FR2704363A1

FR2704363A1 - Stable structure for laser resonator chassis

Info

Publication number: FR2704363A1
Application number: FR9304865A
Authority: FR
Inventors: Etcheparre Bernard; Bardusco Eric
Original assignee: BRIGANTINE AIRCRAFT SA
Current assignee: BRIGANTINE AIRCRAFT SA
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-10-28

Abstract

Device for producing the structure of a laser resonator. The invention relates to the production of a particularly stable structure making it possible to instal and hold in position the constituent elements of a laser resonator. It consists of a sandwich produced using two plates (1) and (3) and a honeycombed aluminium part (2). Each of the plates consists of longitudinal carbon fibres and an epoxy matrix. The sandwich supports, on its upper surface, elements (4), (5), (6) and (7) which are connected by adhesive bonds and are intended to receive the constituents of the laser resonator. A carbon-epoxy rule ref. (8) connects these elements together and completes the stability and rigidity of the assembly.

Description

DESCRIPTION
La présente invention concerne une structure destinée à réaliser et à garantir le montage et la géométrie des éléments constituant un résonateur laser.DESCRIPTION
The present invention relates to a structure intended to produce and guarantee the mounting and the geometry of the elements constituting a laser resonator.

L'assemblage des éléments constituant un résonateur laser nécessite une grande précision de montage géométrique. De plus, cette précision doit être respectée lorsque l'appareillage subit des variations de températures. The assembly of the elements constituting a laser resonator requires great precision in geometric mounting. In addition, this precision must be respected when the apparatus undergoes temperature variations.

Pour cela, les constructeurs actuels utilisent des matériaux à faibles coefficients de dilatation et isolent ceux-ci des variations thermiques. For this, current manufacturers use materials with low coefficients of expansion and isolate them from thermal variations.

L'invention concerne une structure dont les effets combinés, des qualités de matériaux et de leur disposition, permettent de réaliser ce que l'on appelle un -banc optique- de grande rigidité et stabilité. The invention relates to a structure whose combined effects, qualities of materials and their arrangement, make it possible to produce a so-called optical bench of great rigidity and stability.

Ce banc optique comporte une structure de base, sous forme d'un sandwich, surmontée de platines métalliques installées sur champ. This optical bench has a basic structure, in the form of a sandwich, surmounted by metal plates installed on the field.

Ces platines reçoivent directement les éléments constituant le résonateur lui-même
La partie supérieure de ces platines reçoit, parallèlement au banc, une réglette.These plates directly receive the elements constituting the resonator itself
The upper part of these plates receives, parallel to the bench, a strip.

La structure de base est un sandwich dont les plaques sont en matériaux composites carbone époxy et l'âme en nid d'abeilles aluminium. The basic structure is a sandwich, the plates of which are made of epoxy carbon composite materials and the core of aluminum honeycomb.

A l'intérieur de ces plaques, l'équilibre des forces engendrées par les variations thermiques au sein des différents composants permet d'obtenir un comportement neutre vis à vis de la température. Inside these plates, the balance of forces generated by thermal variations within the various components makes it possible to obtain a neutral behavior with respect to temperature.

- Les platines sur champ sont métalliques - le plus souvent en acier ou en alliage d'aluminum, - La réglette supérieure est, elle aussi, en composite carbone-époxy.- The plates on the field are metallic - most often in steel or aluminum alloy, - The upper strip is also made of carbon-epoxy composite.

La fixation de ces éléments entre eux s'effectue par méthode de collage à froid. The fixing of these elements together is carried out by cold bonding method.

Le banc optique, représenté par les figures (1) et (2), comporte un sandwich de base constitué des deux plaques en matériaux composites rep (1) et (3). The optical bench, represented by figures (1) and (2), comprises a basic sandwich made up of the two plates in composite materials rep (1) and (3).

Ces plaques sont réalisées sous une presse à plateaux chauffants. Elles sont constituées de réglettes carboneépoxy juxtaposées, et liées entre elles à l'aide d'un adhésif époxy et de tissus carbone. These plates are produced under a heating plate press. They consist of juxtaposed carbonepoxy strips, and linked together using an epoxy adhesive and carbon fabrics.

