Brevet FR2000401A1 — publié le 19690905

La présente invention concerne des interféromètres pour une utilisation dans des appareils de mesure et des dispositifs de positionnement très précis. L'utilisation d1interféromètres dans des appareils de mesure 5 est bien connue dans la technique. On a utilisé avec succès 1'interféromètre appelé interféromètre de Michelson pour mesurer une tige de un mètre avec une précision de un sur 10 . L'interféromètre de Michelson est décrit dans la littérature et est très bien connu; par exemple, "Introduction to Geometrical and Physical Optics" par 10 Joseph Morgan, publié en 1953 par McGraw-Hill Book Company, Inc. pages 223 à 227, avec une illustration en particulier page 224. Dans 1"interféromètre de Michelson et dans d'autres variantes en découlant, une mesure d'un déplacement axial est effectuée en comptant les franges d'interférence produites par le déplacement 15 d'une surface réfléchissante mobile par rapport à une surface réfléchissante fixe. En général, une source unique de lumière est collimatée, et les rayons parallèles sont dirigés vers un séparateur de faisceaux? par exemple, un miroir semi-réfléchissant orienté à 45 degrés. Le séparateur de faisceaux réfléchit la lumière vers une 20 surface réfléchissante orientée perpendiculairement par rapport à une seconde surface réfléchissante interceptant l'énergie lumineuse transmise à travers le séparateur de faisceaux. De plus, quand on fait tourner la surface réfléchissante mobile par rapport à la surface réfléchissante fixe ou de référence, il 25 apparaît des décomptes de franges^EnS^xqn&nê faussement un déplacement 2 linéaire produisant des erreurs proportionnelles à a , a étant l'angle de rotation, si le dispositif remplit les conditions d'Abbe, et des erreurs proportionnelles à Ka, si la condition d'Abbe n'est pas remplie. Pour éviter le problème de rotations indésirables, un 30 tel interféromètre est, d'une manière typique, massif,et nécessite des systèmes d'entraînement compliqués. Il reste extrêmement sensible à des variations des conditions ambiantes, et il est un instrument délicat. Ces instruments sont excessivement chers pour une utilisation dans un grand domaine d'applications ne correspondant pas 35 à des conditions en laboratoire mais nécessitant des mesures très précises. L'interféromètre de la présente invention est au contraire insensible à de nombreuses variations des conditions ambiantes, et il est exempt d'erreurs provoquées par un mouvement angulaire ou 40 de rotation de grandeur quelconque. Par conséquent, un - 2000401 (si 00821' 2 interféromètre qui est un mode de réalisation de l'invention, nécessite seulement un système d'entraînement relativement bon n\ar-ché, simple, et de faible inertie. Auparavant, un déplacement angulaire produisait des erreurs 5 dans le déplacement linéaire aussi importantes que des erreurs d'ordre 2 pour un déplacement angulaire inférieur à une minute d'ave suivant une coordonnée, et inférieur à une seconde d'arc suivant les deux coordonnées. Par conséquent, les interféromètres de la technique antérieur-. 10 qui sont conçus pour des mesures suivant deux ou plusieurs axes de mesure orthogonaux,sont particulièrement sensibles à toutes erreurs dues à des mouvements angulaires ou de rotation parasites. Tous les interféromètres classiques sont sujets à une erreur de déplacement linéaire, au moins égale à cosinus a, a étant l'an-15 gle de rotation. Selon le principe d'Abbe , si le dispositif de mesure et la longueur à mesurer sont plaçés en alignement de telle façon que le dispositif de mesure et l'objet se déplacent en formant corps, les erreurs de rotation sont réduites, et comme on l'a fait remarquer 20 ci-dessus, représentent une erreur de déplacement linéaire proportionnelle au carré de l'angle mesuré en radians. Un interféromètre à un seul axe tend à remplir les conditions d'Abbe , en particulier puisque le mouvement du miroir mobile est sévèrement contrôlé. Cependant il y a,au mieux,une erreur. Au contraire, un interféromè-25 tre qui est un mode de réalisation de la présente invention est capable de mesurer des déplacement linéaires indépendamment de la position angulaire, ou bien même de la rotation de l'objet à mesurer par rapport à une direction de translation de déplacement linéaire. Cependant aucun dispositif connu ne remplit les conditions 30 d'Abbe quand on effectue simultanément des mesures par rapport à deux axes de translation orthogonaux. Le couplage mutuel entre les deux axes du à la rotation produit au moins une erreur de cosinus suivant un axe et une erreur de sinus suivant l'autre, ceci résultant en une erreur de déplace-35 ment linéaire proportionnelle.