Les séparateurs de faisceaux optiques sont des composants optiques de précision qui divisent, combinent ou redirigent la lumière entre les trajets de transmission et de réflexion au sein des systèmes d'imagerie et des systèmes laser utilisés dans le domaine de la défense. Ils sont utilisés dans les capteurs électro-optiques, les viseurs d'armes, les systèmes de ciblage, les télémètres laser, les équipements de surveillance et les imageurs multispectraux.
Cette page présente des fabricants de séparateurs de faisceaux optiques proposant des modèles de type plaque, cube, pellicule, dichroïques, polarisants, non polarisants, à large bande et adaptés aux lignes laser.
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Solutions d'optique de précision et de photonique pour les systèmes d'imagerie, de détection et de ciblage destinés à la défense
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Les séparateurs de faisceau optiques divisent, combinent ou redirigent la lumière au sein d’un système optique en contrôlant la proportion de lumière incidente qui est transmise et réfléchie. Leur comportement est déterminé par des facteurs tels que le matériau du substrat, la conception du revêtement, l’angle d’incidence, la longueur d’onde et la polarisation, ce qui permet à un séparateur de faisceau de répartir l’énergie optique entre différents capteurs, canaux d’observation ou trajets laser.
Dans les systèmes de défense, des séparateurs de faisceaux optiques de précision sont utilisés dans les capteurs électro-optiques/infrarouges (EO/IR), les viseurs d’armes, les systèmes de ciblage, les télémètres laser, les équipements de surveillance, les imageurs multispectraux et d’autres ensembles optiques. Les conceptions vont des séparateurs de faisceau compacts en forme de plaque ou de cube à des configurations sélectives en longueur d’onde et polarisantes, optimisées pour le fonctionnement dans les domaines de l’ultraviolet (UV), du visible, du proche infrarouge (NIR), de l’infrarouge à ondes courtes (SWIR), infrarouge à ondes moyennes (MWIR) ou infrarouge à ondes longues (LWIR).
Un séparateur de faisceau peut diviser la lumière incidente en deux trajets distincts, l’un transmis et l’autre réfléchi, permettant ainsi à une même entrée optique d’alimenter plusieurs détecteurs ou sous-systèmes. Le rapport réflexion/transmission requis peut être équilibré ou délibérément inégal, en fonction de la puissance optique nécessaire à chaque canal.
Séparateurs de faisceau de Torrent Photonics
Les séparateurs de faisceau peuvent également être utilisés à l’inverse pour combiner la lumière provenant de chemins optiques distincts en un chemin commun. Cela s’avère utile lorsque des canaux d’imagerie, de visée, d’affichage ou laser doivent partager une partie du même train optique tout en conservant des caractéristiques spectrales ou de polarisation contrôlées.
Un séparateur de faisceau d’imagerie peut diriger des portions de la lumière entrante vers différents réseaux de capteurs au plan focal, caméras ou détecteurs. Dans les systèmes EO/IR, cela permet à plusieurs capteurs de recevoir la lumière provenant d’une ouverture d’entrée commune ou d’un chemin optique aligné, tout en fonctionnant à des longueurs d’onde différentes ou en remplissant des fonctions d’imagerie distinctes.
Un séparateur de faisceau dichroïque utilise des revêtements sélectifs en fonction de la longueur d’onde pour réfléchir certaines régions spectrales tout en transmettant d’autres. Les séparateurs de faisceau multispectraux peuvent ainsi séparer les bandes visibles, NIR, SWIR, MWIR ou autres en canaux de capteurs dédiés sans nécessiter d’optiques d’entrée totalement indépendantes. La transition précise entre les bandes réfléchies et transmises dépend de la conception du revêtement, de l’angle d’incidence et de la polarisation.
Un séparateur de faisceau polarisant divise la lumière en fonction de la polarisation, séparant généralement les états de polarisation orthogonaux en faisceaux transmis et réfléchis. Les séparateurs de faisceau à cube polarisant sont utilisés lorsque le contrôle de la polarisation est essentiel pour les systèmes laser, les mesures optiques, l’imagerie ou d’autres fonctions sensibles à la polarisation.
Un séparateur de faisceau laser peut dévier une fraction contrôlée d’un faisceau laser vers un détecteur de surveillance tout en transmettant la majeure partie de la puissance optique vers le trajet principal. Cela permet d’effectuer des diagnostics de faisceau, la surveillance de la puissance, l’alignement, le contrôle par rétroaction et d’autres fonctions sans interrompre le fonctionnement du faisceau principal.
