Des colles hybrides plus performantes pour l’optique
Des scientifiques proposent une nouvelle colle hybride organo-minérale pour assembler des cristaux optiques devant fonctionner sur une large plage de températures, de -50°C à +70°C, en s’affranchissant des dilatations de volume liées aux changements de température. Ce travail fait l’objet d’une collaboration entre la société « Cristal Laser », un des leaders pour la fabrication et le design de cristaux optiques lasers et le Laboratoire de chimie de l’ENS de Lyon (CNRS/Université de Lyon / ENS de Lyon).
Les technologies de pointe faisant appel à l’optique non linéaire et à l’électro-optique, comme la chirurgie laser ou les systèmes de télécommunication nécessitent l’assemblage de plusieurs cristaux* .
Les techniques actuelles d’assemblages par simple contact, par collage ou par brasure ont des limitations, principalement dues aux différences parfois importantes de coefficient d’expansion thermique (CTE)** entre des cristaux, des optiques et des supports métalliques.
Face à la demande de composants toujours plus performants, dont l’amélioration des propriétés passe le plus souvent par l’assemblage de ces différents cristaux entre eux, la société Cristal Laser a sollicité le Laboratoire de chimie de l’ENS de Lyon (CNRS / Université de Lyon / ENS de Lyon) pour son expertise dans le domaine sol-gel***.
Quatre années de travaux financés par la Direction générale de l’armement permettent à Cristal Laser de proposer désormais des solutions d’assemblages par voie sol-gel de leurs cristaux. Grâce à ce procédé, les scientifiques ont en effet mis au point des colles (sol-gel) hybrides organo-minérales à base de silice qui permettent de s’affranchir des contraintes liées à la tenue au flux laser et aux expansions thermiques hétérogènes. Les premiers essais ont abouti à des preuves de concept particulièrement encourageantes.
Des assemblages industriels de structures monolithiques ou mosaïques ont été développés et testés, ciblant pour l’instant les micro-lasers, l’électro-optique compacte, et les faisceaux de grandes dimensions des lasers de puissances. Une technologie qui pourrait bientôt s’étendre à d’autres domaines.
* Pour n’en citer que quelques-uns : Le triborate de lithium (LBO), le titanyl phosphate de potassium (KTP) ou le titanyl phosphate de rubidium (RTP).
** Le coefficient d’expansion thermique représente la dilatation thermique c’est-à-dire l'expansion à pression constante du volume d'un corps occasionnée par son échauffement.
*** Le procédé Sol-Gel est un procédé dit de « chimie douce » permettant de fabriquer, à température modérée, des matériaux vitreux, des céramiques et des matériaux hybrides organo-minéraux par polymérisation inorganique de manière analogue aux polymérisations organiques.
Rédacteur : CCdM
