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Procédé de fabrication d'un émetteur de lumière
Domaine technique
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un
émetteur de lumière. Elle concerne aussi l'émetteur obtenu par un tel
procédé.
Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière
non limitative celui des émetteurs de lumière miniaturisés tel un émetteur
multichip à Diodes Electroluminescentes micrométriques, pour des
applications telle que de la spectroscopie optique ou l'éclairage
multispectral.
Etat de la technique antérieure
Le concept d'émetteur de lumière telle qu'un émetteur LED
multichip existe depuis les années 2000 mais est exclusivement exploité
par l'industrie de l'éclairage.
Les enjeux de l'industrie de l'éclairage sont d'ordre colorimétrique et
photométrique : leur but est d'obtenir un maximum de flux, souvent
exprimé en lumen, et d'optimiser le rendu colorimétrique pour obtenir la
lumière blanche de la meilleure qualité possible en se basant sur l'Index de
Rendu Colorimétrique.
Le marché de l'éclairage demande un maximum de flux donné en
lumen. Ainsi les émetteurs multichip existant sur le marché maximisent
la densité de sources (ou chips , typiquement des micro-LEDs) dans la
lampe pour avoir plus d'intensité lumineuse et conçoivent des optiques
collectrices spécifiques. C'est notamment le cas du brevet US20120068198
déposé par Cree en 2011. Les points marquants de ce brevet sont le design
du positionnement des sources pour maximiser la densité de sources. Le
design est fait de manière à optimiser le rendement et obtenir un bon rendu
colorimétrique.
En éclairage, il s'agit la plupart du temps de sources haute-puissance
donc il y a de nombreuses problématiques thermiques à résoudre. Le design
des supports ou des procédés est souvent basé sur une optimisation de la
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dissipation thermique. Dans le brevet US20110198628, on peut voir qu'ils
collent directement chaque source sur la base métallique pour une
dissipation optimale de la chaleur et que le design est fait de façon à
optimiser les réflexions internes et donc le flux final en utilisant un PCB
(Printed Circuit Board) astucieusement travaillé. Il est également mentionné
la minimisation de la distance entre les sources pour avoir un meilleur
recouvrement entre les sources.
La maximisation de la densité de sources sur la surface d'un émetteur
multichip est donc une caractéristique essentielle pour l'homme du
métier pour ces différents exemples d'émetteurs multichip .
Le but de l'invention est de proposer un procédé pour fabriquer un
émetteur de lumière qui puisse s'adresser à d'autres marchés que celui de
l'éclairage, notamment à des marchés scientifiques tels que la spectroscopie
d'absorption ou de fluorescence, l'éclairage pour la microscopie ou
l'endoscopie, ou encore la communication par lumière visible (LIFI).
Exposé de l'invention
Cet objectif est atteint avec un procédé de fabrication d'un émetteur
de lumière comprenant plusieurs sources de lumière distinctes et un
support commun à toutes les sources, chaque source étant agencée pour
émettre un faisceau lumineux à une longueur d'onde dite de travail,
caractérisé en ce qu'il comprend :
- pour chaque source, une détermination d'une position de cette
source le long d'une direction de fixation, en fonction de
propriétés optiques (typiquement de dispersion chromatique ou
de préférence d'aberration chromatique) d'un multiplexeur
spectral prévu pour être associé à cet émetteur, de la longueur
d'onde de travail de cette source et d'un placement de l'émetteur
par rapport au multiplexeur, le multiplexeur spectral comprenant
un ensemble optique présentant des propriétés de dispersion
chromatique (de préférence d'aberration chromatique,
typiquement d'aberration chromatique d'une lentille et/ou d'un
prisme, de préférence d'aberration chromatique latérale) ; les
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positions de ces sources étant déterminées pour que, pour ce
placement de l'émetteur et pour ces positions des sources,
l'ensemble optique soit agencé pour rapprocher spatialement les
faisceaux lumineux des sources (grâce à ses propriétés de
dispersion chromatique ou de préférence d'aberration
chromatique) de sorte que le multiplexeur superpose
spatialement lesdits faisceaux lumineux,
- une fixation, le long de la direction de fixation, de chaque source
sur le support à sa position précédemment déterminée.
On peut fixer chaque source sur le support à sa position
précédemment déterminée de sorte que les sources soient réparties le long
de la direction de fixation par ordre croissant de longueur d'onde de travail.
Pour l'étape de fixation, on peut fixer le long de la direction de fixation
chaque source sur le support à sa position précédemment déterminée, de
sorte que toutes les sources considérées globalement soient réparties le
long de la direction de fixation par ordre croissant de longueur d'onde de
travail.
La fixation peut comprendre une fixation des sources sur au moins
deux axes de fixation parallèles s'étendant le long de la direction de
fixation. Parmi toutes les sources, deux sources ayant des positions voisines
le long de la direction de fixation ne sont de préférence pas fixées sur le
même axe de fixation. Dans le cas à plusieurs axes de fixation :
- chaque source peut avoir une forme de quadrilatère, de
préférence de carré ou de losange ; pour au moins une partie des
sources les unes à la suite des autres le long de la direction de
fixation, chaque source a de préférence une de ses diagonales de
sa forme de quadrilatère alignée sur un des axes de fixation ;
et/ou
- les sources peuvent être réparties sur les différents axes de
fixation de sorte qu'à chaque axe de fixation correspond un
intervalle de longueur d'onde de travail des sources réparties sur
cet axe, de sorte qu'il n'y a pas d'intersection entre les intervalles
de longueur d'onde de travail des différents axes de fixation ;
et/ou
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- pour chaque axe de fixation considéré individuellement, on peut
fixer le long de la direction de fixation chaque source de cet axe
sur le support à sa position précédemment déterminée, de sorte
que les sources de cet axe soient réparties le long de la direction
de fixation par ordre croissant de longueur d'onde de travail.
Dans ce cas, toutes les sources considérées globalement peuvent
ne pas être réparties le long de la direction de fixation par ordre
croissant de longueur d'onde de travail.
L'ensemble optique peut comprendre un système optique présentant
une aberration chromatique latérale, les positions des sources
correspondant à une utilisation hors d'axe du système optique.
Alternativement, l'ensemble optique peut comprendre un réseau de
diffraction.
La fixation de chaque source peut comprendre une saisie de la source
par une pointe aspirante, et un dépôt de la source par la pointe aspirante
sur le support. On peut recouvrir de colle le support avant le dépôt de
chaque source, et chaque source peut être déposée sur la colle.
L'émetteur peut comprendre une électronique de commande des
sources, agencée pour commander chaque source indépendamment des
autres sources.
Le procédé selon l'invention peut comprendre, après la fixation, une
association de l'émetteur avec le multiplexeur à son placement considéré
lors de la détermination des positions de sources.
Chaque source est de préférence quasi monochromatique.
Chaque source peut comprendre (de préférence peut consister en)
une diode électroluminescente.