Les séparateurs de faisceau optiques sont disponibles en plusieurs configurations, chacune adaptée à différentes exigences en matière de longueur d’onde, de conditionnement, de polarisation et d’imagerie.
| Type | Construction | Principe de division | Comportement en fonction de la longueur d’onde | Applications typiques dans le domaine de la défense |
| Séparateur de faisceau en plaque | Plaque optique plane traitée | Réflexion et transmission partielles | Monobande ou large bande | Imagerie, viseurs, systèmes laser |
| Séparateur de faisceau en cube | Deux prismes dotés d’une interface de séparation interne du faisceau | Réflexion et transmission internes | Large bande ou spécifique à une longueur d’onde | Ensembles optoélectroniques compacts, optiques laser |
| Séparateur de faisceau à pellicule | Membrane optique très fine | Réflexion partielle à partir d’un film mince | Longueurs d’onde laser courantes ou sélectionnées | Interférométrie, alignement, imagerie à faible effet fantôme |
| Séparateur de faisceau dichroïque | Plaque ou substrat revêtu | Réflexion et transmission spectrales | Forte sélectivité en longueur d’onde | Capteurs multispectraux et EO/IR |
| Séparateur de faisceau polarisant | Plaque ou cube doté d’un revêtement sélectif en polarisation | Séparation de polarisation | Optimisation par bande et par polarisation | Systèmes laser et capteurs sensibles à la polarisation |
| Séparateur de faisceau non polarisant | Plaque ou cube revêtu | Séparation similaire pour des polarisations orthogonales | Large bande ou raie laser | Imagerie et instrumentation laser |
| Séparateur de faisceau à large bande | Élément optique à revêtement multicouche | Réflexion partielle sur une large bande spectrale | Large plage de fonctionnement | Systèmes d’imagerie et de détection polyvalents |
| Séparateur de faisceau pour ligne laser | Revêtement optimisé pour une longueur d’onde étroite | Réflexion contrôlée sur une raie laser définie | Bande étroite | Télémétrie, désignation et mesure laser |
Le substrat détermine la plage spectrale utilisable, le comportement thermique, les propriétés mécaniques et la compatibilité du séparateur de faisceau avec son revêtement optique.
Le choix du matériau doit être adapté à la longueur d’onde, à la plage de températures, à la puissance optique, aux exigences en matière de revêtement et aux conditions environnementales prévues en service.
Séparateurs harmoniques – Séparateurs de faisceaux dichroïques de Torrent Photonics
Les séparateurs de faisceau laser militaires sont utilisés dans les télémètres, les désignateurs, les systèmes de surveillance de faisceau, les dispositifs d’alignement et les architectures laser à haute puissance. Les séparateurs de faisceau à haute puissance nécessitent des conceptions de revêtement adaptées, une faible absorption optique, des matériaux de substrat appropriés et une résistance suffisante aux dommages induits par le laser à la longueur d’onde et au niveau de puissance de fonctionnement.
Les séparateurs de faisceau électro-optiques permettent l’imagerie à ouverture partagée, les ensembles multicaméras, les capteurs de surveillance, les viseurs d’armes et les systèmes de reconnaissance. Un séparateur de faisceau destiné à un viseur d’arme ou à un capteur peut répartir la lumière provenant d’une même scène entre un chemin d’observation, un détecteur d’imagerie, un chemin d’affichage ou un capteur auxiliaire, tout en maintenant l’alignement requis entre les canaux.
Les séparateurs de faisceau de visée permettent aux canaux d’imagerie et laser de partager des trajets optiques alignés. Les séparateurs de faisceau des télémètres laser et des désignateurs laser peuvent séparer ou combiner les trajets d’émission et de réception, diriger une partie du faisceau vers les composants électroniques de surveillance, ou assurer l’alignement entre les canaux laser et d’imagerie.
Les séparateurs de faisceaux multispectraux séparent les différentes régions de longueurs d’onde pour des détecteurs dédiés, aidant ainsi les systèmes EO/IR à combiner la détection dans le visible et l’infrarouge au sein d’un même ensemble optique. Les séparateurs de faisceaux SWIR, MWIR et LWIR doivent utiliser des matériaux de substrat et des revêtements compatibles avec la bande infrarouge visée.
Plusieurs composants optiques remplissent des fonctions qui recoupent celles des séparateurs de faisceau, mais leurs rôles principaux diffèrent.
Le choix du composant approprié dépend de la nécessité, pour le système, d’une division du faisceau, d’une sélection de longueur d’onde, d’un contrôle de la polarisation, d’un changement de direction ou d’une combinaison optique.
Ces avancées permettent de réaliser des ensembles optiques plus compacts et mieux intégrés, tout en conservant les performances spectrales, de polarisation, d’imagerie et d’adaptation aux conditions environnementales requises par les capteurs de défense et les systèmes laser modernes.
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