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Sys
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Tre
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Polymer
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Rayon
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Physical
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4 mm
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Disease
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Tic
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514516A1
Family ID 1999676
Probable Assignee Philips Nv
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PRISME DIVISEUR DE FAISCEAU, SON PROCEDE DE FABRICATION ET
UNITE D'ENREGISTREMENT ET/OU DE LECTURE OPTIQUE MUNIE DE CE PRISME
Abstract
_________________________________________________________________
<P>LE PRISME DIVISEUR DE FAISCEAU 6 EST MUNI D'UN PRISME DIT EN TOIT
14, CONSTITUE PAR UNE MATIERE SYNTHETIQUE TRANSPARENTE DURCIE ET
POUVANT ETRE REALISE D'UNE FACON SIMPLE ET PEU COUTEUSE AVEC LA
PRECISION REQUISE SUR UNE FACE 11 DU PRISME
DIVISEUR.</P><P>APPLICATION: UNITE D'ENREGISTREMENT ETOU DE LECTURE
OPTIQUE.</P>
Description
_________________________________________________________________
2 514516
_ 1 _ "Prisme diviseur de faisceau, son procede de fabrication et
unite d'enregistrement et/ou de lecture optique munie de ce prisme"
L'invention concerne un prisme diviseur de faisceau, muni d'une face
d'entree pour un faisceau de rayonnement, d'une face de division de
faisceau et d'une face de sortie pour un faisceau de rayonnement ayant
subi une variation de direction dans le prisme,
face d'entree et face de sortie qui appartiennent aux parties pris-
matiques en verre, alors que sur la face de sortie est disposee un
prisme dit en toit presentant une arete refringente.
Une unite de lecture optique munie de ce prisme est decrite dans
l'article "PCM-Schallplatte fur die 80 er Jahre" dans: "Radio Mentor"
45 ( 1979) pages 138 a 140 Cette unite de lecture comporte
une source de rayonnement sous forme d'un laser a diode semiconduc-
trice Le faisceau de lecture emis par ce laser est focalise par un
systeme d'objectif sur une structure d'information qui est appliquee
sur un porteur d'enregistrement en forme de disque circulaire Le
faisceau de lecture reflechi par la structure d'information parcourt
une seconde fois le systeme d'objectif et ensuite un prisme diviseur
insere entre la source de rayonnement et le systeme d'objectif Ce
prisme fait sortir le faisceau de lecture module du trajet de rayon-
nement du faisceau emis par la source, de sorte que le faisceau mo-
dule peut ere capte par un systeme de detection sensible a rayonne-
ment qui delivre un signal electrique en concordance avec la modula-
tion du dernier faisceau.
Pour la lecture d'une structure d'information presentant de petits
details d'information, par exemple de l'ordre de lum ou d'une valeur
plus petite, il faut utiliser un systeme d'objectif presentant une
grande ouverture numerique La profondeur de nettete
d'un tel systeme d'objectif est petite Du fait qu'il peut se pro-
duire des variations, superieures a la profondeur de nettete, dans la
distance comprise entre la structure d'information et le systeme
d'objectif, il faut prendre des dispositions afin de pouvoir detec-
ter ces variations et de pouvoir corriger ensuite la focalisation du
systeme d'objectif Comme le decrit ledit article, un prisme dit en -2-
toit est applique a cet effet sur la face de sortie du prisme divi-
seur Ce prisme dit a toit assure la division du faisceau en deux
faisceaux partiels, qui sont captes par des elements separes du sys-
teme de detection sensible a rayonnement C'est ainsi que ce systeme
est constitue par quatre elements sensibles a rayonnement qui sont
arranges suivant une droite perpendiculaire a l'arete refringente du
prisme en toit Or, la soustraction de la somme des signaux des deux
elements de detection interieurs de celles des deux elements de de-
tection exterieurs permet d'obtenir un signal qui est proportionnel
avec un defaut de focalisation.
Jusqu'a present, le prisme en toit fut realise comme un ele-
ment separe en verre de qualite optique superieure et et fixe sur
le prisme diviseur Le prisme en toit presente d'assez petites di-
mensions et est tres fragile Il doit presenter un grand angle au
sommet, compris entre 170 et 1800, et est difficile a realiser avec la
precision requise et sans morfils, qui risquent d'influer sur la
repartition de rayonnement sur les elements de detection et, de ce
fait, sur les signaux de sortie de ces elements Outre la realisa-
tion et la manipulation, la mise au point precise requise du prisme
en toit par rapport au prisme diviseqr suscite de grands problemes.