Le support peut être solidaire d'une puce électronique munie de
pattes de connexion agencées pour fixer la puce sur un circuit électronique.
L'ensemble optique peut comprendre une lentille et/ou un prisme
et/ou un réseau de diffraction.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un
émetteur obtenu par un procédé de fabrication selon l'invention, ou un
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ensemble émetteur plus multiplexeur obtenu par un procédé de fabrication
selon l'invention.
Il est donc proposé un émetteur de lumière selon l'invention (de
préférence un ensemble de cet émetteur plus un multiplexeur comprenant
un ensemble optique présentant des propriétés de dispersion chromatique),
ledit émetteur comprenant plusieurs sources de lumière distinctes et un
support commun à toutes les sources, chaque source étant agencée pour
émettre un faisceau lumineux à une longueur d'onde dite de travail, chaque
source ayant sur le support une position le long d'une direction de fixation
(définie en fonction de propriétés optiques du multiplexeur spectral, de la
longueur d'onde de travail de cette source et d'un placement de l'émetteur
par rapport au multiplexeur dans le cas de l'ensemble émetteur +
multiplexeur, de sorte que l'ensemble optique soit agencé pour rapprocher
spatialement les faisceaux lumineux des sources grâce à ses propriétés de
dispersion chromatique et de sorte que le multiplexeur superpose
spatialement lesdits faisceaux lumineux).
Les sources sont de préférence réparties le long de la direction de
fixation par ordre croissant de longueur d'onde de travail. Toutes les
sources considérées globalement sont de préférence réparties le long de la
direction de fixation par ordre croissant de longueur d'onde de travail.
Les sources peuvent être réparties sur au moins deux axes de fixation
parallèles s'étendant le long de la direction de fixation. Parmi toutes les
sources, deux sources ayant des positions voisines le long de la direction de
fixation ne sont de préférence pas fixées sur le même axe de fixation. Dans
le cas à plusieurs axes de fixation :
- chaque source peut avoir une forme de quadrilatère, de
préférence de carré ou de losange ; pour au moins une partie des
sources les unes à la suite des autres le long de la direction de
fixation, chaque source a de préférence une de ses diagonales de
sa forme de quadrilatère alignée sur un des axes de fixation ;
et/ou
- les sources peuvent être réparties sur les différents axes de
fixation de sorte qu'à chaque axe de fixation correspond un
intervalle de longueur d'onde de travail des sources réparties sur
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cet axe, de sorte qu'il n'y a pas d'intersection entre les intervalles
de longueur d'onde de travail des différents axes de fixation ;
et/ou
- pour chaque axe de fixation considéré individuellement, on peut
fixer le long de la direction de fixation chaque source de cet axe
sur le support à sa position précédemment déterminée, de sorte
que les sources de cet axe soient réparties le long de la direction
de fixation par ordre croissant de longueur d'onde de travail.
Dans ce cas, toutes les sources considérées globalement peuvent
ne pas être réparties le long de la direction de fixation par ordre
croissant de longueur d'onde de travail.
L'émetteur peut comprendre une électronique de commande des
sources, agencée pour commander chaque source indépendamment des
autres sources.
Chaque source est de préférence quasi monochromatique.
Chaque source peut comprendre (de préférence peut consister en)
une diode électroluminescente.
Le support peut être solidaire d'une puce électronique munie de
pattes de connexion agencées pour fixer la puce sur un circuit électronique.
Dans le cas de l'ensemble émetteur + multiplexeur :
-l'ensemble optique peut comprendre un système optique présentant
une aberration chromatique latérale, les positions des sources
correspondant à une utilisation hors d'axe du système optique, et/ou
- l'ensemble optique peut comprendre (ou consister en) une lentille
et/ou un prisme et/ou un réseau de diffraction.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la
lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de
réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
- la figure 1 illustre les spectres d'émission de deux sources
lumineuses utilisées dans les modes de réalisation d'émetteurs selon
l'invention décrits par la suite,
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- la figure 2 illustre un montage pour un premier mode de réalisation
de procédé de fabrication selon l'invention pour fabriquer un premier mode
de réalisation d'émetteur selon l'invention,
- la figure 3 est une vue schématique du premier mode de réalisation
d'émetteur selon l'invention obtenu par le procédé illustré sur la figure 2,
- la figure 4 illustre de manière schématique un deuxième mode de
réalisation d'émetteur selon l'invention,
- les figures 5 à 9 illustrent des éléments pris en compte pour un
deuxième mode de réalisation de procédé de fabrication selon l'invention
pour fabriquer le deuxième mode de réalisation d'émetteur selon
l'invention,
- la figure 10 est une vue plus globale d'un émetteur 1 selon
l'invention, et
- la figure 11 illustre un support 2 d'un émetteur 1 selon l'invention,
et les sources fixées à ce support 2,
- la figure 12 illustre une variante pour un support 2 d'un émetteur 1
selon l'invention, et les sources fixées à ce support 2,
- la figure 13 illustre une autre variante pour un support 2 d'un
émetteur 1 selon l'invention, et les sources fixées à ce support 2,
- la figure 14 est une vue en perspective d'une variante de support 2
d'un émetteur 1 selon l'invention muni de reliefs,
- les figures 15 et 16 sont des vues de profil d'une variante pour
laquelle le support 2 d'un émetteur 1 selon l'invention est incliné, et
- la figure 17 est une vue de dessus d'un support 2 d'un émetteur 1
selon l'invention, et des sources fixées à ce support 2 dans le cas de
propriétés de dispersion chromatique comprenant des repliements
chromatiques dans le plan du support 2 à l'image d'un objectif
apochromatique.
Ces modes de réalisation étant nullement limitatifs, on pourra
notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une
sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres
caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une
phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de
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caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour
différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
Cette
sélection comprend au moins une caractéristique de préférence
fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des
détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un
avantage technique ou à différencier l'invention par rapport à l'état de la
technique antérieure.
Un émetteur 1 selon l'invention tel que décrit par la suite comprend N
sources de lumière distinctes, N étant un entier naturel supérieur ou égal à
2 (de préférence supérieur ou égal à 3, de manière préférentielle supérieur
ou égal à 10).
Chaque source de lumière S; (avec i un entier, i=1 à N) est agencée
pour émettre un faisceau lumineux comprenant une ou plusieurs longueur
d'onde dont une longueur d'onde A; dite de travail.
Chaque source lumineuse émet sa longueur d'onde de travail dans le
visible (entre 340 nm et 800 nm).
On va tout d'abord décrire, en référence à la figure 1, les spectres
d'émission de chaque source lumineuse S, utilisée dans un émetteur 1 selon
l'invention, (avec i un entier, i=1 à N) parmi les sources S1 à SN de
l'émetteur.