Ces plaques sont alors assemblées avec une pièce de nid d'abeilles rep. (2), d'épaisseur variable à l'aide d'un adhésif époxy. Cette opération d'assemblage s'effectue à l'aide de la presse à plateaux chauffants. These plates are then assembled with a piece of honeycomb rep. (2), of variable thickness using an epoxy adhesive. This assembly operation is carried out using the heating plate press.

La pièce ainsi constituée, appelée "sandwich", est alors prête à recevoir les platines repères (4), (6), (7) et (8). L'assemblage est réalisé, dans l'état de l'art actuel, avec un adhésif polyuréthane et avec l'aide d'un outillage de positionnement géométrique. The piece thus formed, called a "sandwich", is then ready to receive the reference plates (4), (6), (7) and (8). The assembly is carried out, in the current state of the art, with a polyurethane adhesive and with the help of a geometric positioning tool.

La réglette (5) peut enfin être collée à l'aide du même adhésif polyuréthane. The strip (5) can finally be glued using the same polyurethane adhesive.

D'autres variantes de réalisation sont possibles, notamment des assemblages à l'aide d'autres adhésifs ou de moyens mécaniques comme des vis ou des rivets. Other alternative embodiments are possible, in particular assemblies using other adhesives or mechanical means such as screws or rivets.

Le nombre de platines (4 dans l'exemple) et leur disposition peuvent varier suivant les spécificités optiques de chaque laser. The number of plates (4 in the example) and their arrangement can vary according to the optical specificities of each laser.

Le comportement stable de la structure vis à vis des variations de température est obtenu par un choix judicieux de la nature et des proportions des matériaux utilisés. Les plaques du sandwich ainsi constitué présentent donc un coefficient de dilatation global proche de zéro, par le fait que ses constituants présentent des coefficients de dilatation de signes algébriques opposés. The stable behavior of the structure with respect to temperature variations is obtained by a judicious choice of the nature and proportions of the materials used. The plates of the sandwich thus formed therefore have an overall coefficient of expansion close to zero, by the fact that its constituents have coefficients of expansion of opposite algebraic signs.

Ces plaques stables sont reliées entre elles par un matériau d'âme ayant une bonne conductibilité technique dans notre cas, du nid d'abeilles alumimium - cette disposition permet de faciliter l'échange thermique entre ces plaques et de diminuer de ce fait le gradient de température entre la plaque supérieure et la plaque inférieure du sandwich. Ainsi les variations de la température environnante du sandwich ne produisent-elles que peu d'écart de dimension d'une plaque par rapport à l'autre. These stable plates are connected to each other by a core material having good technical conductivity in our case, from alumimium honeycomb - this arrangement makes it possible to facilitate the heat exchange between these plates and thereby reduce the gradient of temperature between the upper plate and the lower plate of the sandwich. Thus the variations in the surrounding temperature of the sandwich produce only a small difference in dimension of one plate with respect to the other.

La disposition géométrique sous la forme d'un sandwich servant de soubassement aux platines du résonateur entraîne un effet d'atténuation des variations de dimension des plaques. Cet état de fait est mis en évidence par une équation mathématique qui permet d'optimiser les dimensions générales et la disposition géométrique. The geometrical arrangement in the form of a sandwich serving as a base for the plates of the resonator leads to an effect of attenuation of the variations in dimension of the plates. This state of affairs is highlighted by a mathematical equation which makes it possible to optimize the general dimensions and the geometric arrangement.

Claims

1 / Structure intended for the production of laser resonators characterized by a carbon epoxy / aluminum honeycomb sandwich bench used as a base for the implantation of the constituent elements of the resonator itself.

2 / Structure according to claim (1), characterized in that the expansion coefficients of the materials used for the constitution of the sandwich plates are opposite algebraic signs and thus make it possible to produce a thermally stable body - the plates having a almost zero overall coefficient.

3 / Structure according to claim (1), characterized in that the thickness of the sandwich generates an attenuation - at the axes of the plates - residual variations in length.

4 / Structure according to claim (1), characterized in that the temperature variations of a plate are reflected per second by a core material having good thermal conductivity.