La presente invention vise a eliminer lesdits problemes et a fournir
un prisme diviseur muni d'un prisme en toit qui se prete a une
realisation simple et peu couteuse Le prisme diviseur conforme
a l'invention est caracterise en ce que le prisme en toit est cons-
titue par une matiere synthetique transparente durcie.
L'invention met a profit le fait que le prisme en toit est un element
mince, de sorte que son materiau ne doit pas satisfaire
a des exigences tres severes comme dans le cas du materiau du pris-
me diviseur qui est parcouru par le faisceau de lecture aller, fais-
ceau qui doit former une tache de rayonnement satisfaisant a des
exigences severes.
Comme materiau pour le prisme en toit peuvent etre utilises plusieurs
matieres synthetiques ou vernis transparents, pourvu que ceux-ci
puissent etre appliques a l'etat suffisamment liquide sur
le prisme diviseur et ensuite durcis, par exemple de facon thermi-
que ou sous l'influence de rayonnements Une forme de realisation
-3preferentielle du prisme diviseur est caracterisee en ce que le
prisme en toit est constitue par une matiere synthetique durcissant
sous l'effet de rayonnement ultra-violet.
Le procede conforme a l'invention permettant de realiser le prisme
diviseur muni du prisme en toit est caracterise en ce que sur la face
de sortie du prisme diviseur de faisceau est appliquee
une goutte d'une matiere synthetique molle, puis un poincon presen-
tant une face de poinconnage constituee par deux faces partielles de
poinconnage formant entre elles un angle obtus est presse dans la
goutte de matiere synthetique, apres quoi la matiere synthetique
est durcie et le poincon est enleve.
Le poincon peut etre positionne et aligne rigoureusement, par
utilisation d'un dispositif de mise au point De ce fait, la direction
et la position de l'arete refringente du prisme en toit peuvent
convenablement etre determinees par rapport au porte-prisme et, par
consequent, par rapport a l'axe optique du systeme, dont fait partie
le prisme diviseur, independamment de l'orientation de la face de
sortie du prisme diviseur En effet, l'espace compris entre cette face
et le poincon est entierement rempli d'une matiere
synthetique transparente.
Si la matiere synthetique est un vernis durcissant sous l'in-
fluence de rayonnement ultra-violet on prefere utiliser un poincon
transparent, ce qui permet d'exposer le vernis a travers le poincon.
Afin de pouvoir separer facilement le poincon du vernis dur-
ci, le poincon est de preference muni d'une couche anti-adhesive.
La description ci-apres, en se referant aux dessins annexes,
le tout donne a titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre
comment l'invention peut etre realisee.
La figure 1 represente en coupe longitudinale une forme de
realisation d'une unite de lecture optique munie d'un prisme divi-
seur de faisceau presentant un prisme en toit.
La figure 2 montre une vue en plan du prisme diviseur de
faisceau et le systeme de detection sensible a rayonnement corres-
pondant. La figure 3 est une vue perspective d'une partie du prisme
diviseur munie d'un prisme en toit assurant la division de faisceau,
et 4-
La figure 4 illustre la realisation du prisme en toit.
La figure 1 represente en coupe radiale une petite partie d'un porteur
d'enregistrement en forme de disque circulaire 1 La structure
d'information reflectrice de rayonnement se trouve a la partie
superieure du porteur d'enregistrement et est constituee par un grand
nombre de domaines d'information ranges suivant des pistes
d'information 2 La structure d'information est balayee par un faisceau
de lecture b delivre par une source de rayonnement 3, par exemple un
laser a diode semiconductrice A partir du faisceau divergent, une
lentille 4 forme un faisceau parallele presentant
une section telle que l'ouverture du systeme d'objectif 5 se rem-
plit convenablement Ainsi, ce systeme d'objectif forme une tache
de rayonnement V de dimensions minimales sur la structure d'infor-
mation.
Le faisceau de lecture est reflechi par la structure d'in-
formation et lors du deplacement du porteur d'enregistrement par
rapport au faisceau de lecture, le faisceau-reflechi est module dans
le temps en concordance avec l'information enregistree dans le porteur
d'enregistrement Afin de separer le faisceau module du faisceau emis
par la source de rayonnement, un prisme diviseur
de faisceau 6 est insere entre la source de rayonnement et le sys-
teme d'objectif Ce prisme peut etre constitue par deux parties
prismatiques 7 et 8 entre lesquelles est appliquee une couche de
division de faisceau 9 Les chiffres 10 et 11 sont respectivement la
face d'entree et la face de sortie du prisme 6 La couche 9 peut etre
un reflecteur semitransparent Afin de reduire autant que possible la
perte en rayonnement dans l'unite de lecture, on
prefere appliquer une couche separatrice sensible a polarisation.
