Optis – Logiciel pour conception optique et mécanique
Description
Le logiciel OptisWorks intégré au logiciel SolidWorks de Dassault Systèmes ouvre aux opticiens, grâce à la solution ODESIS, l’accès à une pluralité d’applications qui couvrent l’ensemble des phases allant de l’analyse des performances optiques, l’analyse de la lumière parasite, simultanément à la mise en situation virtuelle sous contrainte du système opto-mécanique final, qui devient à présent partie intégrante de l’assemblage final.
La conception optique, première étape de la conception opto-mécanique, est directement réalisable sous SolidWorks grâce à la solution ODESIS du logiciel OptisWorks qui inclut un éditeur dédié à la création de géométries de lentilles et de diaphragmes. Les autres types d’éléments optiques peuvent être très facilement dessinés et mis en volume sous SolidWorks. Le verre optique correspondant à la lentille est appliqué à l’aide d’un éditeur de matériaux comprenant toutes les références catalogues des plus grands fabricants.
L’assemblage optique peut ensuite être créé à l’aide des contraintes mécaniques entre les éléments optiques (distances, orientations). Une source optique, disponible parmi une liste de types prédéfinis, doit être mise en place pour lancer la détection automatique de la séquence optique. Cette dernière est ensuite utilisée pour des tracés de rayons, donnant lieu à une première caractérisation qualitative et prenant en compte la détection automatique de la pupille du système.
L’analyse quantitative des performances optiques de la séquence se fait à l’aide des calculs optiques traditionnels :
- Spot diagram, énergie encerclée et Geometric MTF.
- Tableau paraxial, coefficients de Seidel et aberrations paraxiales.
- Courbes d’aberration des rayons transverses.
- Coefficients d’aberrations.
- Erreur de front d’onde, coefficients de Zernike, FFT MTF et PSF.
Un processus d’optimisation est également disponible et permet d’améliorer les caractéristiques du système à partir de variables optiques et mécaniques.
Une fois le système optique calculé, il est très aisé de concevoir la mécanique autour des lentilles à l’aide des esquisses SolidWorks, en mettant en place des contraintes entre les éléments optiques et mécaniques. Le tracé de rayons optiques devient alors un atout pour éviter toute obturation ou vignetage non désiré.
L’ajout de la mécanique pouvant entrainer des détériorations de l’assemblage optique, l’analyse de ses performances est possible à tout moment de cette phase de conception.
Innovation apportée
La solution ODESIS du logiciel OptisWorks offre un seul logiciel pour réaliser à la fois la conception optique et la conception mécanique. Elle évite donc les phases de transfert – exports et imports – pendant un projet entre les différentes équipes. Ces phases sont très souvent critiques car elles sont très consommatrices de temps et souvent sujettes à des pertes de données.
Cette innovation mène naturellement à une évolution des méthodologies de conception de systèmes d’imagerie optique qui sont à présent ouvertes sur le monde de la CAO. L’interaction en amont de l’optique dans le processus de conception permet désormais de converger plus rapidement vers une solution qui répondra globalement à l’ensemble des critères et des spécifications recherchées et non plus isolément à chaque spécification.
De manière générale, l’intégration CAO permet de bénéficier d’autres outils de simulations physiques disponibles avec SolidWorks : thermique, tolérancement, cinématique, détection d’interférences, etc. Il est par exemple possible, grâce au module de simulation thermique, de prendre en compte la dilatation des éléments opto-mécaniques dès la phase de conception optique et de déterminer leur influence sur les performances optiques.
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OPTIS fait de la simulation informatique de phénomènes physiques liés à l’optique. La société OPTIS est fournisseur de solutions intégrées CAO et de services pour la simulation de l’optique, la lumière et la vision humaine. Ses solutions permettent de concevoir des systèmes d’éclairage, de visualiser les futurs produits et encore d’optimiser l’ergonomie visuelle de toutes interfaces utilisateurs. Ses logiciels (SPEOS, OptisWorks, THEIA-RT, HIM, VRXperience) sont des outils d'aide à la décision permettant d'améliorer la visibilité des informations par simulation physio-réelle de la lumière et son impact sur l’environnement. Grace à un important programme de R&D, OPTIS a développé un modèle unique de perception visuelle, prenant en compte les effets de perception des couleurs, saturation, vision des contrastes, mise au point, apportant une dimension nouvelle à l'image de synthèse, et permettant aux ergonomes de visualiser la perception que l'utilisateur final aura de l'environnement. OPTIS vous permet d’intégrer l’optique, la lumière et la vision humaine dans votre processus d’innovation. |
Imagine Optic - Analyseur de front d’onde nouvelle génération
Description
Un analyseur de front d'onde Shack-Hartmann est un instrument permettant de mesurer la forme d'une surface d'onde à partir d’une matrice de microlentilles et d’un CCD. Le front d’onde est « découpé » par chacune des microlentilles pour donner un point de focalisation dont la localisation indique la pente locale du front d’onde. Une série d’algorithmes permet de reconstruire la surface d’onde.
