Applications pour les systèmes électro-optiques et laser
CEDRAT TECHNOLOGIES (CTEC) conçoit, fabrique et améliore en continu des produits mécatroniques haute performance destinés au marché de la défense. Notre portefeuille comprend des miroirs de pointage rapide (Fast Steering Mirrors – FSM), des Platines Piezo XY et des contrôleurs compacts, conçus pour fonctionner dans des environnements sévères.
Ces solutions sont utilisées dans des applications exigeantes telles que la stabilisation de ligne de visée (Line of Sight Stabilization) pour la compensation des fluctuations de faisceau des lasers de forte énergie (HEL/DEW), ainsi que pour l’amélioration de la qualité d’image à champ de vision étroit des systèmes électro-optiques (EOS). Elles permettent également des fonctions de microscannage et de dithering (déplacement de pixels) pour l’amélioration de la résolution d’image (imagerie super-résolution) des caméras, ainsi que le balayage inverse pour le traitement d’images anti-flou.
Afin de répondre aux exigences spécifiques de ses clients, CTEC développe également des mécanismes piézoélectriques et magnétiques, intégrant des électroniques embarquées dédiées et des miroirs sur mesure.
Quelles sont les utilisations des systèmes
électro-optiques et laser ?
Micro-balayage, décalage de Pixel ou tramage
Le Micro-balayage, le tramage ou décalage de Pixel est une technique qui augmente la résolution réelle d’un détecteur (CCD, CMOS, FPA, etc…) en déplaçant une lentille focale ou le détecteur lui-même par fraction de pixels sur un axe XY. Le principal avantage pour le client est d’obtenir une amélioration de la résolution de son capteur existant, une solution bien moins cher que d’acheter un détecteur avec une résolution deux fois plus élevée. En fonction de la configuration optique et du type de détecteur de la camera du client ou du système électro-optique, CTEC peut développer aussi bien des platines embarquées XY ou Tip Tilt avec leurs contrôleurs associés pour déplacer respectivement une lentille focale, un détecteur ou un miroir.
Stabilisation d’images optique
La stabilisation d’image (IS) regroupe un ensemble de techniques visant à réduire le flou lié aux mouvements de la caméra pendant le temps d’exposition. Les systèmes électro-optiques usuels sont intégrés dans des gimbals (boules gyrostabilisées) assurant une stabilisation grossière. Plus précisément, ils compensent les mouvements de panoramique et d’inclinaison (mouvements angulaires, équivalents au lacet et au tangage) d’une caméra ou de tout autre dispositif d’imagerie. Néanmoins, les micro-vibrations résiduelles à l’intérieur de la gimbal génèrent des images floues avec des détecteurs haute résolution (pixels de petite taille), notamment pour des temps d’exposition non nuls et des champs de vision (FoV) étroits.
Selon la configuration optique et le type de détecteur du système caméra ou électro-optique du client, CTEC peut développer aussi bien des platines embarquées XY ou Tip Tilt (deflecteur de miroir rapide, pointage fin…) avec leurs contrôleurs associés pour déplacer respectivement une lentille focale, un détecteur ou un miroir afin de compenser activement les perturbations optiques. A noter que les fonctions de micro-balayage et de stabilisation optique peuvent être obtenues simultanément avec la même platine piézo.
Ce contrôle fin de la stabilité de la ligne de visée est également très utile pour le pointage laser vers des cibles dans les systèmes d’identification, de surveillance et de reconnaissance (ISR), ainsi que pour le pointage sur des détecteurs optiques dans les systèmes de communication optique en espace libre.
Système anti-flou pour systèmes d'imagerie utilisant un miroir inclinable
Correction de la déviation du faisceau et mise en forme
Schéma d’un HEL sans correction du faisceau
Schéma d’un HEL avec correction du faisceau via un FSM
Les armes à énergie directe (DEW) utilisent des lasers à haute énergie (HEL) pour détruire une cible telle qu’un missile ou un drone, ou pour la rendre inopérante. La puissance laser de ces armes varie de quelques kW à 300 kW. Pour qu’une arme laser soit efficace, le faisceau laser doit chauffer la zone ciblée avec un faisceau focalisé à un endroit constant. Cela permet de chauffer le matériau ciblé et, en fin de compte, de le détruire. Lorsque le faisceau laser traverse des turbulences atmosphériques, sa position moyenne peut être déviée de manière aléatoire. La puissance du faisceau est alors diluée dans une zone plus large de la surface de la cible, ce qui entraîne une densité de puissance plus faible.
Pour compenser cette déviation, un fast steering mirror (FSM) peut être utilisé pour stabiliser la position du laser en fonction des turbulences atmosphériques. CTEC a fourni plusieurs FSM COTS et personnalisées pour des applications laser à haute énergie (armes à énergie directe ou soudage et découpe laser). La plate-forme est conçue en fonction du substrat du miroir et des performances optiques requises dans le processus et le système laser. Nos solutions fast steering mirrors, basées sur différentes plates-formes, accueillent des substrats de miroirs en verre ou en carbure de silicium. Ces FSM sont contrôlés par l’électronique de pilotage de CTEC, conformément aux spécifications dynamiques.
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