Procédé pour régler l'intensité d'un rayon lumineux suivant les variations de l'énergie mécanique engendrée par les sons ou d'autres vibrations et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne un pro cédé de réglage de l'intensité d'un rayon lu mineux suivant les variations de l'énergie mécanique engendrée par les sons ou d'autres vibrations, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre. On sait que certains corps transparents, qui sont isotropes quand ils ne sont pas soumis à un effort, deviennent néanmoins biréfringents quand ils sont soumis à un effort.
Cet effet est désigné sous le nom d'effet photoélastique. Conformément au procédé suivant la présente invention, le rayon de lumière polarisée traverse un corps qui, lorsqu'il n'est pas soumis à. des efforts, est isotrope et auquel on applique des ef forts mécaniques correspondant à. ces vibra tions.
L'invention doit être considérée comme s'étendant à. l'emploi de corps qui sont aniso tropes, pourvu que ceux-ci soient employés dans des combinaisons telles qu'elles soient isotropes lorsqu'elles ne sont soumises à aucun effort. On peut, si l'on veut, exercer un effort initial sur le corps. Dans ce cas le corps, dans ses conditions normales de travail ne sera. évidemment pas isotrope. L'effort initial peut être continu ou oscillatoire; si cet effort est oscillatoire, il peut présenter une fréquence égale à la fréquence naturelle du corps ou à un harmonique de celle-ci.
L'invention va être décrite ci-après dans son application à la conversion d'oscillations électriques correspondant à -des sons en va riations correspondantes de l'intensité d'un rayon lumineux. La description se réfère aux dessins annexés.
La fig. 1 est une coupe schématique ver ticale d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé; La fig. 2 est une élévation latérale .d'un détail de la fig. 1; La fig. 3-est une coupe partielle d'un autre dispositif pour la. misé en oeuvre du procédé.
Dans la fig. 1, un faisceau lumineux qui peut, par exemple, être monochromatique, émanant d'une source lumineuse, est trans formé, à l'aide d'un appareil optique appro prié 2, en un faisceau parallèle passant à. tra vers deux prismes polariseurs 3 et 4. ,Sur le trajet de la lumière, entre ces deux prismes, c:st,disposé un corps 5 qui, lorsqu'il n'est pas soumis à un effort, est isotrope et qui est au moins partiellement transparent. Parmi les corps de cette nature se trouvent le verre, le celluloïd ou le produit vendu sous la marque déposée "xylonite".
Ces substances présentent l'avantage de fournir un effet relativement considérable par unité d'effort mécanique. Elles sont, de plus, peu conteuses et faciles à travailler.
On choisira, de préférence une substance qui ne comporte que peu de retard dans son action. Certaines qualités -de celluloïd présen tent cette propriété, mais d'autres non. Par l'une de ses extrémités, le corps 5 est fixé en G et, à l'autre extrémité, il est attaché à une bobine 7 située dans l'entrefer 8 compris entre deux pôles magnétiques 9 et 10.
Les courants à transformer en variations de l'intensité lumineuse passent par cette bo bine 7 et déterminent alternativement des tensions et des compressions @(lu corps 5. Ce corps 5 peut, comme on l'a figuré, être pro filé de telle sorte que le point d'effort maxi mum se trouve sur le trajet du rayon lu mineux.
La fig. 2 est une vue de côté du corps 5. Il est clair que si à l'état de repos, les prismes sont disposés de manière qu'à l'état de repos du corps 5 il ne passe pas de lu mière entre les prismes, lorsque le corps iso trope sera soumis à un effort, la biréfrin gence qui en résultera déterminera un effet qui .équivaut à une rotation du plan de pola risation .du premier prisme; par conséquent il passera de la lumière à travers le second prisme.
Cependant il peut être avantageux de disposer les prismes de telle sorte que l'in terception complète de la. lumière n'ait lieu que pour la valeur limite de l'effort ,de com pression ou de tension. Le faisceau lumineux allant .de l'un des deux prismes à l'autre peut "être laissé parallèle ou peut être concentré sur le corps transparent et ensuite converti de nouveau en un faisceau parallèle avant de traverser le second prisme.