Le HASO™4 First est le premier analyseur de front d’onde d’une nouvelle génération de produit chez Imagine Optic. Il exploite toutes les nouvelles fonctionnalités et performances des caméras CCD, notamment, les nouvelles interfaces. Les performances et caractéristiques du HASO™4 First nous permettent d’élargir notre offre produit et, par la même, d’élargir notablement le spectre des applications. En effet, Le HASO™4 First est déjà utilisé en contrôle process pour le réglage d’instruments ou de machines en phase d’assemblage. Il existe, également, des applications OEM comme les caméras rétiniennes à résolution cellulaire (voir ci-dessous). Il est également utilisé pour la métrologie.
Il est possible de configurer Le HASO™4 First selon deux modes de fonctionnement : un mode « Full resolution » avec une fréquence d’acquisition de 90 Hz ou un mode « High Speed » avec une fréquence d’acquisition atteignant 150 Hz.
Caractéristiques principales :
- Dimensions de la pupille du capteur : 3.6 x 4.6 mm² à 90 Hz / 1.8 x 2.3 mm² à 150 Hz
- Nombre de microlentilles : jusqu’ à 32 x 40
- Plage de mesure en Tilt : > ± 3 °
- Plage de mesure en courbure : ± 0.018 m… ± ∞
- Répétabilité (rms) : < λ/200
- Précision absolue de la mesure de front d’onde : ~ λ/100 (typiquement 5 nm)
- Sensibilité de la mesure du Tilt (rms) : 5 µrad
- Longueur d’onde de calibration : dans la gamme 400 à 1100 nm
- Dimensions : 35 x 35 x 50 mm
- Poids (sans câble USB) : 150 g
- Interface : USB 3.0
- Logiciel: mesure de front d onde, de réponse percussionnelle, de fonction de transfert de modulation, localisation de source, Zernike, etc...
Innovation apportée
Le HASO™4 First, dernier né des analyseurs de front d’onde d’Imagine Optic, ouvre de toutes nouvelles perspectives. Avec une précision de λ/100 (5 nm) et une grande dynamique, cet instrument s’inscrit dans la continuité de la gamme HASO. Il se distingue des analyseurs du marché d’une part par son ultracompacité, sans compromis de performance, d’autre part par sa conception « 2 en 1 » : exploitant les capacités "ROI" de sa camera CCD, il est configurable à 90 Hz en pleine résolution ou 150 Hz en résolution réduite. En outre, premier analyseur du marché à offrir une interface USB 3.0, le HASO™4 First répond aux évolutions du marché des PC. Enfin, totalement compatible avec le nouveau logiciel HASO V3.1 (plus de 180 fonctions disponibles), ce capteur devient un objet « métamétrologique » capable non seulement de mesurer mais aussi de localiser, de faire du tracking, de paralléliser le contrôle de process quand c’est possible ou encore de commander un miroir déformable.
Le HASO™4 First devient donc la solution OEM idéale, plus rapide, plus flexible. Par exemple, pour contrôler un module d’optique adaptative dans les systèmes de microscopie superrésolution : il permet d’en augmenter les performances pour atteindre une précision de l’ordre de 5 nm sur un microscope NSTORM (Nikon).
Figure 4: Combined two-color 3 dimensional PALM and dSTORM imaging of mEos2-Centrin1 (orange) and Alexa 647 labeled Cep164 (light blue). The scale bar is 200 nm. For the visualization of results we used the PALMview program developed by Mohamed El Beheiry (Institue curie, Paris).
