Ingénierie opto-mécanique
L’intégration de composants optiques dans les mécanismes est devenue essentielle dans de nombreux secteurs, notamment pour l’instrumentation scientifique, l’aérospatiale et la défense : c’est ce que l’on appelle l’optronique. Ce besoin résulte de la demande de systèmes optiques compacts, précis et polyvalents. Il est destiné à répondre aux fonctions de pointage et de stabilisation. Afin de répondre aux nouvelles exigences optiques tout en garantissant les performances mécatroniques du système, de nouvelles contraintes doivent être prises en compte :
- L’inertie générée par la taille et la masse du miroir,
- La qualité de la surface du miroir,
- L’auto-échauffement du miroir dû à la puissance du laser.
CTEC a la capacité, en s’appuyant sur la méthodologie des anciens vols spatiaux, à chaque étape du projet, d’inclure l’intégration d’éléments optiques :
Inertie du miroir
L’inertie du miroir a un impact direct sur la rigidité, la stabilité du mécanisme qu’il intègre et sa capacité à résister aux vibrations et aux chocs. En général, la qualité optique a un impact négatif sur l’inertie du miroir. Elle abaisse la fréquence de résonance du mécanisme et réduit ainsi ses performances dynamiques et de contrôle. Ce compromis est décrit dans la brochure sur nos technologies de tip/tilt. CTEC a la capacité d’inclure cette problématique dans votre projet par le biais de :
- Simulation FEM pour évaluer la fréquence de résonance du mécanisme avec le composant optique et sa résistance à l’environnement vibratoire. Notre équipe de contrôle peut également évaluer les performances et la stabilité attendues avec la charge utile.
- Faisabilité de la conception de miroirs personnalisés si nécessaire afin de répondre à vos exigences optiques et de contrôle (formes de miroirs, nervures, matériaux).
- Evaluation des performances en laboratoire par des tests avec des charges fictives ou des miroirs réels pour la validation des performances de contrôle, la qualification des vibrations et des chocs.
Qualité du miroir
Des miroirs de haute qualité sont nécessaires pour la manipulation précise des lasers et de la lumière, comme les instruments d’imagerie, les communications optiques et les instruments scientifiques. Les propriétés optiques telles que la planéité des miroirs peuvent être affectées de manière significative lors de l’intégration dans le mécanisme. CTEC a la capacité d’inclure cette problématique dans votre projet par le biais de :
- FEM simulation to evaluate the effects of mechanical bias of integration and the effects of the actuators loads on the mirror flatness.
- Custom mirror and support design if needed to reduce the mirror deformation (flexible mirror support, integration techniques: screw, glue).
- Mirror wave front error evaluation at reception from the supplier and after integration to guarantee the optical properties (Zygo interferometer for Reflected Wave front Error RWE measurements).
Echauffement du miroir
Les applications optroniques nécessitent de plus en plus de puissance laser pour améliorer leurs performances. Il en résulte un besoin accru de revêtement à haute réflectivité et une évaluation de l’auto-échauffement pour éviter la surchauffe des composants. CTEC a la capacité d’inclure cette problématique dans votre projet par le biais de :
- Simulation FEM pour évaluer l’auto-échauffement du miroir dû à l’absorption de la puissance du laser. Cela entraîne une élévation de la température et une déformation du miroir avec la dilatation thermique.
- Conception d’un miroir et d’un support sur mesure avec des matériaux adaptés pour réduire les écarts de dilatation thermique. Une technique de drainage thermique peut également être proposée pour gérer l’auto-échauffement.
- Test thermique avec les installations du laboratoire CTEC et contrôle de la température pour valider la conception.
Substrat et revêtement
Nous travaillons depuis longtemps avec nos fournisseurs de miroirs et nos fabricants de revêtements, avec lesquels nous développons des composants optiques en co-conception pour répondre au mieux aux besoins du client. Nous avons l’habitude de travailler avec des substrats tels que le carbure de silicium, la silice fondue et autres. Des chaînes d’approvisionnement ont été établies avec nos fournisseurs. Pour les spécifications exigeantes des composants optiques, nous pouvons réaliser des prototypes pour mesurer et valider les performances optiques avant de s’engager avec un modèle qualifié.
CTEC a la capacité d’intégrer vos composants optiques tout en tenant compte de l’impact du mécanisme sur les propriétés optiques, par le biais de simulations électromécaniques et thermiques. Nous travaillons en étroite collaboration avec nos partenaires optiques afin de concevoir les meilleures solutions opto-mécaniques.