On repère l'intensité lumineuse I1(A), respectivement I1,1(A), de deux
sources lumineuses quasiment monochromatiques aux longueurs d'onde AI,
respectivement A1+1. Chaque spectre I1(A), respectivement I1+1 (A), a la
forme d'une courbe en cloche (par exemple une gaussienne) présentant
un pic à la longueur d'onde dite de travail A,, respectivement AH-1. Ce pic
présente une largeur à mi-hauteur relativement faible par rapport à la
longueur d'onde de travail.
Ainsi, une première source lumineuse Si présente un spectre
d'émission en cloche avec :
un pic de hauteur II,max (valeur maximale de l'intensité
lumineuse II(A), c'est-à-dire Ii,max (4)) pour la longueur d'onde de travail
A;
(Par exemple A1 = 380 nm), et
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- une
largeur à mi-hauteur ,8,A1 autour du pic à A, égale ici à 10
nm.
De la même manière, une deuxième source lumineuse S,+1 présente
un spectre d'émission en cloche avec :
un pic de hauteur Ii+i,max (valeur maximale de l'intensité
lumineuse IH-1(A), c'est-à-dire 1,-F11max (A1+1)) pour la longueur d'onde de
travail A,4.1 (par exemple A2 = 410 nm), et
une largeur à mi-hauteur 3.A1+1 autour du pic à A1+1, égale ici à
nm.
10 On peut
alors considérer que les sources lumineuses S, et S,+1 sont
quasi monochromatiques, car :
la largeur à mi-hauteur Mi de la source lumineuse S. est faible
par rapport à la longueur d'onde 2µ; car .8,A1/A; 1, de préférence LA/A<10,
de préférence AAJA,<100
la largeur à mi-hauteur .8,A1+1 de la source lumineuse Si+1 est
faible par rapport à la longueur d'onde A11-1 car -AAI-F1lA1+1 << 1, de
préférence .8,A;+1/A;+i<10, de préférence AAi+,./A;+1<100.
Chaque source a une longueur d'onde de travail distincte de la
longueur d'onde de travail des autres sources.
Chaque source S émet sa longueur d'onde de travail A, à une
intensité lumineuse /i(2L) au moins dix fois (de préférence 100 fois)
supérieure par rapport aux autres sources, c'est-à-dire que :
10 'k(2j) avec i un entier i=1 à N ; et avec k un entier k=1 à
N mais k*i (de préférence /i(A,)?_100 /k ()Li) ).
De préférence, la longueur d'onde de travail de chaque source n'est
pas émise par les autres sources.
On peut également prévoir d'utiliser des sources polychromatiques
présentant d'autres formes de spectre. Selon l'invention, en fonction de la
position de la source lumineuse, seule une partie de son spectre centrée sur
une longueur d'onde dite de travail ou d'émission sera exploitée. On peut
donc utiliser une source polychromatique, pourvu que son spectre présente
une intensité élevée à cette longueur d'onde de travail.
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Chaque source lumineuse comprend (de préférence consiste en) une
diode électroluminescente (DEL ou LED en anglais pour Light-Emitting
Diode ). L'utilisation de diodes électroluminescentes permet de réduire les
risques de défaillances, les LEDs étant des sources lumineuses ayant une
durée de vie supérieure aux sources lumineuses utilisées habituellement
dans des dispositifs tels qu'un spectromètre, comme les sources à
incandescence ou à décharge. En outre, les LED présentent l'avantage
d'être de taille réduite et de coût faible.
Chaque source comprend ou est une diode électroluminescente de
type encapsulées. On entend par là que chaque source comporte ici
chacune au moins une diode électroluminescente ou puce DEL ( LED
chip en anglais) qui émet de la lumière et placée dans un boîtier
permettant, d'une part, de dissiper la chaleur dégagée par chaque puce
lorsque celle-ci émet (assurant ainsi une température constante, par
exemple avec l'aide d'un module Pelletier comme cela est fait
classiquement), et, d'autre part, d'amener la puissance électrique (en
particulier le courant électrique) jusqu'à chaque puce pour son
fonctionnement. Le boîtier est donc généralement constitué d'un matériau
résistant thermiquement et isolant électriquement comme par exemple un
polymère époxyde tel que la résine époxy, ou bien une céramique.
Ainsi, chaque source est prévue pour fonctionner à une température
donnée et à une intensité électrique donnée.
La détermination de chaque position selon l'invention est réalisée
dans cette hypothèse de température donnée et d'intensité électrique
donnée, qui correspond donc au point de fonctionnement optimal.
Cependant, on remarquera que des variations de 1 ou 2 nanomètres de
longueur d'onde ne sont de toutes manières pas dramatiques pour une DEL
comprenant un spectre d'une dizaine de nanomètres de largeur à mi-
hauteur, en particulier lorsque l'on utilise un ensemble optique 6
comprenant un prisme 51 (deuxième mode de réalisation décrit par la suite)
ou un système optique 25 utilisé hors d'axe et présentant une aberration
chromatique latérale (premier mode de réalisation décrit par la suite) qui ne
sélectionne pas une partie réduite de ce spectre mais transmet tout le
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spectre de chaque faisceau lumineux émis par chaque source et traversant
cet ensemble optique 6.
Le boîtier comprend généralement deux pattes métalliques qui sont
reliées sur le support 2 respectivement à une anode et à une cathode. On
peut avoir :
- une seule diode électroluminescente ou puce DEL par boitier
(cas puce unique ou single chip ). Dans ce cas, chaque
fixation de source sur le support 2 comprend typiquement une
fixation de la source directement dans son boitier par soudure
(typiquement soudure SMD) du boitier sur le support 2. Ce cas a
pour inconvénient de nécessiter un espacement entre deux
sources supérieur à la dimension des chips, car au moins égal à la
dimension des boîtiers.
-
Plusieurs diodes électroluminescentes ou puces DEL par
boitier (cas multi coeur ). Dans ce cas préférentiel qui sera
décrit plus en détails par la suite, chaque fixation de source sur le
support 2 comprend typiquement une fixation de la source sur le
support 2 via de la colle. Une fois plusieurs (de préférence toutes
les) sources fixées sur le support, on les encapsule par un unique
boîtier. Ce cas est nettement préféré par rapport au cas
précédent, car il permet de rapprocher les sources entre elles,
c'est-à-dire de travailler avec des dispersions chromatiques plus
resserrées , afin d'obtenir un émetteur plus compact.
Chaque source ( puce DEL ) possède une surface plane (de
préférence Lambertienne) émettrice de lumière s'étendant parallèlement à
un plan (et est agencé pour émettre son faisceau de préférence selon une
direction moyenne perpendiculaire à ce plan), de sorte que l'on définisse
l'épaisseur de cette source perpendiculairement à ce plan et on définit le
diamètre de cette source comme étant le diamètre minimum d'un cercle
contenu dans ce plan et pouvant entourer cette source. Le diamètre de
chaque source est de préférence inférieur à 1 millimètre, de manière plus
préférentielle inférieur à 300 micromètres.
