[0001] L'invention se rapporte à un collimateur à lames minces.
[0002] Un collimateur se compose essentiellement de lames de collimation parallèles présentant
des propriétés d'absorption d'un rayonnement à collimater et d'une armature qui maintient
en place ces lames. Les lames sont orientées dans la direction du rayonnement et délimitent
des canaux à section allongée entre lesquels le rayonnement est divisé.
[0003] Le principal problème que l'on cherche à résoudre avec cette invention est l'obtention
d'un collimateur dont le rayonnement sortant présente une très faible divergence angulaire.
Deux moyens principaux peuvent permettre d'atteindre cet objectif: l'allongement du
collimateur et le rapprochement des lames. Ces deux solutions impliquent toutefois
des effets néfastes dans les dispositifs existants. Un collimateur long est en effet
encombrant et contribue à réduire le flux de rayonnement transmis. Des lames rapprochées
réduisent la luminosité transmise car une part plus importante du rayonnement est
absorbée. En effet, la section de l'ensemble des lames devient importante par rapport
à la section totale du collimateur.
[0004] Cette part pourrait être réduite en amincissant les lames mais on se heurte à des
limites avec les systèmes existants, qui utilisent soit des lames de polymère tendues
soit des lames métalliques. Les lames de polymère sont en effet fragiles et rapidement
détruites sous un rayonnement à collimater, et cette solution présente en outre l'inconvénient
d'être coûteuse aussi bien pour la fabrication que pour la réparation. Les lames métalliques
quant à elles se voilent sous leur propre poids quand leur épaisseur est trop faible.
[0005] Le concept sur lequel l'invention est fondée permet de construire des collimateurs
de très faible divergence angulaire et ne présente pas les inconvénients mentionnés
de perte de luminosité ou de flux ni d'encombrement. Le moyen essentiel utilisé est
le choix de lames en un matériau à base de verre ou de silicium, qui peut être façonné
en lames très minces sans se voiler, c'est-à-dire qui restent rigides et indéformables.
De telles lames n'ont pas besoin d'être tendues, si bien qu'on peut favorablement
construire des collimateurs de faible coût en formant l'armature avec des rainures
dans lesquelles les lames sont maintenues avec du jeu. De telles armatures peuvent
être constituées en pratique d'un empilement de cales. Une autre solution intéressante
consiste, dans le cas de lames en silicium, à les former avec des rebords qui leur
sont solidaires et dont l'empilement forme l'armature.
[0006] Le brevet européen 0 223 305 décrit un dispositif pour régler la section d'un rayonnement
par des lames piézoélectriques fléchies. Un autre brevet (US-A-4 739 173) utilise
pour cela des lames coulissant dans un plan.
[0007] L'invention va maintenant être décrite plus concrètement à l'aide des figures suivantes
annexées à titre illustratif et non limitatif:
- la figure 1 représente l'entrée d'un collimateur;
- la figure 2 est une vue agrandie de la figure 1; et
- la figure 3 représente schématiquement une autre réalisation possible.
[0008] Sur la figure 1, les lames parallèles portent la référence 1 et sont disposées en
un réseau serré entre deux plaques 2 et 3 de liaison de l'ensemble qui sont réunies
par des boulons 4 et des goupilles 5. L'espacement correct entre les lames 1 est maintenu
par une armature 6 formée de cales 6′ (figure 2) empilées et comprimées. Aux endroits
appropriés, ces cales 6′ sont munies d'évidements pour permettre le passage des vis
4 et des goupilles 5. Le rayonnement à collimater est perpendiculaire au plan des
figures 1 et 2.
[0009] Les cales 6′ sont d'épaisseur uniforme mais présentent par endroits des hauteurs
moins grandes de façon à constituer des rainures 7 (figure 2) dans lesquelles deux
bords opposés des lames 1 sont introduits. Les cales 6′ sont de préférence des cales
pelables constituées de lamelles métalliques collées et détachées une à une par clivage,
au couteau, qui permettent de régler facilement et avec une grande précision la largeur
des rainures 7. Cette largeur est choisie de façon à être un peu supérieure à l'épaisseur
des lames 1. Dans une réalisation, les lames 1 ont un dixième de millimètre d'épaisseur
et la largeur des rainures 7 est de 0,125 mm. Les lames 1 jouent donc dans les rainures
7 et le collimateur peut être construit facilement, d'abord en assemblant les cales
6′ et en les boulonnant entre elles, puis en glissant les lames 1 dans les rainures
7. On conçoit que le remplacement de lames 1 endommagées sera tout aussi facile. Dans
la réalisation représentée, la hauteur des lames 1 est de 100 mm, la hauteur des rainures
7 de 100,5 mm, les cales 6′ ont 0,025 mm d'épaisseur, la hauteur totale du collimateur
est de 130 mm, sa longueur de 200 mm, sa largeur de 50 mm et l'épaisseur totale des
armatures 6 est de 35 mm. L'intervalle entre lames 1 peut être choisi égal à 0,58
mm et la luminosité, c'est-à-dire la part de la section du collimateur qui n'est pas
occupée par les lames 1, est de 85,3 %.
[0010] Le matériau utilisé pour les lames 1 peut être du verre ou du silicium chargé d'un
corps présentant des propriétés d'absorption du rayonnement que l'on cherche à collimater,
c'est-à-dire du bore ou du gadolinium pour les neutrons, ou encore du cadmium, du
TiB₂, ou du plomb pour les rayons X et gamma.
[0011] Ce matériau absorbant peut consister en des particules de chargement noyées dans
la matrice du matériau de base ou en un dépôt continu superficiel, par exemple d'or
dans le cas de lames de silicium.
[0012] La figure 3 représente une autre réalisation où les lames 8 sont en silicium et présentent
des rebords opposés 9 et 10 rectilignes qui leur sont solidaires. Les rebords 9 et
10 peuvent être également en silicium ou en un matériau, tel que du cuivre, déposé
sur une lame 8 lisse au départ. Le collimateur est assemblé en empilant ou superposant
les rebords 9 et 10 puis en procédant à l'assemblage. Les éléments d'assemblages tels
que les vis 4 et les goupilles 5 passent à travers des évidements des rebords 9 et
10. Comme dans le cas précédent, les lames 8 ne sont soumises à aucune contrainte
mécanique.
1. Collimateur constitué de lames parallèles (1, 8) présentant des propriétés d'absorption
d'un rayonnement à collimater et d'une armature (6, 9, 10) maintenant en place les
lames (1, 8), caractérisé en ce que les lames sont à base de verre ou de silicium
et rigides.
2. Collimateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est formée
avec des rainures (7) dans lesquelles les lames (1) sont maintenues avec du jeu.
3. Collimateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'armature est constituée
d'un empilement de cales.
4. Collimateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature est constituée
d'un empilement de rebords (9, 10) solidaires des lames (8), les lames étant alors
en silicium.