Entre le systeme d'objectif et le prisme 6 est alors inseree une
lame quart d'onde ( &#x003E;\/4)12, &#x003E; etant la longueur d'onde
du fais-
ceau de lecture b La lame quart d'onde est parcourue deux fois par le
faisceau de lecture et tourne la face de polarisation de faisceau en
totalite de 90 Le faisceau emis par la source de rayonnement est alors
completement transmis par le prisme, alors
que le faisceau module est a peu pres completement reflechi, no-
tamment vers un systeme de detection sensible a rayonnement 13.
-5-
Le systeme delivre un signal qui est module en concordance avec l'in-
formation emmagasinee dans le porteur d'enregistrement.
Afin d'engendrer un signal de defaut de focalisation donnant
une indication sur la grandeur et la direction d'un ecart se produi-
sant entre le plan de focalisation du systeme d'objectif et le plan de
la structure d'information, un prisme en toit 14 est applique sur la
face de sortie 11 du prisme diviseur de faisceau 6 et le systeme
de detection sensible a rayonnement 13 est compose de quatre ele-
ments sensibles a rayonnement Ces elements sont designes par 16,
17, 18 et 19 sur la figure 2, qui illustre le principe de la detec-
tion de defaut de focalisation Cette figure montre une vue en plan du
prisme diviseur de faisceau comportant le prisme en toit Comme
le montre la figure 2, l'arete refringente du prisme 14 est paralle-
le a l'axe optique, 00 ' sur la figure 1, de l'unite de lecture Tou-
tefois, comme le montre la figure 1, il est egalement possible de
tourner le prisme en toit et la rangee d'elements de detection de, de
sorte que l'arete refringente 15 est perpendiculaire a l'axe optique
00 ' L'arete refringente peut egalement occupee une position
entre parallele et perpendiculaire a l'axe optique 00 '.
Le prisme en toit divise le faisceau b en deux faisceaux par-
tiels 1 et b 2, qui cooperent avec les elements de detection 16, 17
et les elements 18, 19 respectivement.
Du fait que les deux moities du faisceau de lecture traver-
sent le prisme diviseur, il est possible d'obtenir plusieurs inten-
sites, ce qui veut dire que dans les formes de realisation selon les
figures 1 et 2, la moitie superieure du faisceau reflechi par la
couche 9 peut presenter une plus faible intensite que la moitie in-
ferieure Afin d'empecher que, par suite de cet effet, les faisceaux
partiels b 1 et b 2 n'acquierent une intensite differente, l'arete re-
fringente en toit est disposee de preference parallelement a l'axe
optique 00 '.
Les figures 1 et 2 representent la situation o le faisceau
de lecture est exactement focalise sur la face de la structure d'in-
formation L'unite de lecture peut etre agencee de facon que le
foyer F du faisceau reflechi se situe exactement sur l'arete refrin-
gente 15 du prisme en toit 14 Lorsque la focalisation est correcte,
14516
-6- les faisceaux partiels b 1 et b 2 atteignent de facon symetrique
leurs
elements de detection correspondants 16, 17 et 18, 19 respectivement.
Dans le cas d'un defaut de focalisation, la repartition de l'energie
dans le faisceau partiel b 1, b 2 respectivement varie par rapport aux
elements de detection correspondants, ce qui peut egalement etre con-
sidere comme un deplacement des faisceaux partiels par rapport aux
elements de detection Lorsque le foyer du faisceau provenant de la
source de rayonnement se trouverait au dessus du plan de la structure
d'information, le foyer F du faisceau reflechi serait situe a droite
de l'arete 15 sur la figure 2 Dans ce cas, les faisceaux b 1 et b 2
seraient deplaces vers l'interieur et les elements de detection 16 et
19 recevraient moins d'energie de rayonnement que les elements de
detection 17 et 18 Si le foyer du faisceau de lecture emis par la
source de rayonnement etait situe au dessous du plan de la structure
d'information, il serait question de l'inverse et les elements de de-
tection 17 et 18 recevraient moins d'energie de rayonnement que les
elements de detection 16 et 19 Or, comme le montre la figure 2,
l'application des signaux des elements de detection 17, 18 a un pre-
mier additionneur 20 et ceux des elements 16, 19 a un second addi-
tionneur 21 et puis les signaux de ces additionneurs a un amplifica-
teur differentiel 22 permet d'obtenir un signal de defaut de focali-
sation Sf Le signal d'information Si peut s'obtenir avec un troisie me
additionneur 23, dont les entrees sont reliees aux additionneurs
et 21.