Par position XI d'une source S,, on entendra de manière naturelle
pour l'homme du métier la position d'un point de repère fixe pour toutes les
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sources. Il s'agit de préférence de la position du centre (ou barycentre) de
la partie (ou de la surface vue de dessus) génératrice de lumière pour
chaque source, ou de la position du coin supérieur gauche de chaque
source, etc... Cette position est définie par rapport à une origine X=0
définie
de manière arbitraire. Par la suite, on considèrera des sources en forme de
rectangle, losange ou carré, et on considéra la position de chaque source
comme étant la position du centre du rectangle, losange ou carré formé par
chaque source.
De même, lorsque l'on considère différentes sources alignées, fixées,
réparties, etc. sur différents axes (13, 14, 15, et/ou 40) on parle de
l'alignement, de la fixation, de la répartition, etc. de ce point de repère
fixe
(centre, barycentre, coin, angle, etc..) de chaque source sur ces différents
axes (13, 14, 15, et/ou 40).
On va par la suite décrire deux modes de réalisation de procédé selon
l'invention pour fabriquer un émetteur de lumière 1 selon l'invention, cet
émetteur de lumière 1 comprenant les différentes sources de lumière Si (i
un entier, 1=1 à N) distinctes précédemment décrites et un support 2 plan
et commun à toutes les sources. Un premier mode de réalisation sera un
procédé de fabrication comprenant des mesures de positions des sources.
Un deuxième mode de réalisation sera un procédé de fabrication
comprenant des calculs de positions de sources. Dans ces deux modes de
réalisations, le procédé de fabrication selon l'invention comprend :
- pour chaque source S,, une détermination (par mesure ou par
calcul) d'une position X, de cette source S, le long d'une direction
de fixation 3, en fonction de propriétés optiques d'un multiplexeur
spectral 4 prévu pour être associé à cet émetteur 1, de la
longueur d'onde de travail A, de cette source et d'un placement 5
de l'émetteur 1 par rapport au multiplexeur 4, le multiplexeur
spectral 4 comprenant un ensemble optique 6 présentant des
propriétés de dispersion chromatique ; les positions X1 à XN des
sources Si à SN sont déterminées pour que, pour ce placement 5
de l'émetteur et pour ces positions X1 à XN des sources S1 à SN,
l'ensemble optique 6 soit agencé pour rapprocher spatialement
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les faisceaux lumineux des sources Si à SN grâce à ses propriétés
de dispersion chromatique de sorte que le multiplexeur 4
superpose spatialement (au moins partiellement, de préférence
complètement) lesdits faisceaux lumineux en un faisceau
lumineux multiplexé 26,
- une fixation, le long de la direction de fixation 3, de chaque
source Si à SN sur le support 2 à sa position X1 à XN
précédemment déterminée, de sorte que les sources Si à SN
soient réparties le long de la direction de fixation 3 (de préférence
par ordre croissant de longueur d'onde de travail A1 à Ary, les
sources Si à Sry sont donc de préférence rangées par ordre
croissant de chromaticité.) selon la loi ou les propriétés de
dispersion chromatique du multiplexeur spectral 4.
L'étape de détermination est mise en oeuvre par des moyens
techniques (moyens de mesure, typiquement un détecteur et un éventuel
filtre, ou des moyens de calcul).
L'émetteur 1 ainsi obtenu est agencé pour que, une fois associé au
multiplexeur 4, le multiplexeur 4 mette en oeuvre un multiplexage spectral
des faisceaux émis par les sources Si à S. On parle de multiplexage
spectral pour désigner la combinaison spatiale de plusieurs faisceaux
lumineux contribuant chacun à la composition spectrale finale d'un faisceau
lumineux 26 de rayons parallèles, dit faisceau lumineux collimaté 26. Le
faisceau lumineux multiplexé 26 est donc un faisceau lumineux
polychromatique, puisqu'il comprend plusieurs longueurs d'onde mélangées
A1àAN.
Le terme de dispersion chromatique selon l'invention inclut les
aberrations chromatiques.
Une aberration chromatique d'un ensemble optique 6 (comprenant ou
consistant par exemple en un système optique 25 ou un prisme 51 tel que
décrit par la suite) est une variation de la position du point de focalisation
d'un faisceau lumineux incident collimaté sur cet ensemble optique 6 puis
traversant cet ensemble optique 6, en fonction de la longueur d'onde de ce
faisceau lumineux.
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Une aberration chromatique latérale d'un ensemble optique 6
(comprenant ou consistant par exemple en un système optique 25 tel que
décrit par la suite) est une variation de la position latérale (i.e.
perpendiculairement à l'axe optique Al du système optique 25) du point de
focalisation d'un faisceau lumineux incident collimaté sur cet ensemble
optique 6 puis traversant cet ensemble optique 6, en fonction de la
longueur d'onde de ce faisceau lumineux.
La propagation d'un faisceau lumineux émis par chaque source
lumineuse Si à SN se fait en espace libre depuis ladite source jusqu'à
l'ensemble optique 6. "Espace libre" désigne tout médium spatial
d'acheminement du signal: air, espace inter-sidéral, vide, etc, ceci par
opposition à un médium de transport matériel, tel la fibre optique ou les
lignes de transmission filaires ou coaxiales. Il n'y a donc pas de couplage
entre le faisceau lumineux émis par une source lumineuse, et un guide
d'onde. Il n'y a pas de couplage dit fibre-à-LED tel qu'il peut exister
dans l'art antérieur. Selon l'invention, on a ainsi peu de pertes
énergétiques. Les faisceaux lumineux sont efficacement mélangés, et
l'intensité du faisceau superposé 26 est élevée. En outre, cette
caractéristique offre une plus grande liberté de positionnement des sources
lumineuses Si à SN ce qui réduit le coût de production selon l'invention et
rend possible une production à la chaîne. En effet, on est dispensé d'une
action de couplage entre une fibre optique et une source pour chacune des
sources.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 2 et 3, un premier
mode de réalisation de procédé de fabrication selon l'invention pour
fabriquer un premier mode de réalisation d'émetteur 1 selon l'invention.
Dans le premier mode de réalisation d'émetteur 1 selon l'invention,
l'ensemble optique 6 comprend au moins un système optique 25 utilisé hors
d'axe et présentant une aberration chromatique latérale. Cette aberration
chromatique latérale forme la propriété de dispersion chromatique selon
l'invention.
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L'utilisation hors d'axe accentue, voire fait apparaître, la
dispersion spatiale latérale des longueurs d'onde. On peut également parler
de chromatisme de grandeur apparente.
Le coût d'un tel système optique 25 est généralement faible
car, de manière intrinsèque, tout système optique exploité hors d'axe
présente de l'aberration chromatique latérale, s'il n'est pas spécifiquement
corrigé de cette aberration au moyen de solutions connues dans la
conception optique.
Les sources lumineuses Si à SN peuvent être placées
respectivement aux foyers du système optique 25 correspondant aux
longueurs d'onde Aià AN, de sorte que leurs faisceaux lumineux soient
multiplexés à la sortie du système optique 25.
