équivaut à la rigidité dans la direction tangente audit cylindre imaginaire auquel appartient l’axe longitudinal du doigt 8, laquelle tangente est prise en un point appartenant audit axe longitudinal, et que l’on entend par « rigidité radiale » la rigidité d’un doigt 8 dans une direction passant par l’axe central A1 et l’axe longitudinal du doigt 8 et appartenant à un plan transversal perpendiculaire à l’axe central A1.
La forte rigidité transversale permet d’obtenir le pincement d’un obstacle radial reçu dans la rainure 9 tout en évitant une déformation des doigts 8 dans la direction circonférentielle lors de la transmission d’un mouvement de rotation de l’élément menant à l’élément mené. La rigidité radiale moindre autorise les doigts 8 à se déformer élastiquement radialement, autrement dit vers l’extérieur de la pièce d’accouplement 1, ce qui favorise la tolérance aux écarts angulaires et coaxiaux.
Ces caractéristiques peuvent être déterminées, en fonction de l’application considérée, par l’homme du métier à l’aide d’un logiciel de calcul, par exemple de calcul par éléments finis, bien connus dans la technique.
Les paires de doigts 8 sont positionnées sur le pourtour de l’espace de réception 10 à l’intérieur de la partie d’engagement 7. L’espace de réception 10 est donc un espace de forme cylindrique donc l’axe central coïncide avec l’axe central A1 de la partie corps 6. Cet espace de réception 10 a une extrémité ouverte côté extrémité libre 81 des doigts 8.
De préférence, la pièce d’accouplement 1 est réalisée en acier à ressort, type 45 SCD 6 par exemple.
Si l’on se réfère aux Figures 3 à 6, on peut voir que l’on y a représenté le dispositif d’accouplement 2, en position d’utilisation sur les Figures 3, 5 et 6, dans laquelle la pièce d’accouplement 1, rendue solidaire du premier élément 3, coopère avec la partie de transmission 4 rendue solidaire du second élément 5 et ainsi apte à tourner autour d’un axe de rotation A2 coaxial à l’axe de rotation du second élément 5.
Selon une deuxième variante, les compositions selon l’invention se trouvent sous forme solide.
Par « composition solide », on désigne une composition qui ne s’écoule pas sous son propre poids à 25 °C et pression atmosphérique, au bout d’une heure. La composition peut ainsi se trouver sous une forme solide en pot, en palette ou encore sous la forme d’un bâton.
Protocole de mesure de la dureté d’une composition sous forme de bâton
La composition sous forme de bâton est conservée à 20 °C pendant 24 heures avant la mesure de la dureté.
La mesure est réalisée à 20 °C et consiste à couper transversalement un bâton de produit, de préférence cylindrique de révolution, à l’aide d’un fil rigide de tungstène de diamètre 250 µm en déplaçant le fil relativement au stick à une vitesse de 100 mm/min.
La dureté des échantillons de compositions de l’invention, exprimée en Nm-1, est mesurée au moyen d’un dynamomètre DFGS2 commercialisé par la société Indelco-Chatillon.
La mesure est reproduite trois fois puis moyennée. La moyenne des trois valeurs lues au moyen du dynamomètre mentionné ci-dessus, notée Y, est donnée en grammes. Cette moyenne est convertie en Newton puis divisée par L qui représente la dimension la plus élevée traversée par le fil. Dans le cas d’un bâton cylindrique, L est égal au diamètre (en mètres). La dureté est convertie en Nm-1 par l’équation ci-contre (Y x 10-3 x 9.8) / L.
Selon cette méthode de mesure, la composition selon l’invention, quand elle est sous forme solide, présente avantageusement une dureté à 20 °C et à pression atmosphérique, comprise entre 80 et 200 Nm-1, et de préférence entre 100 et 200 Nm-1, encore plus particulièrement entre 100 et 150 Nm-1, voire 130 Nm-1.
Une composition selon l’invention peut être plus particulièrement une composition de maquillage et/ou de soin de la peau et/ou des lèvres, en particulier des lèvres.