L'unite de lecture peut egalement etre agencee de facon que
dans le cas d'une focalisation correcte, le foyer F du faisceau re-
flechi se situe au plan des elements de detection Si le foyer du
faisceau delivre par la source de rayonnement se situe trop haut, le
foyer F se deplacerait egalement vers la droite, mais les elements
de detection 16 et 19 recevraient alors plus d'energie de rayonne-
ment que les elements de detection 17, 18.
Au lieu de quatre elements sensibles a rayonnement, le syste-
me de detection pourrait contenir egalement trois elements, par exem-
ple les elements 16, 17 et 18 de la figure 2 Le signal de defaut de
focalisation s'obtient alors par soustraction des signaux des ele-
ments de detection 16, 17, les uns des autres, et le signal d'infor-
14516
-7-
mation par addition des signaux des trois elements 16, 17 et 18.
La base ou l'arete refringente 15 du prisme en toit 14 peut
s'appliquer contre la face de sortie 11 du prisme diviseur de fais-
ceau, comme le montrent les figures 1 et 2 respectivement A la va-
leur elevee choisie de l'angle au sommet ot du prisme en toit, par
exemple 170, le prisme 14 exerce dans les deux cas a peu pres le
meme effet L'angle au sommet o est choisi aussi grand que possi-
ble pour que les elements de detection se situent aussi pres les uns
des autres et puissent etre realises comme un seul detecteur integre
Conformement a l'invention, le prisme en toit est realise en
un materiau synthetique durci La figure 3 montre une vue en pers-
pective, a echelle fortement agrandie, d'une moitie de prisme 7 du
prisme diviseur sur lequel est applique un prisme en toit 14 Dans une
forme de realisation pratique, le prisme presentait une face de base
de 4 x 4 mm, une hauteur maximale h de l'ordre de 200/um et
un angle au sommet et d'environ 170 e.
La figure 4 represente schematiquement la facon dont le pris-
me en toit peut etre realise Sur la face de sortie 11 de la partie de
prisme 7, qui est representee en plan, est appliquee une goutte
d'un vernis transparent durcissant sous l'effet de rayonnement ultra-
violet par exemple Un poincon d'un outil non represente, du reste, sur
le dessin est positionne avec la precision requise de facon que la
ligne d'intersection 26 des deux faces partielles de poinconnage A et
25 B soit espacee de la distance requise de l'axe geometrique du
support non represente sur le dessin, du prisme diviseur et que
cette ligne presente la direction requise par rapport a l'axe opti-
que 00 ', c'est-a-dire parallelement ou perpendiculairement a cet axe.
Ensuite, la goutte de vernis est exposee a du rayonnement ultra-vio-
let 28, exposition qui peut etre effectuee a travers le poincon si
celuici est transparent Apres durcissement du vernis, le poincon est
retire Il peut etre muni en outre d'une couche anti-adhesive 27
afin de faciliter le detachement du vernis durci.
Dans le cas d'exposition a travers le poincon, il suffit que le
materiau de ce dernier ne soit convenablement permeable qu'au
rayonnement ultraviolet L'exposition peut egalement etre effectuee a
travers le prisme diviseur Dans ce cas, le materiau du prisme -8- doit
etre convenablement permeable au rayonnement ultra-violet et
au faisceau de lecture Dans le cas d'exposition a travers le pris-
me diviseur, une plus grande surface que dans le cas d'exposition a
travers le poincon est exposee au rayonnement, de sorte que le ver-
nis parvenu a l'exterieur de la face de poinconnage peut egalement
etre durci par le rayonnement.
Au lieu de vernis durcissant sous l'effet de rayonnement ul-
tra-violet, il est possible d'utiliser d'autres substances synthe-
tic qui peuvent etre appliquees a l'etat plus au moins ramolli et
durcies, apres compression sous l'effet de chaleur ou a l'etat froid,
comme des resines epoxy ou sous l'effet de rayonnement autre
que le rayonnement ultra-violet.