Le système optique 25 est dit utilisé hors d'axe , c'est-à-
dire hors de son axe optique Al. En d'autres termes, un faisceau lumineux
incident, convergent au foyer objet du système optique, ne ressort pas de
ce système optique parallèle à l'axe optique Al dudit système. Ainsi, les
foyers du système optique 25 correspondant à différentes longueurs d'onde
A1 à AN sont suffisamment séparés pour pouvoir placer les sources
lumineuses correspondantes Si à SN à l'endroit de ces foyers. Ce faisant, le
multiplexage spectral est précisément et automatiquement réalisé par le
système optique aberrant 25 utilisé hors d'axe.
Dans ce premier mode de réalisation de procédé de fabrication selon
l'invention, l'étape de détermination de la position de chaque source Si à SN
est réalisée par une mesure.
Le multiplexeur 4 consiste en l'ensemble optique 6.
L'ensemble optique 6 comprend (et même consiste en) le système
optique 25 hors d'axe, c'est-à-dire dans cet exemple une lentille biconcave
épaisse 25 d'axe optique Al dont on exploite les aberrations chromatiques.
La lentille 25 possède des foyers Fi à FN correspondant aux longueurs
d'onde A1 à AN. A cause de l'aberration chromatique latérale, ces foyers sont
distincts et séparés, alignés selon une droite sécante avec l'axe optique Al
de la lentille 25.
L'ensemble optique 6 comprend donc un système optique (la lentille
25 dans ce cas particulier) présentant une aberration chromatique latérale,
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les positions déterminées des sources S1 à SN correspondant à une
utilisation hors d'axe du système optique.
On utilise un détecteur 8 qui a la même forme (ici, plan) que le
support 2. Le détecteur 8 est agencé pour détecter un faisceau lumineux
focalisé sur lui, et pour déterminer une position du point de focalisation de
ce faisceau sur la surface de détection de ce détecteur 8.
Le détecteur 8 est typiquement un détecteur matriciel (caméra CCD
( Charge-Coupled Device ) ou détecteur PDA ( Photo Diode Array ) ou
réseau de PMT ( Photo Multiplier Tube )) ou non (par exemple une diode
PSD pour Position Sensitive Detector ).
Le placement 5 de l'émetteur 1 par rapport au multiplexeur 4,
considéré pour déterminer les positions des sources S1 à SN , correspond à
une distance 7 entre :
- le sommet de la surface concave 9 de la lentille 25 orientée vers le
support 2, et
- le support 2
ce support 2 étant plan et positionné perpendiculairement à l'axe Al de la
lentille 25.
Mesure
Pour mesurer la position X, , le long de la direction de fixation 3, de
chaque source S,, on place le détecteur 8 à ce placement 5 par rapport au
multiplexeur 4, c'est-à-dire dans cet exemple :
- à la distance 7 précédemment considérée, mais cette fois ci entre le
sommet de la face concave 9 de la lentille 25 orientée vers le détecteur 8 et
le détecteur 8, puisque le détecteur 8 remplace le support 2, et
- perpendiculairement à l'axe Al de la lentille 25.
Enfin, on procède à une illumination de l'autre face 10 de la lentille
25 par un faisceau collimaté 27 de lumière blanche, correspondant à une
utilisation hors d'axe Al de la lentille 25.
On dispose en outre :
- soit à une position 18b entre le détecteur 8 et le multiplexeur 4,
- soit à une position 18a avant la lentille 25, c'est-à-dire dans le
faisceau collimaté 27 de lumière blanche
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un filtre 18 très sélectif (filtre passe bande, largeur à mis hauteur de 10nm)
et laissant passer la longueur d'onde de travail A, de cette source
(typiquement laissant passer au moins 90% de l'intensité de cette longueur
d'onde de travail AI,) mais bloquant les longueurs d'onde de travail des
autres sources (typiquement bloquant au moins 90% de l'intensité de ces
longueurs d'onde, de préférence bloquant au moins 99,9% de l'intensité de
ces longueurs d'onde).
On détermine ainsi la position Xi de la source Si comme étant la
position du point de focalisation détecté par le détecteur 8.
On procède ainsi pour chaque source, en changeant de filtre 18 pour
chaque source.
La position 18a est très nettement préférée. En effet, le filtre 18 est
en général optimisé et fonctionne mieux à une incidence donnée (incidence
normale dans le cas de la figure 2), et à la position 18a il n'y a pas de
variation d'incidence des différentes longueurs d'ondes sur le filtre 18,
alors
qu'a la position 18b les différentes longueurs d'onde ont différentes
incidences sur le filtre 18.
Dans une variante, on peut se passer de filtre 18 en remplaçant le
faisceau blanc 27 par un faisceau 27 monochromatique à la longueur d'onde
de travail A, de la source Si dont on cherche à déterminer la position Xi, et
en changeant donc de longueur d'onde monochromatique du faisceau 27
pour chaque source S.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 4 à 9, un
deuxième mode de réalisation de procédé de fabrication selon l'invention
pour fabriquer un deuxième mode de réalisation d'émetteur selon
l'invention.
Dans ce deuxième mode de réalisation de procédé de fabrication
selon l'invention, l'étape de détermination de la position de chaque source
S1 à SN est réalisée par un calcul.
Dans ce deuxième mode de réalisation d'émetteur 1 selon
l'invention, l'ensemble optique 6 comprend un doublet achromatique 55 et
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un prisme 51 dont on exploite les propriétés de dispersion chromatique
(plus exactement les propriétés d'aberration chromatique).
Cette aberration chromatique forme la propriété de dispersion
chromatique selon l'invention dans ce mode de réalisation.
Calcul
Pour déterminer la position de chacune des sources S1 à SN, il faut
étudier la réponse du multiplexeur dans le sens inverse d'utilisation ,
c'est-à-dire étudier la dispersion chromatique d'un faisceau blanc collimaté.
Dans l'ensemble optique 6 :
- le prisme 51 transforme un faisceau blanc collimaté 27 en une multitude
de faisceaux monochromatiques collimatés 28 dont les directions dépendent
de leurs longueur d'onde, et
- le doublet 55 focalise les faisceaux collimatés 28 dans son plan focal en
fonction de leurs direction (mais pas de leur longueur d'onde).
Comme illustré sur la figure 5, pour le prisme 51, Si no = n2 = 1
(avec no et nz les indices optiques à l'extérieur du prisme 51 à chacun de
ses côtés) alors la déviation 5 d'un rayon lumineux vaut:
1
= 00 + 02 = 00 -I- aresin(n sin a ¨ arcsin(¨ sin Oa ¨
)])
où:
= eo est l'angle d'incidence du rayon
= n est l'indice optique du prisme 51 (fonction de la longueur d'onde du
rayon A) ; par exemple, la figure 6 illustre la valeur de n en fonction de la
longueur d'onde A dans le cas d'une prisme 51 en verre SF11.