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Imagine Optic est une PME qui conçoit, développe, fabrique et commercialise des solutions de métrologie de front d’onde et d’optique adaptative, basées sur la technologie Shack-Hartmann. L’entreprise dispose d’une gamme de capteurs et d’instruments « sur étagère », réalise des développements spécifiques et poursuit ses propres développements en interne, pour enrichir sa gamme, améliorer les performances et adapter son savoir-faire aux besoins effectifs de ses clients. 3 principaux axes de développement sont poursuivis : la métrologie optique, l’optique adaptative pour laser, l’optique adaptative pour la microscopie. Plus récemment, Imagine Optic a développé en collaboration un miroir déformable de grande dimension pour les lasers haute énergie. Créée fin 1996 par Xavier Levecq et Samuel Bucourt, la société n’a cessé d’innover en introduisant des analyseurs de front d’onde Shack-Hartmann métrologiques offrant des performances croissantes, forgeant ainsi de nouvelles perspectives à des utilisateurs de plus en plus nombreux. Fin 1999, Imagine Optic démontre la première boucle d’optique adaptative autoréférencée et propose alors sur le marché des logiciels de correction polyvalents, pouvant s’intégrer avec la plupart des composants déformables du marché. En 2001 et 2002, Imagine Optic met sur le marché des analyseurs pour le proche infrarouge et pour l’UV. L’année suivante, le premier analyseur pour synchrotron est prouvé au CXRO (Berkeley). Depuis, Imagine Optic a contribué aux développements de plusieurs miroirs déformables comme le mirao 52d (Imagine Eyes, licence CNRS) ou Marx (en collaboration avec SOLEIL et ISP), miroirs linéaires de grande dimension pour ligne synchrotron. En parallèle, Imagine Optic propose des solutions sur mesure répondant à des problématiques industrielles : caractérisation sur ligne de production de verres ophtalmiques ou de lentilles liquides pour téléphone portable. En 2008, Imagine Optic a lancé un nouvel instrument de métrologie capable de caractériser entièrement et automatiquement des objectifs de « petite » dimension (objectif de microscope, d’endoscope ou encore d’appareil photo numérique). En 2010, Imagine Optic a lancé le développement d’un analyseur X dur avec le synchrotron SOLEIL : la encore, les expérimentations sont des premières mondiales. En 2011, Imagine Optic lance le miroir déformable ILAO, de très grandes dimensions, pour les lasers ultra intenses. C’est un développement joint avec ISP System. Le succès est immédiat, avec plus de 10 installations dès la première année d’exploitation. Enfin en 2012, Imagine Optic lance MicAO, une plateforme d’optique adaptative dédiée à la microscopie, en particuliers aux technologies de superrésolution. Cette nouvelle activité est devenue un axe stratégique de développement de l’entreprise, qui a spécifiquement renforcé son organisation autour de l’activité bioimaging. En résumé, l’offre d’Imagine Optic est axée sur 3 principales briques technologiques : les analyseurs de front d’onde (type Shack-Hartmann, HASO), des miroirs déformables (mirao et ILAO) ; les logiciels de métrologie et d’optique adaptative (CASAO, GENAO, PHARAO). Ces briques sont complétées par un savoir-faire complet (engineering) et par des systèmes tels que MicAO, pour servir 3 principaux marchés : la métrologie optique, les laser ultraintense et la microscopie. |
ALPhANOV - Interfaçage de fibres micro-structurées
Description
Les fibres micro-structurées, aussi appelées fibres à cristal photonique, sont devenues en quelques années une technologie incontournable pour la photonique et les lasers de puissance. Ces fibres possèdent des propriétés uniques de confinement de la lumière qui reposent sur la périodicité de leur structure d’indice. La variété des architectures possibles permet ainsi d’adresser des applications en bio-imagerie, métrologie, capteurs ou procédés industriels.
L’intégration de ces fibres spéciales repose sur la capacité à interfacer et à connectoriser leurs embouts, ces fibres présentant parfois des géométries délicates, les rendant fragiles ou difficiles à packager. ALPhANOV a développé un savoir-faire en interfaçage de fibres micro-structurées, fibres à cristal photonique et fibres à cœur creux, grâce auquel les extrémités des fibres sont scellées hermétiquement puis polies à un angle contrôlé. Le connecteur inclut un suppresseur de mode assurant que la puissance couplée à l’extérieur du cœur ou de la gaine n’atteigne pas le polymère. La longueur de scellement doit par ailleurs être la plus courte possible afin d’assurer l’intégrité des caractéristiques de la fibre (polarisation, qualité de faisceau).
Ce savoir-faire unique, qui inclut également des techniques d’épissure, de clivage ou de collage et des connecteurs et des adaptateurs de mode, a permis à ALPhANOV d’établir un partenariat avec NKT Photonics, leader mondial pour la fabrication des fibres spéciales micro-structurées.
Briques technologiques :
Le savoir-faire développé par ALPhANOV sur l’interfaçage de fibres micro-structurées comprend les briques technologiques suivantes :
- Connecteurs haute puissance de fibres micro-structurée avec embouts intégrés :
- tenue haute puissance avec suppresseur de mode
- conçus pour un refroidissement optimisé
- adaptés aux fibres PM avec ergot d’alignement
- polissage avec une précision de +/-0.5° en angle
- Suppresseur de mode pour tenue haute puissance
- Epissures à faibles pertes
- Convertisseurs de mode
- Terminaisons de fibres scellées hermétiquement (longueur de scellage <50μm (+/- 5 μm))
- Embouts de plusieurs millimètres sur fibres « rod-type » ou autres fibres spéciales pour augmenter la tenue au flux
- Combineur de pompe et signal sur fibres micro-structurées actives pour intégration monolithique
Avantages de la technologie :
- Interfaçage compatible avec un grand nombre de fibres micro-structurées et autres fibres spéciales
- Tenue haute puissance avec réduction de perte
- Facilité d’intégration
- Fiabilité accrue
Innovation apportée
La force du savoir-faire mis en œuvre par ALPhANOV est de couvrir une large gamme de techniques et de composants et de proposer aussi bien des composants standards que des solutions spécifiques.