Il est preferable d'utiliser un poincon selon la figure 3, dont la
face de poinconnage saillit vers l'exterieur et qui permet d'obtenir
un prisme en toit selon la figure 3 Ainsi, le risque de formation de
bulles d'air dans le prisme en toit fini est minimal
et dans le cas de vernis sujet a retrait, du materiau peut etre ame-
ne a partir de la face de poinconnage.
Le prisme diviseur 6 est constitue par deux parties 7 et 8, dont l'une
supporte l'interface 9 Les deux parties peuvent etre
fixees l'une sur l'autre a l'aide d'un ciment durcissant sous l'ef-
fet de rayonnement ultra-violet La formation du prisme diviseur et
l'application du prisme en toit peuvent etre effectuees simultane-
ment a l'aide d'un seul gabarit.
L'invention est decrite a l'aide de son application dans une unite de
lecture optique mais elle peut egalement etre appliquee a une unite
d'enregistrement ou a une unite d'enregistrement-lecture combinee
L'unite d'enregistrement est formee de facon analogue a celle de
l'unite de lecture decrite L'enregistrement d'information, par exemple
par fusion de puits dans une couche metallique, requiert
plus d'energie que la lecture et de plus, le faisceau d'enregistre-
ment doit etre module dans le temps en concordance avec l'informa-
tion a enregistrer Comme source de rayonnement dans une unite d'en-
registrement peut etre utilisee un laser a gaz comme un laser du gen-
re He Ne, un modulateur, comme un modulateur electro-optique ou acous-
to-optique, devant etre applique dans le trajet du faisceau d'enre-
-9- gistrement De plus, il est possible d'utiliser un laser a diode,
la modulation du faisoeau d'enregistrement etant realisee par
variation du courant electrique traversant le laser a diode, de sorte
qu'il ne
faut pas de modulateur special.
2 514516
-10-
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS:
1 Prisme diviseur de faisceau ( 6) muni d'une face d'entree ( 10) pour
un faisceau de rayonnement (b), d'une face de division ( 9) de
faisceau et d'une face de sortie ( 11) pour un faisceau de rayonne-
ment ayant subi une variation de direction dans le prisme, face d'en-
tree et face de sortie qui appartiennent aux parties prismatiques en
verre ( 8, 7), alors que sur la face de sortie ( 11) est disposee un
prisme dit en toit ( 14) presentant une-arete refringente ( 15), ca-
racterise en ce que le prisme dit en toit ( 14) est constitue par une
matiere synthetique transparente durcie.
2 Prisme diviseur de faisceau selon la revendication 1, carac-
terise en ce que le prisme en toit ( 14) est constitue par une matie-
re synthetique durcissant sous l'effet de rayonnement ultra-violet
( 28).
3 Procede permettant de realiser un prisme diviseur de fais-
ceau muni d'un prisme en toit selon la revendication 1 ou 2, carac-
terise en ce que sur la surface de sortie ( 11) du prisme diviseur (
6) de faisceau est appliquee une goutte d'une matiere synthetique
ramollie, un poincon ( 25) presentant une face de poinconnage consti-
tuee par deux faces partielles de poinconnage ( 25 a, 25 b) formant
en-
tre elles un angle obtus ( ") est appliquee dans la goutte de matie-
re synthetique, apres quoi la matiere synthetique est durcie et le
poincon enleve.
4 Procede selon la revendication 3, selon laquelle la matiere
synthetique est une matiere synthetique durcissant sous l'effet de
rayonnement ultra-violet, caracterise en ce que le poincon ( 25) uti-
lise est transparent.
Procede selon la revendication 3 ou 4, caracterise en ce que
le poincon ( 25) est muni d'une couche anti-adhesive ( 27).
6 Unite d'enregistrement et/ou de lecture optique servant a la lecture
et/ou l'enregistrement de domaines d'information dans une face
d'information reflectrice de rayonnement, unite qui est munie d'une
source de rayonnement ( 3), d'un systeme d'objectif ( 4) concu -11-
pour la focalisation d'un faisceau (b) emis par la source de rayon-
nement en une tache de rayonnement (V) sur la face d'information ( 2)
et d'un prisme diviseur de faisceau ( 6) dispose entre la source de
rayonnement et le systeme d'objectif et muni d'un prisme dit en toit
( 14), ce prisme diviseur de faisceau servant a la deviation du fais-
ceau reflechi par la face d'information a partir du trajet de rayon-
nement du faisceau emis par la source et vers un systeme de detec-
tion sensible a rayonnement ( 13, 16, 17, 18, 19), prisme diviseur de
faisceau qui est muni d'un prisme selon la revendication 1 ou 2.
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