= a est l'angle au sommet du prisme.
La figure 7 donne différents exemples de déviation 5 en fonction de la
longueur d'onde A et de ect pour a = 600 (le prisme 51 a typiquement un
profil ayant une forme de triangle équilatéral, car c'est un composant
standard et donc peu cher).
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En référence à la figure 8, le doublet achromatique 55 conjugue un
faisceau collinnaté 28 (point à l'infini) en un point de son plan focal selon
la
relation:
X = Fi.tan(0)
Où:
= F' est la focale du doublet 55
= X est la hauteur dans le plan focal
= 8 est l'angle du faisceau collimaté
Contrairement à une lentille simple, la focale du doublet
achromatique 55 est quasi indépendante de A. Pour diminuer la focale et/ou
augmenter l'ouverture on peut plutôt utiliser un triplet.
Ainsi, on détermine la position X1(A1) de la source SI de longueur
d'onde de travail A; (avec i un entier i=1 à N) en la calculant selon la
formule:
X()1) = F' tan[8(A,, )¨ 8 (A,õf)]
(
( sin
avec (5(A1) =00 + arcsin ) sin a ¨ arcsin ______________________ ¨a , et
Xref est la
n(.1,))_)
longueur d'onde pour laquelle on pose de manière arbitraire l'origine des
positions (X(4f ) =0)
Cette étape de détermination par calcul est mise en oeuvre par des
moyens techniques, plus exactement par des moyens de calcul. Les
moyens de calcul comprennent typiquement un processeur, typiquement un
circuit électronique analogique et/ou numérique, et/ou un microprocesseur
et/ou une unité centrale d'un ordinateur.
La figure 9 illustre un exemple pour un prisme en verre SF11, pour
a = 60 , pour 0, =Oman, =68,5 ,pour F'=35mm et pour 5ref= 45(4f ) =62,3 .
Cette étape de détermination par calcul pourrait être complétée par
une étape de conception optique : l'optimisation radiométrique. Cette étape
de calcul consiste à simuler l'ensemble source+système optique dans le
sens réel de fonctionnement afin d'optimiser le faisceau blanc collinnaté de
sortie par de légères modifications de la position des sources ainsi que des
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rayons de courbures, épaisseurs et/ou positions des optiques du
multiplexeur.
Le tableau ci-dessous illustre un exemple pour un prisme en verre SF11,
pour a = 600, pour 00
= Blanc =68,5 pour
F'=35mm, pour
et pour N=15:
Numéro de la 1 2 3 4 5 6 7 8
source i=
Longueur d'onde de 380 410 440 470 500 530 560 590
travail A, de cette
source (en nm)
Position X; de cette 3,79 1,84 0,57 -0,32 -0,99 -1,52 -
1,93 -2,27
source le long de la
direction 3 (en mm)
Position Y. de cette 0 0 O O O O 0 0
source
perpendiculairement
à la direction 3 (en
mm)
Numéro de la 9 10 11 12 13 14 15
source i=
Longueur d'onde de 620 650 680 710 740 770 800
travail A, de cette
.source (en nm)
Position X, de cette -2,56 -2,8 -3 -3,18 -3,33 -3,47 -3,59
source le long de la
direction 3 (en mm)
Position Y, de cette 0 0.125 -0.125 0.125 -0.125 0.125 -0.125
source
perpendiculairement
à la direction 3 (en
mm)
On va maintenant décrire, en référence aux figures 3, 4, 10 et 11, les
étapes du premier ou du deuxième mode de réalisation de procédé de
fabrication selon l'invention qui suivent l'étape de détermination de la
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position X; de chaque source Si. On considérera comme exemple le cas des
quinze positions X1 à X15 résumées dans le tableau ci-dessus qui
correspondent aux positions déterminées par calcul mais qui peuvent aussi
correspondre à des valeurs déterminées par des mesures selon le premier
mode de réalisation de procédé de fabrication selon l'invention.
Après avoir déterminé les positions des sources S1 à SN, le procédé de
fabrication selon l'invention illustré comprend une fixation, le long de la
direction de fixation 3, de chaque source S1 à SN sur le support 2 à sa
position X1 à XN précédemment déterminée, de sorte que les sources S1 à
SN soient réparties le long de la direction de fixation 3 par ordre croissant
de
longueur d'onde de travail A1 à AN et selon la loi ou les propriétés de
dispersion chromatique du multiplexeur spectral.
On remarque que selon l'invention on ne cherche pas simplement à
mettre les sources S1 à SN les plus proches les unes des autres :
l'espacement entre les sources S1 à SN doit respecter la loi de dispersion
chromatique de l'ensemble optique 6 pour lequel il est conçu.
Le support 2 est une surface plane solidaire d'une puce électronique
11 munie de pattes de connexion 12 agencées pour fixer la puce 11 sur un
circuit électronique et pour permettre d'alimenter en électricité chaque
source S1 à SN de manière indépendante.
On recouvre de colle le support 2 avant le dépôt de chaque source S1
à SN. Selon le mode d'alimentation électrique choisi, on utilise soit de la
colle conductrice, soit de la colle isolante.
Pour fixer chaque source S, sur le support 2, on saisit cette source par
une pointe aspirante, et on dépose la source a sur le support 2 (plus
exactement en contact avec la colle) par la pointe aspirante, à sa position X,
précédemment déterminée. Lors du dépôt, la projection de la pointe sur le
plan du support 2 reste fixe, et le support 2 est monté sur une platine de
déplacement piézoélectrique et est mobile de manière à déposer la source
S, à sa bonne position X; précédemment déterminée.
Une étape de cuisson supplémentaire est mise en uvre pour fixer
définitivement la colle.
De manière astucieuse, en référence à la figure 11, la fixation
comprend une fixation des sources S1 à SN sur au moins deux (de
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préférence au moins trois, de préférence trois) axes de fixation parallèles
13, 14, 15 s'étendant le long de la direction de fixation 3. Ainsi, les
sources
n'ont pas nécessairement les mêmes coordonnées Yi à YN
perpendiculairement à la direction 3.
Ainsi, on diminue l'encombrement des sources S1 à SN en les
superposant sur l'axe X via un décalage en Y.
On remarque que l'émetteur 1 selon l'invention, obtenu par un
procédé de fabrication selon l'invention, est particulièrement astucieux en
ce qu'il comprend des sources Si à SN sur au moins deux (de préférence au
moins trois, de préférence trois) axes de fixation parallèles 13, 14, 15
s'étendant le long de la direction de fixation 3.
Parmi les sources S1 à SN, il existe des paires de deux sources (par
exemple 510 et Sii, ou Sn et 512, ou 512 et 513, OU S13 et S14, ou 514 et S15)
ayant le long de la direction de fixation 3 des positions voisines (i.e. sans
troisième source ayant une position intermédiaire le long de la direction de
fixation 3 comprise entre les positions de ces deux sources le long de la
direction de fixation 3) mais qui ne sont pas fixées sur le même axe de
fixation 13, 14, 15.