Ce savoir-faire a permis en outre de proposer des briques technologiques innovantes pour des architectures de laser à fibre de puissance. Par exemple, ALPhANOV a développé un combineur de puissance pour fibre micro-structurée tout intégré et permettant de combiner signal et pompe dans une fibre PCF. Ce composant peut inclure de 2 à 6 ports, gérer une puissance allant jusqu’à 100 Watts et ce avec une grande efficacité de couplage. Ce composant constitue une brique essentielle et innovante pour des amplificateurs de puissances. Il simplifie grandement l’intégration de ces fibres optiques actives à cœur large pour réaliser des systèmes laser à fibre entièrement fibrés. Ce produit est particulièrement adapté aux régimes limités par les effets non linéaires des fibres : amplification d’impulsions haute énergie, courtes ou mono fréquence.
Légende : Combineur monolithique N+1 vers 1 pour fibre micro-structurée
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ALPhANOV est le centre technologique du pôle de compétitivité « Route des Lasers ». Créé en 2007, le centre technologique optique et lasers ALPhANOV a pour objectif d’amplifier l’innovation par la collaboration entre la recherche et l’industrie. Mobilisant, parallèlement à l’expertise de son personnel, les compétences des laboratoires, des PME et des grands groupes de la filière optique et lasers aquitaine, il contribue à la création et au développement des entreprises en apportant des solutions innovantes répondant à leurs attentes. Il propose un ensemble de moyens et de services en optique et lasers, s’orientant autour de trois axes :
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Leukos - Source laser super-continuum avec mode d’opération paramétrable
Description
Le PEGASUS est une source laser super-continuum de nouvelle génération. Il s’agit d’un laser super-continuum agile qui fournit à ses utilisateurs la possibilité de travailler à différents modes d’opération. Le PEGASUS offre à son utilisateur deux paramètres essentiels d’ajustement : la longueur d’impulsion et la cadence de répétition.
L’utilisateur choisit les longueurs d’impulsion et les cadences auxquelles il souhaite travailler. Les cadences de répétition peuvent être définies avec un pas de 50kHz. Le PEGASUS est aussi équipé d’une sortie de synchronisation qui permet à l’utilisateur de récupérer le « signal horloge » des impulsions laser.
Le laser super-continuum PEGASUS génère un large spectre couvrant les longueurs d’onde du visible de 410nm jusqu’au proche infrarouge à 2400nm. Bien qu’il délivre jusqu’à 2W de puissance moyenne totale, le PEGASUS se présente sous un format mécanique compact, un rack 2U 19", simple à intégrer, qui s’adapte parfaitement aux conditions de travail en laboratoire.
Le PEGASUS est un laser clé en main. Son interface de contrôle a été pensée de manière à en faire un outil convivial, simple d’utilisation. Le contrôle peut être effectué en local en parcourant le menu déroulant sur l’afficheur LCD en face avant du laser. Autrement le laser peut être contrôlé à distance par ordinateur grâce à une connectique USB.
Le laser super-continuum PEGASUS est basé sur une technologie brevetée résultante de 4 années de développement conjoint entre LEUKOS et Multitel.
Principales caractéristiques :
Innovation apportée
Un laser paramétrable : les sources laser super-continuum sont basées sur des technologies lasers avec les paramètres cadence de répétition et longueur d’impulsion fixes. Ces paramètres sont traditionnellement fixés à la fabrication du laser. Le PEGASUS offre la possibilité de modifier ces deux paramètres longueur d’impulsion et cadence de répétition et autorise ainsi différents modes de fonctionnement. L’utilisateur dispose donc d’un laser paramétrable, qu’il est possible de faire fonctionner avec différents couples longueur d’impulsion/cadence de répétition.
Un design intelligent : traditionnellement afin de disposer de différentes cadences de fonctionnement sur une source laser super-continuum les fabricants utilisent une source super-continuum à forte cadence (au-delà de la dizaine de Mégahertz), puis ils viennent y découper des impulsions avec un « pulse-picker ». Le PEGASUS se distingue par un design breveté permettant la modification de la cadence de fonctionnement du laser sans introduction d’un composant supplémentaire « découpeur d’impulsion ».