De préférence, la composition selon l’invention est une composition cosmétique de maquillage des lèvres.
Une composition selon l’invention peut constituer un rouge à lèvres liquide pour les lèvres, un produit de maquillage du corps, un produit de soin du visage ou du corps ou un produit antisolaire.
Une composition de l’invention est notamment une composition destinée à être appliquée sur une matière kératinique, en particulier les lèvres, comme par exemple un rouge à lèvres, un baume à lèvres ou un brillant à lèvres (gloss).
De préférence, une composition selon l’invention est un rouge à lèvres, un baume à lèvres ou un brillant à lèvres.
A titre illustratif des formulations liquides, on peut notamment citer les gloss ou les encres pour les lèvres.
La composition selon l’invention peut être appliquée de préférence à l’aide d’un applicateur, en particulier d’un applicateur plongeant, par exemple à l’aide d’un applicateur floqué plongeant.
Selon un autre de ses aspects, la présente invention concerne un procédé cosmétique de maquillage et/ou de soin des matières kératiniques, en particulier des lèvres, comprenant au moins une étape d’application sur lesdites matières kératiniques, en particulier sur lesdites lèvres, d’une composition telle que définie ci-dessus.
Le premier roulement peut reposer sur le carter par une ou des rondelles de précharge, ce qui permet de limiter le bruit. La ou les rondelles de précharge permettent de stabiliser la bague externe du premier roulement, ce qui permet d’éviter tout mouvement parasite.
L’arbre primaire peut être calé par rapport au carter au moyen d’une pluralité de cales, avec par exemple une cale tous les 50 µm, permettant de ménager un espacement avec le carter par exemple d’environ 30 µm.
Les deuxième et troisième roulements peuvent être montés en X. Deux roulements montés en X sont montés flottant à proximité l’un de l’autre. Chaque roulement est bloqué par une butée extérieure. Dans un montage en X, les efforts axiaux sont repris par des contacts de billes de roulement sur la piste extérieure, i.e. du côté opposé à l’entre-roulements, de la bague extérieure et sur la piste intérieure de la bague intérieure.
La surface externe de l’arbre primaire peut être chanfreinée afin de faciliter la mise en place du troisième roulement.
Le dispositif peut comporter une vis fixée dans le taraudage pour servir de contre-réaction lors du démontage et/ou remontage d’une roue de stationnement ou d’un troisième roulement de montage de l’arbre primaire sur le carter du dispositif.
Le taraudage ménagé dans l’arbre primaire permet d’utiliser cette vis comme outil d’appui sur la roue de stationnement ou sur le troisième roulement.
La vis peut comporter un filetage complémentaire du filetage du taraudage de l’arbre primaire.
La vis peut être enlevée après le remontage de la roue de stationnement ou du troisième roulement.
La vis peut venir en appui contre un élément d’appui lorsqu’elle est fixée dans le taraudage. L’élément d’appui peut avoir la forme d’une coupelle venant en appui contre la roue de stationnement ou d’un adaptateur venant en appui contre le troisième roulement. L’élément d’appui peut venir en appui contre une ou des zones d’appui spécifiques à l’avant de la roue de stationnement, afin de ne pas abîmer la roue de stationnement.
Le dispositif peut comporter un écrou de serrage permettant le serrage de la vis fixée dans le taraudage lorsqu’entraîné en rotation.
Le réducteur peut comporter un pignon taillé sur l’arbre primaire. Le pignon peut ne pas être rapporté sur l’arbre primaire. Il peut être taillé directement sur l’arbre primaire, ce qui permet d’améliorer la précision de la taille afin d’améliorer la durabilité de la pièce et réduire le bruit.
Un diamètre intérieur du deuxième roulement peut être choisi en fonction de la taille du pignon.
Le carter peut comporter une partie principale de carter entourant à la fois la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale de carter peut comporter une paroi de séparation s’étendant perpendiculairement à un axe de rotation du dispositif entre la machine électrique tournante et le réducteur. La partie principale de carter peut être d’un seul tenant, notamment y compris avec la paroi de séparation.