On remarque que les sources Si à SN comprennent deux ensembles :
- un premier ensemble de sources Si à S9, et
- un deuxième ensemble de sources S10 à S15 dont les longueurs
d'onde de travail A10 à A15 sont supérieures à toutes les longueurs d'ondes
de travail A1 à A9 des sources du premier ensemble.
Toutes les sources du deuxième ensemble appartiennent à une paire
de deux sources (par exemple Sio et S11, ou Sll et Siz, ou S12 et S13, OU S13
et 514, OU 514 et S15) ayant le long de la direction de fixation 3 des
positions
voisines mais qui ne sont pas fixées sur le même axe de fixation 13, 14,
15.
Chaque source est reliée à une anode 16 et à une cathode 17
(typiquement par une microsoudure au fil d'or).
Comme nous venons de le décrire, l'émetteur 1 comprend le support
2 et les sources Si à SN.
L'émetteur 1 peut en outre comprendre la puce 11 solidaire du
support 2.
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L'émetteur peut en outre comprendre une électronique de commande
(non illustrée), agencée pour commander chaque source indépendamment
des autres sources. Typiquement, cette électronique de commande est un
circuit électronique (circuit imprimé) sur lequel est fixée la puce 11.
En outre, le procédé de fabrication selon l'invention peut comprendre,
comme illustré sur les figures 3 et 4, après la fixation de chaque source Si à
SN, une association de l'émetteur 1 avec le multiplexeur spectral 4
considéré pour déterminer la position X1 à XN de chaque source Si à S. Par
cette association, on propose ainsi un procédé de fabrication d'un ensemble
comprenant l'émetteur 1 et le multiplexeur. On associe le multiplexeur 4
avec l'émetteur 1 en plaçant l'émetteur 1 à son placement 5 considéré lors
de la détermination des positions X1 à XN de sources Si à SN. L'ensemble
émetteur 1 plus multiplexeur 4 peut former une partie d'un spectromètre
d'absorption, le multiplexeur spectral 4 étant adapté à mélanger les
faisceaux lumineux des sources Si à SN pour former un faisceau lumineux
multiplexé (ou superposé) 26 destiné à illuminer un échantillon à analyser.
Par exemple, dans le cas du premier mode de réalisation
d'émetteur selon l'invention illustré sur la figure 3, on place le support 2 :
- à la distance 7, par rapport à la lentille 25, considérée pour déterminer la
position X1 à XN de chaque source Si à SN
- avec l'inclinaison du support 2 (par exemple perpendiculaire), par
rapport
à l'axe A1, considérée pour déterminer la position X1 à XN de chaque source
Si à SN,
- en supposant que l'intersection du support 2 et de l'axe A1 correspond à
une valeur de référence de position Xref (par exemple XõE=0) considérée
pour déterminer la position X1 à XN de chaque source Si à SN.
De même, dans le cas du deuxième mode de réalisation d'émetteur
selon l'invention illustré sur la figure 4, on place le support 2 :
- à la distance focale F', par rapport au doublet 55, considérée pour
déterminer la position X1 à XN de chaque source Si à SN
- avec l'inclinaison du support 2 (a priori perpendiculaire), par rapport à
l'axe optique A2 du doublet 55, considérée pour déterminer la position X1 à
XN de chaque source Si à SN,
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- en supposant que l'intersection du support 2 et de l'axe optique du
doublet 55 correspond à une valeur de référence de position Xref (par
exemple Xõf=0 dans le cas des quinze valeurs calculées dans le tableau
précédent) considérée pour déterminer la position X1 à XN de chaque source
Si à SN.
En référence à la figure 12 qui est une variante qui ne sera décrite que
pour ses différences par rapport au cas de la figure 11 (avec de préférence
le même ensemble optique 6 que dans le cas de la figure 11), chaque
source Si à SN a une forme de quadrilatère, de carré ou de losange. Pour au
moins une partie des sources (S9 à S15) les unes à la suite des autres le long
de la direction de fixation 3, chaque source a une de ses diagonales de sa
forme de quadrilatère alignée sur un des axes de fixation 13, 14 ou 15. Cela
permet de rapprocher les axes entre eux, c'est-à-dire de travailler avec des
dispersions chromatiques plus resserrées , afin d'obtenir un émetteur
plus compact et donc une meilleur efficacité de collection.
En référence à la figure 13 qui est une variante qui ne sera décrite que
pour ses différences par rapport au cas de la figure 11, les sources Si à SN
(N=15) sont réparties sur différents axes de fixation 13, 14 de sorte :
-qu'au premier axe de fixation 13 corresponde un premier intervalle de
longueur d'onde de travail (300 à 580 nm) des sources Si à S8 réparties sur
cet axe 13, et
-qu'au deuxième axe de fixation 14 corresponde un deuxième intervalle
de longueur d'onde de travail (620 à 860 nm) des sources S9 à 515 réparties
sur cet axe 14,
de sorte qu'il n'y ai pas d'intersection entre ces deux intervalles de
longueur d'onde de travail, mais que les sources du premier intervalle de
longueur d'onde de travail (300 à 580 nm) et les sources du deuxième
intervalle de longueur d'onde de travail (620 à 860 nm) soient situées les
unes au-dessus des autres (perpendiculairement à la direction 3). Ainsi,
toutes les sources Si à S15 considérées globalement ne sont pas réparties le
long de la direction de fixation 3 par ordre croissant de longueur d'onde de
travail Aià A15.
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On remarque donc que :
- pour l'axe de fixation 13 considéré individuellement, on fixe le long de
la direction de fixation 3 chaque source S1 à 58 de cet axe 13 sur le support
2 à sa position respectivement X1 à X8 déterminée selon le premier ou le
deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention (mesure ou
calcul) précédemment décrit, de sorte que les sources S1 à 58 de cet axe 13
soient réparties le long de la direction de fixation 3 par ordre croissant de
longueur d'onde de travail A1 à A8, et
- pour l'axe de fixation 14 considéré individuellement, on fixe le long de
la direction de fixation 3 chaque source S9 à 515 de cet axe 14 sur le
support 2 à sa position respectivement X9 à X15 déterminée selon le premier
ou le deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention (mesure ou
calcul) précédemment décrit, de sorte que les sources 59 à S15 de cet axe
14 soient réparties le long de la direction de fixation 3 par ordre croissant
de longueur d'onde de travail A9 à A15.
Par contre, contrairement au cas des figures 11 et 12, on remarque que
toutes les sources 51 à S15 considérées globalement ne sont pas réparties le
long de la direction de fixation 3 par ordre croissant de longueur d'onde de
travail Ai à A15.