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Créée en février 2006, LEUKOS est une start-up universitaire issue du laboratoire XLIM (UMR CNRS 7252). L’entreprise conçoit et commercialise des sources laser super-continuum, ainsi que des instruments optiques. Ses locaux se situent sur le site d’ESTER Technopole à Limoges. LEUKOS est une structure à taille humaine composée de huit jeunes et dynamiques collaborateurs. Les compétences clés sont dans les domaines de la fibre optique, l’optique laser et l’optique non-linéaire. Les solutions optiques de LEUKOS sont présentes à l’international chez des acteurs publics et industriels dans les métiers de tests et mesures, et de recherche et développement, pour la métrologie, l’imagerie biomédicale, l’astronomie et d’autres. |
MicroOLED – Micro-écran OLED haute densité de pixels
Description
MICROOLED a développé une technologie OLED avec une très bonne efficacité photonique. Cette brique technologique combinée à son savoir-faire sur les filtres colorés, les couches d’encapsulation et l’intégration de l’électronique permet de développer des micro-écrans avec une haute densité de pixels et une très faible consommation d’énergie. Sur ce nouvel écran développé en 2013, la densité de pixels atteint le chiffre record de 6,9 millions de pixels /cm2, et, en intégrant toute l’électronique de contrôle et la gestion des alimentations, MICROOLED offre ainsi la solution la plus compacte du marché et facile à mettre en œuvre.
Principales caractéristiques :
- Micro-écran OLED 0,39’’
- 3,3 millions de dots soit 6,9 millions de dots par cm2
- 1044 x 788 pixels couleur
- Contrôleur et génération des tensions intégrés
- Color gamut supérieur à 85% NTSC
- Consommation d’énergie : ~200 mW
Innovation apportée
Ce micro-écran OLED possède les caractéristiques habituelles de notre technologie qui sont principalement :
La qualité d’image, en particulier :
- Un contraste très élevé (jusqu’à 200 000 :1)
- Une très belle uniformité d’image sans variation visible d’uniformité de pixel à pixel
- Une finesse de pixel grâce à son architecture en 4 sous-pixels sans zone morte autour des pixels (sans black matrix)
- Un rendu de couleur naturel
La très faible consommation d’énergie : 200 mW pour 3,3 millions de pixels à 60Hz
De plus, il a deux caractéristiques uniques au monde à ce jour :
- C’est l’écran OLED avec la plus forte densité de pixel existante à notre connaissance.
- C’est le premier micro-écran OLED à intégrer l’ensemble de l’électronique de contrôle ainsi que la gestion des tensions et de la consommation d’énergie. Ainsi la balance des blancs, la correction d’échelle de gris, l’ajustement en fonction de la température, le réglage de la luminance, la génération de tension négative entre autres sont des fonctions intégrées dans l’écran.
Le résultat est un écran avec une résolution impressionnante, une excellente qualité d’image, et une taille minimale permettant d’être facilement intégré dans des viseurs très compacts pour des appareils photos, ou dans des lunettes informatives (du type Google glass) ou vidéo, ou dans d’autres systèmes de visée. L’excellente qualité d’image donne une impression d’image très naturelle grâce à la qualité de reproduction des couleurs, la finesse extrême du pixel et une impression de profondeur grâce au contraste très élevé.
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MICROOLED est une société qui développe et fabrique des écrans OLED miniatures pour les applications proches de l’œil, telles que les viseurs d’appareils photo, les lunettes informatives ou vidéo, les jumelles ou autres appareils de visée. La technologie de MICROOLED est unique en particulier en termes de qualité d’image et de très faible consommation d’énergie. MICROOLED en quelques mots :
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Piezoconcept – Gamme de platines piézoélectriques haute stabilité
Description
La gamme de platines piézoélectriques présentée par la société Piezoconcept repose sur un concept entièrement nouveau, tant au niveau des actionneurs et des capteurs utilisés que de l’électronique de contrôle.
Tout d’abord, les capteurs qui sont couramment utilisés pour les platines piézoélectriques (capteur capacitif, jauge de contrainte) sont le plus souvent une limite à la résolution de la platine. En effet, les platines actuelles ont une résolution donnée meilleure en boucle ouverte qu’en boucle fermée. Ceci montre que le bruit ou l’instabilité produit par les capteurs actuels est supérieur à la résolution intrinsèque du système de positionnement.
Par conséquent, nous avons développé des capteurs spécifiques :
- Dont la réponse ne dépend pas de la température
- Dont la réponse ne dépend pas de l’environnement (pression atmosphérique, présence de polluant)
- Dont le rapport signal à bruit est extrêmement élevé
Il nous fallait pour cela un capteur à base d’un solide dont les propriétés sont indépendantes de la pression atmosphérique, des polluants et que nous avons pu intégrer dans une structure nous permettant de soustraire l’effet de la température.
De plus, un travail important a été réalisé sur la conception mécanique des platines. En effet, afin d’avoir la stabilité la plus élevée possible, il est important de réaliser une platine :
- ne présentant pas de friction ;
- dont les lames soient les plus rigides possibles pour une course donnée : en effet, si la conception de la platine est trop flexible, elle peut présenter des résonances importantes entre 500Hz et 5kH, ce qui peut être gênant pour certaines applications (pinces optiques notamment) ;
- dont le design permet de limiter les effets thermiques sur la stabilité de positionnement : en effet, les dilatations thermiques des matériaux est la première cause d’instabilité long terme d’une platine piézoélectrique.
