La configuration de grands systèmes à laser, qu’ils soient destinés à l’expérimentation ou à la production, peut changer radicalement lorsque des équipements sont ajoutés, modifiés ou supprimés. Comme les tables antivibratoires conventionnelles ne permettent pas les changements nécessaires, pour des raisons matérielles, il est souvent nécessaire d’acquérir une nouvelle table à chaque modification majeure du concept. De ce fait, le coût des tables devient un facteur majeure s’opposant aux modifications. Par opposition, un système de tables modulaires constitue une solution plus pratique et plus économique dans le cas des grands systèmes qui exigent plus de souplesse dans les réagencements qu’offrent les tables traditionnelles.
Le système des tables modulaires a été conçu à l’origine par Christopher P. J. Barty, directeur du laboratoire des lasers à haute intensité à l’Université de Californie à San Diego. Le premier système modulaire, installé en novembre 1994, a été utilisé pour un laser ultrarapide conçu pour produire des impulsions inférieures à 20 fs, avec des intensités de crête de l’ordre des dizaines de térawatts. Plusieurs équipes de recherche devaient utiliser le laser simultanément pour leurs projets. La conception modulaire a permis à chaque équipe d’“ occuper ” une section de la table pour y réaliser ce dont elle avait besoin. Lorsque le projet d’une équipe est terminé, l’équipe suivante à qui est attribuée la surface utile de la table peut la reconfigurer pour répondre à ses besoins propres.
Souplesse de la modularité
Le système modulaire se compose de tables de (1,20 x 1,20 m) pouvant facilement être raccordées aux modules adjacents par n’importe lequel des côtés. En associant les modules, il devient possible de réaliser rapidement et facilement un nombre illimité de formes bidimensionnelles. Modifier la forme de la table se résume alors à supprimer ou ajouter des modules aux endroits voulus. En plus des modules de 1,20 x 1,20 pieds, il existe des modules de 0,60 x 1,20 m qui permettent de contrôler plus finement la longueur des ailes. La conception modulaire offre aux laboratoires exploitant de nombreux systèmes la possibilité de stocker des modules standard, ce qui permet de modifier rapidement et économiquement les systèmes existants et de construire de nouveaux systèmes sans aucun délai. De plus, par rapport à l’achat de tables spécifiques pour chaque nouveau projet, l’investissement en tables est réduit, puisque les modules et les isolateurs peuvent être restitués à la fin d’un projet pour être réutilisés ultérieurement. A long terme, cela peut aboutir à une réduction considérable du coût des systèmes antivibratoires.
Système de tables modulaires, pendant la construction du systèmes laser à haute énergie à l’université de Californie (San Diego, CA), constitué de 17 modules de 1,20 x 1,20 , de 3 modules de 0,6 x 1,2 m et de 28 isolateurs pneumatiques.Conception des tables
Du fait de la grande taille et du poids élevé des systèmes construits, chacun des modules est spécialement conçu pour résister à des charges statiques élevées. Intérieurement, les modules possèdent un cœur en nids d’abeilles à module de cisaillement élevé, fabriqué à partir de tôles d’acier collées. La rigidité statique entre les modules est assurée par des plaques d’acier de 1,9 mm montées sur les quatre côtés. La surface de travail standard est fabriquée en acier inoxydable avec perçages étanches pour assurer la protection contre la corrosion. En option, il existe d’autres surfaces de travail et d’autres schémas de perçage.
Lorsque les systèmes exigent un niveau maximal de stabilité, les modules peuvent être équipés d’amortisseurs de vibrations préaccordés pour assurer des performances dynamiques optimales. Toutes les structures présentent des modes de vibration caractéristiques à des fréquences spécifiques. L’amortissement optimal de ces résonances consiste à dissiper l’énergie vibratoire. La plupart des tables utilisent un amortissement dit “ à large bande ”, qui assure une atténuation sur une vaste plage de fréquences, sans aucune discrimination. Les amortisseurs préaccordés, hermétiquement clos, assurent une meilleure stabilité en faisant leur travail d’amortissement là où il est le plus nécessaire, à savoir aux fréquences de résonance de la table. De ce fait, les amortisseurs préaccordés assurent une atténuation qui est approximativement supérieure d’un ordre de grandeur par rapport aux méthodes classiques d’amortissement, et dans toutes les conditions de charge.
Les plateaux des tables sont supportés par un certain nombre d’isolateurs pneumatiques qui évitent que les vibrations verticales et horizontales du sol ne puissent affecter les équipements installés.
Assemblage des modules
Pour assurer une rigidité maximale, les modules sont connectés à l’aide d’éléments d’accouplement formés de caissons en acier usiné qui sont disposés sur les bords supérieur et inférieur des plateaux. L’assemblage des modules est extrêmement simple et il peut être exécuté par deux personnes seulement.
Par rapport aux tables monolithiques, les tables modulaires présentent l’énorme avantage de se transporter facilement sur le site de montage. La grande taille des tables traditionnelles oblige souvent à utiliser des équipements lourds et à effectuer des modifications des locaux (élargissement de portes, percement de murs). Par opposition, les tables modulaires passent dans les portes standard et peuvent être transportées dans la plupart des ascenseurs.
Des ouvertures ménagées dans les dispositifs d’accouplement peuvent être utilisées pour passer des câbles, des flexibles et des faisceaux lasers. Des perçages filetés dans les accouplements facilitent également le montage d’étagères sous les tables, pour y ranger des lasers ou autres équipements. Les côtés libres présentent des perçages filetés pour monter des équipements sur les côtés des modules.
Le système ultrarapide produit deux faisceaux indépendants de brève durée, un faisceau à 10 Hz de haute intensité produisant >1 J avant compression, et un faisceau d’intensité relativement faible à 50 Hz, de 100 mJ avant compression. Les deux systèmes produisent des impulsions amplifiées de l’ordre de 20 fs.