Le faisceau lumineux, après modulation, traverse un système optique désigné par l'in dice 11 et une fente 12 pour atteindre un film mobile 13 sur lequel les variations da l'effort appliqué au corps 5 s'inscrivent sous forme de lignes transversales plus ou moins sombres.
Dans le dispositif représenté par la fig. 3, les parties correspondant à celles déjà. mentionnées dans la fig. 1 sont désignées par les mêmes chiffres ,de référence.
Dans ce dispositif le faisceau lumineux polarisé passe à travers deux corps isotropes transparents 14 et 15 faits de verre. Le corps 14 présente une surface convexe qui est en contact, en un point ou sur une' ligne, avec la surface ;plane du corps 15. Le rayon lumineux est obligé de passer par le point ou la. ligne de contact et les efforts varia bles qui s'exercent e nce point ou sur cette ligne, lorsque des courants traversent la, bobine 7, déterminent, comme précédemment, l'effet d'une rotation du plan de polarisation du rayon lumineux.
On applique par un moyen approprié corps 14 et 15. Les moyens :employés pour quelconque un effort de compression aux exercer cet effort sont indiqués schémati quement sous forme de ressorts 16. L'effort initial doit 'être tel qu'à aucun moment les courants appliqués ne réduisent cet effort à zéro.
Dans le dispositif représenté par la fig. 3, 'le corps 14 représente sur une de ses faces un profil cylindrique et, par suite, le contact entre les corps 14 et 15 a lieu le long d'une ligne. A l'aide d'un système op tique 11 approprié, '.on peut réduire cette ligne de contact à une ligne de points lu mineux sur le film 1d et l'on peut ; se passer de la fente 12.
Quand on 'envoie dans la bobine 7 des courants de grandeur et de signe différents, l'étroite bande de lumière conserve sensi blement la même largeur, mais l'intensité de son éclairement varie.
Un des avantages des dispositifs décrits consiste en'ce que les pièces qui sont mises en vibration mécanique, par les courants passant dans la bobine 7, peuvent être rela tivement lourdes sans entrainer de distor sion aux hautes fréquences, puisque le fonc tionnement de l'appareil dépend seulement des variations de l'effort 'et que l'amplitude de la vibration peut être extrêmement faible.
Dans un autre dispositif qui n'est pas re présenté d'ans les dessins, les oscillations élec triques peuvent être communiquées soit di rectement, soit après que leur voltage a -été relevé, à un cristal piézoélectrique, les efforts ainsi engendrés étant transmis au corps iso trope. Dans cette forme d'exécution il est préférable de recourir à une batterie de cris taux piézoélectriques, plusieurs cristaux étant disposés l'un au-dessus de l'autre et séparés par une substance conductrice, des plaques conductrices étant également placées aux deux extrémités de la pile et les couches conductrices alternées étant reliées entre elles.
Il ,est évident que les différences de po tentiel affectant les deux groupes de conduc teurs détermineront des changements de forme dans la batterie de cristaux et, si ceux- ci sont reliés au corps isotrope, l'effort qui s'y exerce subira des variations.
Dans une autre variante de l'appareil, on peut se servir de deux cristaux de substances anisotropes telle que le quartz, l'un de ces cristaux donnant une rotation du plan de po larisation à droite, et l'autre une rotation à gauche, les deux rotations étant égales et de sens contraires. Leur combinaison produit ainsi le même effort qu'un corps isotrope. Bien que l'invention ait été décrite ci-des sus .dans son application à la conversion d'os cillations électriques en variations d'inten sité lumineuse, il est .évident qu'elle ne se limite pas à cet effet particulier. Les oscil lations mécaniques peuvent par exemple être transmises directement au corps isotrope.
Il est entendu que, dans tous les cas, on peut imprimer au corps isotrope un effort initial et qu'on peut ensuite superposer des efforts oscillatoires à un effort dirigé dans un seul sens.. L'effort constant dirigé dans un seul sens peut être une tension ou une compression.
Il est entendu que le rayon lumineux po larisé qui traverse le corps isotrope peut être totalement ou partiellement polarisé dans un plan ou peut même être totalement ou partiellemW polarisé elliptiquement: Les oscillations mécaniques imprimées au corps isotrope peuvent, dans certains cas, re vêtir la forme d'oscillations de haute fré quence modulées avec -des oscillations acous tiques ou d'autres oscillations mécaniques de basse fréquence.