à un nombre constant de fois l'angle de rotation en radians. Les dispositifs de mesure de la technique antérieure sont suje~.-à des erreurs de translation dues à des variations de niveau et à des vibrations. Les erreurs sont aggravées par l'usure des voies. En 40 général, des mesures utilisant de tels dispositifs ne peuven- être copï 69 00821 3 2000401 faites avec précision qu* après que le système, en particulier l'objet à mesurer, soit au repos. La précision élevée d'un interféromètre a donc été jusqu'ici possible seulement d'une manière statique. Au cours du mouvement d'un étage portant l'objet à mesurer, 5 il se produit des erreurs de translation dues à des mouvements de l'étage avec six degrés de liberté. Les six degrés de liberté dont on parle ici comprennent les rotation aufc Contrairement à ce qui précède, 11interféromètre de l'invention 15 étant insensible à des erreurs de déplacement linéaire dues à des mouvements de rotation, conserve sa précision pour tous les degrés de liberté de la mesure. Dans des systèmes multi-axes, il ne se produit pas de couplage mutuel dû à la rotation. A cause du fait que 1'interféromètre de la présente invention 20 répond seulement à des déplacements suivant les degrés de liberté désirés, par exemple, des translations dans les directions X et Y,, /bien que on a des mesures très précises à chaque fois,^.'objet à mesurer soit en mouvement. Ce résultat augmente énormément l'utilité des interféromètres pour des applications nécessitant des mesures dyna-25mLqu.es, comme par exemple des commandes. La précision de la mesure est, bien que l'objet à mesurer soit en mouvement, identique à celle obtenue quand l'objet est au repos. De plus, 1'interféromètre de la présente invention est absolument exempt d'erreurs dues à l'usure, à des variations de niveau et à des vibrations. 30 Bien que 1'interféromètre de l'invention soit relativement" bon marché, simple et de faible inertie, il est relativement robuste ■ et sur en fonctionnement; et les mesures très précises sont aisément reproductibles. Ces avantages dérivent du fait que le système est insensible à une rotation parasite. 35 Un objet de la présente invention est donc de fournir un inter féromètre amélioré capable d'effectuer des mesures de déplacement linéaire extrêmement précises, indépendamment d'un mouvement angulaire ou de rotation de l'objet à mesurer par rapport à d'autres éléments du système. 40 Cependant, un autre objet de l'invention est de fournir un atfi 69 00821 200(5401 4 interféromètre ayant une précision améliorée,nécessitant seulement un système d'entraînement relativement bon marché, simple, et de faible masse. Un autre objet de la présente invention est encore de fournis 5 un interféromètre de précision améliorée,étant relativement insensible au milieu ambiant et pouvant dé ce fait être utilisé pour un vas» te domaine d'applicatioroextérieur aux conditions de laboratoire. Un autre objet de la présente invention est encore de fournir un interféromètre de précision améliorée,étant réellement robuste 10 et sûr en fonctionnement; un interféromètre donnant des mesures très reproductibles et très précises, et insensible aux effet® de l'usure. Cependant, un autre objet de l'invention est de fournir un dispositif de commande amélioré pour positionner un élément mobile 15 avec une précision élevée. D'autres objets de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, prise conjointement avec les dessins ci-joints, et son champs d'application'sera souligné dans les revendications ci-jointes. 20 Selon l'invention, il est fourni un appareil de mesure. L3ap pareil comprend un moyen pour fournir de l'énergie rayonnant® le long d'un premier axe d'entrée. Il y a un moyen pour fournir de l'énergie rayonnante le long d'un second axe d'entrée. Un corps rigide a une paire de surfaces réfléchissantes. La première surface réflé-25 chissante coupe le premier axe d'entrée. La seconde surface réfléchissante coupe le second axe d'entrée. On fournit en outre un moyen pour diriger une partie de 1 ' énergie rayonnante perpendiculairement à chacune des surfaces, indépendamment de l'angle d'intersection de la surface réfléchissante par rapport à son axe d'entrée 30 correspondant. Dans une forme de l'invention, 1 ' énergie rayonnante est de la lumière monochromatique, cohérente. Les surfaces réfléchissantes sont parallèles et l'énergie lumineuse dérive d'une source commune. Dans une autre forme de l'invention, on fournit un moyen pour 35 faire varier la phase d'une composante de polarisation par rapport à l'autre composante de l'énergie le long du premier axe d'entrée. Dans une autre forme de l'invention, le corps rigide a plusieurs paires de surfaces réfléchissantes parallèles, perpendiculaires entre elle3. 