Optique & Photonique

Lorsque Wilhelm Röntgen a découvert et étudié le rayon X à la fin du XIXème siècle, il était l'un des rares pionniers dans ce domaine à utiliser systématiquement des boucliers en plomb pour se protéger. S'il ne savait probablement pas exactement pourquoi, il se doutait toutefois que ce type de rayonnement n'était pas bon pour la santé – et ses soupçons étaient bien fondés. Malgré leur effet néfaste, les rayons X contribuent cependant aussi au rétablissement de la santé puisqu'ils comptent parmi les instruments de diagnostic médical les plus puissants et jouent, dans de nombreux cas, un rôle crucial dans l'identification du bon traitement à suivre.

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Allumez votre lampe de poche une seule seconde et dirigez-la vers le ciel : son faisceau a déjà atteint la lune. À quelle vitesse faudrait-il allumer puis éteindre la lampe pour que son faisceau soit plus court que l'épaisseur d'un cheveu humain ? Une chose est sûre, le pouce n'y arriverait pas. Des faisceaux ultra-brefs ou des impulsions de cet ordre de grandeur sont émis par des lasers femtoseconde qui divisent la lumière laser concentrée en trains d'ondes comprimés de forte énergie. Ils permettent de traiter tous les types de matériaux, de la cornée de l’oeil humain à la céramique extrêmement dure, et ce au micromètre près. Le fabricant français de mécanique de précision ISP System produit les actionneurs qui servent à aligner les prismes, les miroirs et les fi ltres de ces lasers de haute puissance avec exactitude pour que les impulsions lumineuses arrivent au bon endroit avec l'intensité souhaitée. La fi abilité de l'entraînement est garantie par les moteurs pas à pas de FAULHABER.

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Grâce à une unité de positionnement de lentille automatisée, les chirurgiens peuvent observer la rétine et la cornée sans efforts ni contorsions.

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Le microscope est un instrument quotidiennement indispensable pour la recherche et la médecine. Depuis l’origine, on déplace le porte-objet sur la table de microscope sous l’objectif pour pouvoir observer les zones d’intérêt de l’éprouvette, mais le déplacement manuel ne correspond plus à l’état de l’Art. Aujourd’hui, les micromoteurs sont un choix pour cette opération, mais ils ne se ressemblent pas tous. Afin de garantir l’absence totale du jeu et un déplacement à la fois rapide et très précis, une nouvelle méthode consiste à faire appel à de petits servomoteurs linéaires à courant continu. Ils permettent de parcourir des courses de l’ordre du décimètre avec une précision fidèle de quelques microns.

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En médecine et dans l’industrie, il apparaît évident que la tendance de ces dernières années est aux procédures de haute précision et à la miniaturisation. La chirurgie mini-invasive, la technologie dentaire comme l’industrie des microtechnologies en sont les principaux exemples. Malheureusement, cela demande un effort considérable d’identifier de petites structures à l’oeil nu. L’emploi de loupes, avec leur vision unidimensionnelle, est souvent problématique. Les microscopes stéréoscopiques stationnaires, peu maniables, ne sont pas non plus une solution, particulièrement dans le domaine de la médecine. Cependant, un nouveau type de système optique est en train de révolutionner le travail sur des structures microscopiques ; il se porte directement sur la tête.
Les moteurs pas à pas miniatures contrôlent l’agrandissement et la mise au point pour chaque oeil. Une vision limpide en 3D permet des opérations même sur les plus petits vaisseaux, ainsi que l’examen ou l’assemblage de structures microscopiques, et ce sans fatiguer les yeux.

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L’astronomie moderne fait face aux mêmes problèmes rencontrés par les premiers explorateurs du ciel il y a quelques siècles. Les étoiles ne brillent que faiblement, et plus une étoile est loin, moins sa lumière a de chance d’atteindre la Terre. Ce problème ne peut se résoudre qu’en concentrant la lumière perçue, et donc en utilisant des télescopes toujours plus grands. La technologie actuelle est si évoluée que la taille toujours grandissante des télescopes ne constitue plus un problème. Cependant, les télescopes géants stationnaires restent très peu flexibles. C’est pourquoi de plus en plus de solutions flexibles sont utilisées, en particulier des miroirs qui deviennent de plus en plus fins et mobiles et le récepteur optique lui- même, constitué de différents éléments séparés et mobiles.
Les microentraînements sont utilisés pour ajuster l’optique, afin de minimiser les déviations du matériel, la distorsion gravitationnelle, ou encore les fluctuations de la réfraction de l’atmosphère. Il est donc nécessaire d’employer des systèmes d’entraînement miniatures, équipés de réducteurs sans jeu, et ayant une durée de vie et une fiabilité à toutes épreuves.

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Si vous souhaitez mettre des choses en mouvement, vous aurez toujours besoin d’une forme d’entraînement. Cependant, la technologie traditionnelle a souvent recours à des systèmes relativement grands, qui sont bien trop encombrants pour de nombreuses applications. Toutefois, la tendance à la miniaturisation a profondément marqué les techniques d’entraînement. Des moteurs électriques puissant et petits, avec un diamètre de quelques millimètres seulement, garantissent des innovations pionnières dans les secteurs les plus divers. L’automation industrielle n’est pas la seule à bénéficier de cette technologie, les autres secteurs y ont également de plus en plus recours. De nos jours, les systèmes d’entraînement miniatures modernes font même avancer la science, comme le montre l’exemple suivant d’une application en astronomie. La combinaison d’un moteur C.C. miniature, d’un encodeur et d’un réducteur planétaire sans jeu, assure un positionnement précis des modules optiques.

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