Enfin, afin de réaliser un système possédant une stabilité picométrique, il a été nécessaire de réaliser une électronique à très bas niveau de bruit et stable dans le temps.
Nous avons d’ores et déjà développés trois produits :
- La HS1.50, platine 1 axe rapide possédant une rectitude de guidage extrêmement élevée (erreur angulaire inférieure à 3 µrad).
- La LT3.100, platine disposant de 100 µm de course sur 3 axes et destinée à la microcopie super résolue.
- La TT2.5, une platine angulaire rapide.
Nous but est d’élargir notre gamme de platines piézoélectriques présentant les avantages concurrentiels décrits ci-dessus.
Principales caractéristiques des premiers modèles :
Innovation apportée
L’avantage principal de tous nos produits réside en une stabilité de positionnement voisine du picomètre.
Cela a été rendu possible grâce à :
- l’utilisation d’un capteur dont la réponse ne dépend pas des conditions expérimentales (température, pression atmosphérique ou présence de polluant),
- une électronique à très bas niveau de bruit,
- un design mécanique limitant l’impact des dilatations thermiques sur la stabilité de positionnement de la platine (dilatation isotropique).
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La société PIEZOCONCEPT est une société issue de deux années de recherche consacrées à améliorer la stabilité des platines piézoélectriques afin de répondre aux besoins exigeants des techniques modernes de microscopie, notamment au niveau de la stabilité de positionnement et de la linéarité de déplacement de l’échantillon. |
Symétrie – Hexapode haute résolution angulaire
Description
SYMETRIE a développé l’hexapode JORAN en collaboration avec le synchrotron européen ESRF pour régler des miroirs ou des chambres à vide avec une haute précision et une grande stabilité. Il peut aussi être adapté pour qualifier des instruments d’optique spatiale.
La configuration et l’intégration d’actionneurs et de rotules de grande précision permettent à l’hexapode JORAN de positionner une charge allant jusqu’à 1500 kg avec une très haute résolution de 0,5 µrad. Sa conception mécanique lui confère une stabilité exceptionnelle et garantit la qualité du positionnement dans le temps.
Le pilotage de l'hexapode est facilité par un contrôleur et un logiciel développés par SYMETRIE. Il permet notamment de configurer le centre de rotation virtuellement. L’hexapode peut être commandé via une connexion Ethernet, il est ainsi aisément intégrable dans un système de contrôle de type EPICS, SPEC ou TANGO.
Principales caractéristiques :
- Précision de positionnement : l’hexapode JORAN positionne une charge allant jusqu’à 1500 kg avec une résolution angulaire de 0,5 µrad.
- Stabilité : grâce au choix des plateaux et à la conception des actionneurs, l’hexapode JORAN est extrêmement stable, sa première fréquence propre est supérieure à 70 Hz.
- Poids : l’hexapode JORAN pèse 1500 kg pour une capacité de charge de 1500 kg.
- Encombrement : en position centrée, il mesure 1200 mm de hauteur et s’inscrit dans un cercle de diamètre de 1300 mm.
Innovation apportée
L’hexapode JORAN apporte une excellente résolution angulaire et une très grande stabilité, tout en ayant une capacité de charge très élevée.
L’ESRF a comparé l’hexapode JORAN au système précédent : la résolution angulaire a été améliorée avec un facteur 10 et la stabilité avec un facteur 2.
L’innovation se situe dans le design des actionneurs et dans les rotules de grande précision, qui ont été validés après de nombreux tests.Cette nouvelle génération d’hexapodes contribue à la satisfaction des exigences de plus en plus poussées des scientifiques en termes de qualité de faisceau.
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SYMETRIE est une société innovante qui conçoit et réalise des systèmes de positionnement de précision répondant aux besoins les plus spécifiques des industriels et des laboratoires de recherche depuis plus de 10 ans. SYMETRIE est spécialiste de l'hexapode, machine à structure parallèle qui permet de positionner un objet dans l’espace suivant les six degrés de libertés, dans des domaines comme l'optique, la défense, le spatial, le naval ou la recherche. SYMETRIE a une expérience significative dans les grands projets technologiques : Laser MégaJoule, télescope JWST, satellite Gaia... |
Resolution Spectra Systems - Spectromètre miniature ultra haute résolution
Description
Le MICRO Spectra est le seul mini spectromètre au monde qui donne accès à la ultra-haute résolution spectrale (7 à 20 pm). Grâce à la technologie SWIFTS (stationary-wave integrated Fourier Transform spectrometer), un seul et même dispositif est suffisant pour mesurer des spectres sur toute la bande allant de 630 à 1070 nm. Ce produit permet un contrôle très simple des sources laser. Avec le MICRO Spectra, les utilisateurs peuvent oublier les habituelles re-calibrations de leurs spectromètres haute-résolution !Une calibration initiale suffit à ce système robuste.