40 Le moyen fournissant l'énergie et le moyen de direction des 69 00821 2000401 5 parties sont associés l'un à l'autre de manière rigide pour définir un trajet de rayonnement. On fournit des moyens pour produire un mouvement relatif entre le corps rigide et les moyens associés de façon rigide. Un point de référence est repéré au centre du trajet 5 entre les moyens fournissant l'énergie rayoimant>e. Il se produit une indication de la translation relative du corps rigide à partir du point de référence. On fournit également un moyen pour positionner un élément selon un signal de commande dérivant de 11 indication de la translation 10 du corps rigide. Dans le mode de réalisation préféré, l'appareil est un interféromètre dans lequel on fournit un moyen pour diriger les énergies réfléchies vers une zone d'interférence commune. L'énergie lumineuse a un front d'onde sphérique. On fournit en outre un moyen pour repé-15 rar un point de référence au centre géométrique des trajets de la lumière. Le point de référence est à l'intersection des trajets de la lumière pour les axaa de translation. On inclut un moyen pour détecter et compter les franges d'inter-20 férence produites par les énergies réfléchies, fournissant de ce fait une mesure de la translation du corps rigide à partir du point de référencé, indépendamment de la rotation du corps rigide par rapport aux trajets de la lumière. Bien que 1'interféromètre de l'invention soit utile avec de 25 l'énergie de rayonnement sous de nombreuses formes, comprenant, sans que l'on s'y limite, le rayonnement électromagnétique et acoustique, le mode de réalisation préféré est un instrument optique utilisant de l'énergie lumineuse. Le terme "lumière" tel qu'on l'utilise ici,comprend, sans que l'on s'y limite, les fréquences de 30 lumière allant de l'infrarouge à l'ultra-violet. Dans une forme de l'invention, l'énergie de rayonnement est alors de l'énergie lumineuse monochromatique, cohérente, polarisée, provenant d'une source commune pour un axe de coordonnée choisi. Les surfaces réfléchissantes sont de préférence parallèles. On four-35 nit un moyen pour déplacer l'élément rigide par rapport à un point de référence. Un déplacement des éléments rigides produit un état d'interférence variable , fournissant une indication de l'étendue du déplacement à partir du point de référence. L'interféromètre de l'invention peut être utilisé pour fournir 40 des mesures de déplacements le long de deux ou plusieurs axes 6? 0082T 2000401 orthogonaux. L'élément rigide comprend alors plusieurs paires de surfaces réfléchissantes- Plusieurs sources d'énergie rayonnante sont incluses. L'énergie rayonnante est alors dirigée vers chacune des surfaces réfléchissantes de chaque paire de surfaces réfléchis-5 santés. L'énergie réfléchie est dirigée,en provenance de chaque surface réfléchissante de chaque paire de surfaces réfléchissantes, vers une zone d'interférence correspondante. On fournit un moyen pour déplacer l'âément rigide dans deux ou plusieurs directions orthogonales et pour détecter plusieurs états d* interférence des 10 énergies réfléchies dans plusieurs zones. Des figures de franges d'interférence séparables sont donc produites par rapport à plusieurs axes de translation orthogonaux. Dans un mode de réalisation préféré, on utilise un laser à onde entretenue comme source d'énergie lumineuse. 15 La phase d'une partie de la lumière est variable par rapport à l'autre par insertion d'un miroir introduisant une-inégalité de / st phase ou une phase supplémentaire,'S.yant une surface métallique réfléchissante. La phase relative des énergies varie par modification de l'angle d'incidence sur le miroir. 20 Les composantes de polarisation orthogonales des énergies ré fléchies sont séparées après interférence le long des trajets sensibles séparés. Dans une autre forme dé l'invention, on fournit un appareil de nesure. L'appareil comprend un moyen fournissant un premier système 25 de référence pour repérer un point de référence fixe. Le moyen comprend un moyen source rigide fixe dans le ^stème. Un repère de position repère un point référence fixe dans le système par rapport au moyen source rigide. On fournit un second moyen système de référence. Les moyens 30 systèmes sont relativement mobiles entre eux, avec plus d'un degré de liberté. Le moyen de couplage des moyens sytèmes comprend un milieu s'étendant depuis le moyen source fixe, le long d'au moins deux trajets vers le second moyen système. Chacune des longueurs du traje ^ar 1milieu varie avec le déplacement du second moyen sys-35 tème par rapport au point de référence. La longueur du trajet dans JL milieu varie seM--lement avec un déplacement dans un degré de liberté ,du second moyen système par rapport au point