Le carter peut comporter une partie de chemise de carter venant fermer la partie principale de carter du côté de la machine électrique tournante. La partie de chemise peut comporter une paroi interne venant se loger dans la partie principale. La paroi interne de la partie de chemise peut être recouverte par la partie principale. La partie de chemise de carter peut être d’un seul tenant, notamment y compris avec la paroi interne.
La partie de chemise de carter est configuré pour recevoir un stator de la machine électrique tournante. Ledit stator peut être inséré par frettage dans la partie de chemise. La partie de chemise peut porter un onduleur du dispositif. L’onduleur du dispositif peut être placé du côté de la partie de chemise.
Le carter peut comporter une partie de capot de carter venant fermer la partie principale de carter du côté du réducteur. La partie de capot de carter peut être d’un seul tenant.
Les pièces à assembler 2, 3, 4 peuvent présenter de nombreuses formes, quelques-unes étant illustrées à titre d’exemple sur les figures. Elles peuvent être coniques, cylindriques, de révolution ou non, avec ou sans apex (sommet d’un cône) ou une combinaison de formes concave/convexe.
Lors de l’expansion du noyau 1, selon leur forme, les pièces à assembler 2, 3, 4 peuvent avoir tendance à vouloir se déplacer les unes par rapport aux autres et/ou par rapport au noyau 1. De même, le noyau 1 peut également avoir tendance à vouloir se déplacer par rapport aux pièces à assembler 2, 3, 4. Cela se produit notamment lorsque les pièces à assembler 2, 3, 4 sont coniques, tronconiques ou en forme de demi-tonneau.
Dans ce cas, il est nécessaire de verrouiller les pièces à assembler 2, 3, 4 et/ou le noyau 1 en position avant l’étape de chauffage afin de les maintenir en place lors de leur expansion respective. Ce verrouillage peut par exemple être réalisé au moyen d’un système de bridage 9 qui vient immobiliser les pièces à assembler 2, 3, 4 et/ou le noyau 1, ou au moyen d’un système de cales 10 venant empêcher leur déplacement. Les moyens de verrouillage utilisés dépendent de la forme des pièces à assembler 2, 3, 4 et du noyau 1. Comme il existe de très nombreuses possibilités de formes, il faut par conséquent utiliser des systèmes de bridage 9 et de cales 10 adaptés à chaque situation, mais sans que cela ne présente de réelle difficulté pour l’homme du métier.
Si les pièces à assembler 2, 3, 4 et le noyau 1 ne présentent pas de forme susceptible de provoquer leur déplacement lors de l’expansion du noyau 1, en se dilatant dans toutes les directions, l’expansion du noyau 1 peut générer un centrage automatique des pièces à assembler 2, 3, 4 avec le noyau 1. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire de verrouiller ou de maintenir les pièces à assembler 2, 3, 4 et/ou le noyau 1. C’est notamment le cas lorsque les pièces à assembler 2, 3, 4 et le noyau 1 sont de forme sensiblement cylindrique ou en forme de tonneau, avec le noyau 1 logé sensiblement au centre des pièces à assembler 2, 3, 4.
Le noyau 1 est préférentiellement monobloc, mais il peut également être en plusieurs parties, par exemple afin de faciliter le démoulage des pièces brasées, notamment si les pièces à assembler 2, 3, 4 présentent un apex ou une forme en contre-dépouille. On peut par exemple utiliser un noyau 1 comprenant des clés mobiles ou/et amovibles afin de braser des pièces présentant une forte contre-dépouille.
Chaînage de pneumatiques par moyens robotiques employant la vision tridimensionnelle L’invention concerne un système qui réalise un procédé de chaînage des pneumatiques à partir d’un groupe de pneumatiques dans un arrangement inconnu. Plus particulièrement, l’invention concerne un système automatique apte à chaîner les pneumatiques dans un emplacement cible quelconque, quel que soit les paramètres de l’emplacement cible et les paramètres variables de pneumatiques différents en cours d’arrangement.