Le cas de la figure 13 correspond de préférence au cas de la figure 4
pour laquelle le prisme 51 est remplacé par un réseau de diffraction. Ainsi
dans ce cas le multiplexeur et l'ensemble optique comprennent (de
préférence consistent en) le même réseau de diffraction. Le premier axe de
fixation 13 exploite les propriétés de dispersion chromatique du réseau de
diffraction au premier ordre et le deuxième axe de fixation 14 exploite les
propriétés de dispersion chromatique du réseau de diffraction au deuxième
ordre. On remarque sur la figure 13 que la dispersion d'un réseau de
diffraction est linéaire.
Toutes les sources considérées globalement peuvent ne pas être
réparties le long de la direction de fixation 3 par ordre croissant de
longueur
d'onde de travail. C'est notamment le cas, en référence à la figure 17,
lorsque l'ensemble optique 6 a des propriétés de dispersion
chromatique comprenant des repliements chromatiques dans le plan du
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support 2, comme pour un objectif apochromatique. On remarque dans le
cas de la figure 17, à la vue des différents axes parallèles 13, 14, 15 et 40,
que :
- pour l'axe de fixation 40 considéré individuellement, on fixe le long de
la direction de fixation 3 chaque source Si à S3 de cet axe 40 sur le support
2 à sa position respectivement Xi à X3 déterminée selon le premier ou le
deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention (mesure ou
calcul) précédemment décrit, de sorte que les sources Si à S3 de cet axe 40
soient réparties le long de la direction de fixation 3 par ordre décroissant
de
longueur d'onde de travail A1 à A3r
- pour l'axe de fixation 13 considéré individuellement, on fixe le long de
la direction de fixation 3 chaque source S10 , S12 et 514 de cet axe 13 sur le
support 2 à sa position respectivement X10 , X12 et X14 déterminée selon le
premier ou le deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention
(mesure ou calcul) précédemment décrit, de sorte que les sources 510 , S12
et S14 de cet axe 13 soient réparties le long de la direction de fixation 3
par
ordre croissant de longueur d'onde de travail
-10 , A12 et A14,
- pour l'axe de fixation 14 considéré individuellement, on fixe le long de
la direction de fixation 3 chaque source S4 à S9 de cet axe 14 sur le support
2 à sa position respectivement X4 à X9 déterminée selon le premier ou le
deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention (mesure ou
calcul) précédemment décrit, de sorte que les sources 54 à S9 de cet axe 14
soient réparties le long de la direction de fixation 3 par ordre croissant de
longueur d'onde de travail A4 à A9, et
- pour l'axe de fixation 15 considéré individuellement, on fixe le long de
la direction de fixation 3 chaque source Sil , S13 et S15 de cet axe 15 sur le
support 2 à sa position respectivement X11 , X13 et X15 déterminée selon le
premier ou le deuxième mode de réalisation de procédé selon l'invention
(mesure ou calcul) précédemment décrit, de sorte que les sources S11 , S13
et S15 de cet axe 15 soient réparties le long de la direction de fixation 3
par
ordre croissant de longueur d'onde de travail A11 / A13 et A15.
Contrairement au cas des figures 11 et 12, on remarque que toutes
les sources Si à S15 considérées globalement ne sont pas réparties le long
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de la direction de fixation 3 par ordre croissant de longueur d'onde de
travail A1 à A15.
En référence aux figures 14 à 16, on notera que pour l'ensemble des
modes de réalisation décrits :
- le support 2 (tout comme le détecteur 8 dans le cas d'une
mesure) peut, en référence à la figure 15, être incliné selon un
angle 34 (autour d'un axe perpendiculaire à la direction de
fixation 3) et/ou
- le support 2 (tout comme le détecteur 8 dans le cas d'une
mesure) peut, en référence à la figure 16, être incliné selon un
angle 35 (autour d'un axe parallèle à la direction de fixation 3)
par rapport à l'axe optique Al ou A2, et/ou
- en référence à la figure 14, le support 2 plan peut être muni de
motifs en reliefs (creux, bosses, rainures et/ou marches) de
sortes que lorsque les sources Si à SN sont fixées sur le support
2, certaines sources sont fixées sur ces motifs et sont surélevées
par rapport à d'autres sources le long d'une normale 46 au plan
36 du support 2,
de manière à compenser des aberrations chromatiques longitudinales
du multiplexeur spectral. Il est particulièrement astucieux d'avoir, en tant
que motifs, une marche 43, 44, 45 pour chaque axe de fixation 13, 14, 15,
chaque marche 43, 44, 45 ayant une élévation différente des autres
marches le long d'une normale 46 au plan 36 du support 2. Dans le cas de
la figure 13 (l'ensemble optique 6 étant de préférence un réseau de
diffraction), il est particulièrement astucieux d'avoir une marche 43, 44 pour
chaque intervalle de longueur d'onde de travail, c'est-à-dire pour chaque
axe de fixation 13, 14, chaque marche 43, 44 ayant une élévation différente
des autres marches le long de la normale 46 au plan 36 du support 2.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent
d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces
exemples sans sortir du cadre de l'invention.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes, variantes et
modes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les
CA 02920072 2016-02-01
WO 2015/018844 PCT/EP2014/066854
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autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas
incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les
variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables
entre eux.
Par exemple, on peut utiliser le premier mode de réalisation de
procédé selon l'invention (mesure) pour fabriquer le deuxième mode de
réalisation d'émetteur selon l'invention.
De même, on peut utiliser le deuxième mode de réalisation de
procédé selon l'invention (calcul) pour fabriquer le premier mode de
réalisation d'émetteur selon l'invention.
En outre, le deuxième mode de réalisation de procédé selon
l'invention (calcul) peut être basé sur un calcul dont les étapes de calcul,
mis en oeuvre par des moyens techniques, sont basées sur un modèle
théorique ou sur un modèle de simulation numérique.
Enfin, on peut utiliser le premier ou le deuxième mode de réalisation
de procédé selon l'invention (mesure ou calcul) pour fabriquer de nombreux
autres exemples de modes de réalisation d'émetteur selon l'invention. On
remarquera que par exemple le prisme 51 peut être remplacé ou combiné à
un réseau de diffraction dont on exploitera aussi les propriétés de dispersion
chromatique.
Par exemple, on peut utiliser le premier ou le deuxième mode de
réalisation de procédé selon l'invention (mesure ou calcul) pour fabriquer
une variante du deuxième mode de réalisation d'émetteur selon l'invention
(figure 4), dans lequel :
- le prisme 51 a une face 30 bombée (de préférence concave)
d'entrée des faisceaux lumineux, et/ou une face 31 bombée (de préférence
concave) de sortie des faisceaux lumineux, ou
- le prisme 51 est remplacé par deux lentilles, dont une première
lentille (faces 30 et 32) positionnée sur la face d'entrée des faisceaux
lumineux du prisme 51, et une deuxième lentille (face 31 et 33) positionnée
sur la face de sortie des faisceaux lumineux du prisme 51, c'est-à-dire par
deux lentilles (de préférence biconcaves) dont les axes optiques se croisent
entre ces deux lentilles.