Le MICRO Spectra utilise le logiciel Spectra Resolver. Une interface ergonomique permet la détection de pics, des mesures de dark et un ensemble de fonctionnalités qui rendent aisées les mesures haute-performances.
Principales caractéristiques :
Innovation apportée
Dix-huit mois après la sortie du ZOOM Spectra (Photon d’or 2011, Prism Award Finalist 2013), Resolution Spectra Systems apporte de nouveau une innovation dans le domaine de la spectroscopie avec le MICRO Spectra. Ce nouveau produit allie l’ultra-compacité à la très haute performance spectrale grâce à l’utilisation de la technologie SWIFTS. Le MICRO Spectra s’apparente aux mini spectromètres par son aspect abordable en termes de coût et de simplicité d’utilisation mais propose une résolution qui ne peut se retrouver que dans des systèmes très souvent difficiles d’accès en termes de budget et de compétences.
Le MICRO Spectra est particulièrement adapté pour le contrôle de source laser, en particulier pour les laboratoires de recherche utilisant des sources lasers de type laser accordable, DFB ou VCSEL.
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Resolution Spectra Systems propose des spectromètres optiques haute résolution, compacts, basés sur une technologie novatrice appelée SWIFTS (stationary-wave integrated Fourier Transform spectrometer). Resolution Spectra Systems se fixe pour objectif d’élargir les possibilités d’utilisation de la spectrométrie optique haute performance en faisant passer ses moyens de métrologie de l’instrument au composant intégrable partout. |
iXFiber - Fibre optique polarisante
Description
La fibre optique polarisante proposée dans le cadre de la vitrine de l’innovation 2013 a été conçue et développée par iXFiber en collaboration avec le LP2N (Laboratoire photonique, numérique et nanosciences) avec le soutien financier de la DGA (Direction générale de l’armement).
Elle est destinée au déport de faisceaux laser mono-fréquence et est optimisée pour transmettre simultanément les longueurs d’onde de transition des raies D2 du potassium (767 nm) et du rubidium (780 nm).
Elle a été développée pour la recherche sur les atomes froids où l’utilisation d’un laser mono-fréquence est nécessaire pour piéger les atomes. L’utilisation d’une fibre à maintien de polarisation (PM) classique pour réaliser le déport entre la source et le piège magnéto-optique se heurte à un problème de couplage de modes. Pour pallier ce problème, la solution consiste à remplacer la fibre à maintien de polarisation par une fibre polarisante pour laquelle le signal se propageant sur l’axe orthogonal est très fortement atténué (>30 dB).
Le développement de cette fibre repose sur l’optimisation du design de l’une des structures classiques des fibres PM, une fibre à gaine elliptique autour d’un cœur et d’une première gaine circulaire. L’optimisation de cette structure dans le but d’obtenir une fibre polarisante est basée sur la création d’un profil d’indice à fuite sur l’un des deux axes : le profil d’indice de réfraction en W. La longueur d’onde de fuite des deux modes de polarisation étant différente, la fibre offre une plage de longueurs d’onde sur laquelle se propage un seul des deux modes.
Après connectorisation, le produit se présente sous la forme d’une jarretière de fibre d’une longueur L connectorisée FC/APC.
Principales caractéristiques de la fibre seule :
- Longueur d’onde centrale : 775 nm
- Atténuation : 1 dB à 800 nm pour l’axe lent, 20 dB à 750 nm pour l’axe rapide
- Plage polarisante : 50 nm
- Atténuation < 0,01 dB/km
- Diamètre de champ de mode : 5 – 6,5 µm
- Ouverture numérique : 0,12
- Diamètre de fibre : 125 µm
Après connectorisation, le taux d’extinction de polarisation est supérieur à 30 dB à 767 et 780 nm.
Innovation apportée
Contrairement à une fibre optique à maintien de polarisation, il n’est plus nécessaire pour la fibre polarisante de corriger l’état de polarisation (le taux d’extinction de polarisation en sortie de fibre est supérieur à 30 dB pour toutes les longueurs supérieures à 5 mètres même très importantes). L’état de polarisation de sortie est connu et contrôlé.
Si le taux d’extinction de polarisation n’est pas suffisant, l’insertion d’un polariseur pour corriger l’état de polarisation entre la sortie de jarretière et le piège magnéto-optique est possible. Un seul des deux modes propres de polarisation peut se propager, il n’y aura donc pas d’interférence en sortie du polariseur : la puissance en sortie de fibre est ainsi très stable.
La fibre polarisante fonctionne droite. Aucune courbure n’est nécessaire pour obtenir le mécanisme à fuite : celui-ci est réalisé uniquement par le profil d’indice de la fibre.
La fibre polarisante est facilement manipulable grâce au travail réalisé sur le conditionnement.
Elle va permettre de réduire drastiquement la complexité expérimentale des systèmes à atomes froids.
