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Mécanisme de guidage de faisceau ATLID et nouveaux dispositifs piézoélectriques dérivés pour des applications optiques
19 juin 2023
Dans le domaine de l’espace et de la défense (ainsi que dans de nombreux autres domaines), la tendance est à la miniaturisation de l’optique active, ce qui nécessite de nouveaux actionneurs. Les applications requièrent aussi souvent la capacité de résister à des niveaux élevés de vibrations et de chocs, ainsi que la compatibilité avec le vide pour les applications spatiales. Une nouvelle génération d’actionneurs petits et intelligents, tels que les actionneurs piézoélectriques (piezo), répond à cette tendance, grâce à leur capacité à offrir une densité d’énergie élevée et à répondre à des exigences à la fois extrêmes et variées. Cet article présente tout d’abord le mécanisme BSM et ses exigences, les technologies impliquées dans la conception et les résultats de la campagne de validation. Ensuite, une platine de positionnement piézoélectrique XY dérivée, basée sur la même technologie de détection APA® et de jauge de contrainte associée, est présentée avec ses performances. Enfin, un nouveau moteur piézoélectrique basé sur la technologie APA®, qui permet de combiner une longue course tout en maintenant une haute résolution de positionnement des éléments optiques, est présenté.
ATLID BSA Beam steering assembly piezo tip tilt
19 juin 2023
ATLID (ATmospheric LIDar) est l’un des quatre instruments du satellite EarthCARE. Il détermine les profils verticaux des paramètres physiques des nuages et des aérosols tels que l’altitude, la profondeur optique, le rapport de rétrodiffusion et le rapport de dépolarisation. Le BSA (Beam Steering Assembly), inclus dans le trajet d’émission, vise à dévier un faisceau laser UV pulsé à haute énergie pour compenser le désalignement du pointage entre les trajets d’émission et de réception de l’ATLID [1]. Il nécessite une très grande stabilité et une haute résolution.
Mécanisme d’orientation du faisceau pour l’instrument Lidar de l’atmosphère terrestre : un mécanisme tip-tilt piézo amélioré
19 juin 2023
Dans le cadre de l’instrument ATLID [1] intégré à la mission EarthCARE (Earth Cloud, Aerosol and Radiation Explorer), un ensemble de pilotage de faisceau dévie un faisceau laser UV pulsé à haute énergie pour compenser le désalignement du pointage entre les trajectoires d’émission et de réception de l’ATLID avec une très grande stabilité et une haute résolution. Dans le cadre de la mission EarthCARE, dirigée par l’ESA, Astrium est responsable de l’instrument ATLID. Le développement, la fabrication et les essais du BSA ont été confiés par Astrium à Sodern, une filiale d’EADS.
Miroirs d’orientation de faisceau : des applications spatiales aux applications optroniques
19 juin 2023
La croissance rapide des lasers et les nouvelles applications optiques entraînent de plus en plus de besoins en miroirs d’orientation de faisceau (BSM) et en Fast Steering Mirror (FSM). Pour les instruments d’optique spatiale, CEDRAT TECHNOLOGIES a développé depuis 20 ans plusieurs mécanismes piézoélectriques de basculement. Parmi les exemples récents présentés, on peut citer l’ATLID BSA, un petit mécanisme tip-tilt pour le pointage quasi statique des nanoparticules, et le MEFISTO, un mécanisme de basculement à grand titre pour le micropositionnement rapide. Ces mécanismes spatiaux remplissent des fonctions de haute précision tout en étant compacts, légers et résistants aux vibrations et aux chocs externes. Comme le montre l’article, ces avantages permettent à ces technologies de répondre à plusieurs besoins pour des applications optroniques autres que spatiales, telles que la stabilisation active, le microbalayage, la compensation des perturbations dans les imageurs IR ou les télescopes.
Avantages de l’amplification de l’actionnement piézoélectrique dans les moteurs pas à pas inertiels
19 juin 2023
Les actionneurs piézoélectriques pas à pas (SPA) sont des actionneurs piézoélectriques linéaires à longue course capables d’atteindre une longue course (typ. >10mm) avec une résolution importante (typ. <1nm). Il a été proposé d'utiliser un actionneur piézoélectrique amplifié dans un moteur pas à pas inertiel pour construire le SPA. Ce moteur piézo a montré un bon comportement, avec une vitesse relativement élevée (jusqu'à 70 mm/s), une force (de 0,2 N à 20 N) et une faible consommation (jusqu'à 700 mW).
Micro-actionneur bistable pour l’économie d’énergie
19 juin 2023
L’article décrit un micro-actionneur magnétique linéaire à bascule, conçu avec le logiciel FLUX, assemblé et caractérisé pour une application spécifique nécessitant de faibles pertes aux états de fonctionnement. La micro taille permet de réduire l’énergie nécessaire à l’actionnement. Les aimants permanents assurent la bistabilité et suppriment les pertes aux états fonctionnels. Bien que l’actionneur pèse moins de 1 g, la force de blocage est d’environ 0,1 N et la course est de 0,6 mm. L’article décrit tout d’abord les principales fonctionnalités de l’actionneur. Les caractéristiques mesurées sont ensuite présentées et les résultats sont comparés aux calculs du logiciel FLUX. Enfin, les perspectives de miniaturisation sont discutées.