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iXFiber est une société française de 30 employés basée à Lannion (Côtes d’Armor), spécialisée dans la conception, la fabrication et la commercialisation de fibres optiques spéciales et de composants optiques. Le mariage de ces deux technologies est un réel avantage permettant de proposer des solutions innovantes pour des marchés aussi divers que ceux des télécommunications, des lasers à fibre et des capteurs pour les domaines civil, industriel ou militaire. Depuis 2006 et la création de l’entreprise, les équipes d’iXFiber produisent et commercialisent notamment des fibres optiques à maintien de polarisation (PM - polarization-maintaining) utilisées dans les capteurs de courant et les gyromètres à fibre optique. Depuis 7 ans, ces marchés historiques ont permis à la société d’acquérir un réel savoir-faire dans la fabrication de tous types de fibre à maintien de polarisation (fibre à cœur elliptique, Bow-Tie, Panda et Tiger). Autour de ces quatre types de fibre, différents produits ont été développés (fibres faible et forte biréfringence, fibre torsadée,…) afin de satisfaire les besoins des clients et partenaires. C’est dans cette optique de collaboration et de progression continue de la société que s’inscrit la collaboration avec le LP2N (Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences) qui a permis de mettre au point la fibre polarisante présentée dans la Vitrine de l’innovation. |
Innoptics - Laser bas bruit haute cohérence
Description
Ce laser bas bruit haute cohérence est le fruit de plusieurs années de recherche sur la technologie VECSEL (vertical external cavity surface emitting laser) à l’IES -Montpellier, en collaboration avec le Laboratoire de photonique et nanostructures (LPN) à Marcoussis. Les structures issues de ces travaux ont démontré des performances très intéressantes en laboratoire, et Innoptics a démarré il y a deux ans avec ses partenaires un développement visant à industrialiser et commercialiser des modules compacts intégrant cette technologie.
Un VECSEL est un laser à semi-conducteur à cavité verticale, dans lequel le miroir de Bragg inférieur et le milieu à gain sont épitaxiés sur le semi-conducteur, mais où, à la différence des traditionnelles diodes VCSEL, le miroir de sortie est formé par un miroir externe (à l’image d’un laser solide).
Le composant peut être pompé électriquement ou optiquement. Le produit présenté est basé sur un pompage optique, qui permet d’améliorer les performances.
Toute une gamme de produits est en développement, visant à couvrir une large plage de longueurs d’onde et basée sur le même boîtier. Le premier produit disponible est un laser très faible bruit émettant à 1 μm (plage typiquement adressable : 900-1100 nm). Un laser accordable émettant à 2,3 μm est en cours de développement et devrait être disponible dans le courant de l’été 2013. Des développements ultérieurs sont prévus à 852 nm et 1,5 et 2,7 μm.
Principales caractéristiques :
- Longueur d’onde : 1 µm
- Dimensions : 74 x 57 x 27 mm. Poids : 200 g
- Faisceau circulaire monomode TEM 00. M2 < 1,2 ; divergence < 1°
- Puissance émise > 200 mW
- Largeur de raie ~ 1 kHz
- Side-mode suppression ratio (SMSR) > 50 dB
- Relative intensity noise (RIN) à 1kHz : -130 dB/Hz
- Le module intègre non seulement le bloc laser, mais également un dispositif de pompage optique, ainsi que des fonctions de monitoring de puissance et de régulation de température par module à effet Peltier
- Le module comprend également un dispositif piézoélectrique permettant d’ajuster la cavité laser et de contrôler ainsi la longueur d’onde (accord fin ou balayage large bande selon les modèles)
Innovation apportée
La technologie VECSEL mise en œuvre permet de combiner les avantages des lasers à semi-conducteur (fiabilité, compacité, flexibilité en longueur d’onde) à ceux des lasers DPSS (cohérence, pureté spectrale).
Le système développé permet en outre de convertir un faisceau de pompe fortement multimode en un faisceau de sortie parfaitement monomode spatialement et spectralement.
La fonction d’accordabilité peut permettre, en fonction de l’application, soit de caler la longueur d’onde sur une valeur précise (source de référence pour doublage ou horloge atomique), soit de disposer d’un laser largement et rapidement accordable (pour analyse de gaz). Cette fonctionnalité est notamment mise en œuvre sur le module à 2,3 μm pour disposer d’une plage d’accordabilité supérieure à 500 GHz.
Enfin, grâce à une architecture modulaire, le produit pourra être décliné dans une large gamme de longueurs d’onde, en fonction de l’arrivée à maturité technologique des structures à semi-conducteur.
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Innoptics est une jeune entreprise innovante, créée en 2010 et installée à Talence, spécialisée dans l’intégration de composants optoélectroniques. Maîtrisant la conception et les procédés d’assemblage des composants, de la diode laser à son intégration en boîtier et au couplage dans une fibre optique, la société se développe suivant plusieurs axes : |