de référence fixe. La différence des longueurs des trajets ^araS.ieu est constante par rapport à un déplacement relatif se faisant entre les moyens systè-40 mes, dans n'importe quel autre degré de liberté. COPY 69 00821 2000401 L'appareil comprend en outre un moyen pour fournir une indication d'un déplacement#dans un degré de liberté ,du second moyen système par rapport au point de référence, indépendamment d'un déplacement de ce dernier par rapport au-point de référence dans n'importe 5 quel autre degré de liberté. L'interféromètre de l'invention est insensible à une rotation de l'objet à mesurer parceque le système de mesure, par exemple un axe de mesure le long duquel la différence de chemin optique est déterminée, tourne avec l'objet, indépendamment de toutes directions 10 impliquées par l'existence de deux sources et de la ligne entre elles chi moyen de translation de l'objet ou d* un point fixe de référence. La différence des longueurs des trajets optiques ainsi déterminée varie donc seulement pour des translations le long de l'axe de mesure 15 et est constante pour toute rotation de l'objet. DANS LES DESSINS : La Figure 1 est une vue en plandlin schéma d'un interféromètre qui est un mode de réalisation de l'invention; La Figure 2 est un schéma de chemins optiques illustrant un 20 aspect du fonctionnement du mode de réalisation de la Figure 1; La Figure 3 est un schéma de chemins optiques illustrant un autre aspect du fonctionnement du mode de réalisation de la Figure 1; La Figure 4 est une vue en plan d'un schéma plus détaillé 25 d'un interféromètre à un seul axe de translation qui est un mode de réalisation de l'invention; La Figure 5 est une vue en perspective d'un interféromètre à deux axes qui est un mode de réalisation de l'invention, elle illustre en particulier le système d'entraînement mécanique et 30 les orientations relatives des chemins de la lumière en sens opposé pour chacun des axes; La Figure 6 est une vue en perspective des bras optiques enlevés dé la table d'entraînement; La Figure 7 est une vue en plan, sous forme schématique, dè 35 1*interféromètre de la Figure 5; La Figure 8 est une vue de côté, sous forme schématique de 1* interféromètre de la Figure 5; La Figure 9 est une vue de face, sous forme schématique, de 1'interféromètre; 40 La Figure 10 est une vue en plan, agrandie, sous forme copy 69 00821 e 2000401 schématique, d'un ensemble optique à axe Y dans 1*interféromètre de la Figure 5, prise le long des lignes X-X' dans la Figure 9; La Figure 11 est un schéma de circuit par blocs illustrant un appareil de positionnement qui est un mode de réalisation de 5 l'invention; La Figure 12 est une machine outil qui est un mode de réalisation de 1*interféromètre de l'invention utile dans l'appareil de la Figure 12; et La Figure 13 est une vue en plan, sous une forme schématique, 10 d'une variante de 1'interféromètre de la Figure 1, illustrant une source lumineuse disposée entre une paire de surfaces réfléchissante vers l'intérieur. 69 00821 2000401 DESCRIPTION ET EXPLICATION DE L'INTERFEROMETRE DE LA FIGURE 1 On se réfère maintenant aux dessins, en particulier à la Figure 1, dans laquelle on illustre un interféromètre qui est un mode de réalisation de l'invention. 5 On focalise un rayon de lumière prove nant d'un laser sur une très petite ouverture, pour fournir une source de lumière cohérente ayant un front d'onde sphérique. La lumière est associée à un séparateur de rayorPqui transmet la moitié de l'énergie et, à travers des miroirs de couplage,à une surface 10 de la paire de surfaces opposées parallèles réfléchissantes d'une plaque mobile à étages ayant un corps rigide. L'autre moitié de 1'énergie est réfléchie en provenance du séparateur de rayons et à travers les miroirs de couplage, vers l'autre surface réfléchissante. Un repère marque le centre géométrique ou la référence fixe qui 15 est le point 0 pour les chemins optiques. Le plateau à étages est montré dans une position ayant tourné par rapport à l'axe optique central et étant déplacé vers la gauche du point de référence 0. Le rayon normal, et seulement le rayon normal, réfléchi en provenance de chacune des surfaces réfléchis-20 santés revient suivant son chemin incident et est dirigé par le séparateur de rayons à travers une très petite ouverture dans laquelle les énergies réfléchies se combinent et interfèrent. Un détecteur photoélectrique, placé dans la zone d'interférence transforme les signaux lumineux variables résultant de l'interférence en un signal 25 électrique indiquant le déplacement linéaire de la plaque étage à partir du point de référence. Le signal de sortie est sous forme d'un comptage de franges, c'est-à-dire, du nombre de maxima de lumière. Un laser 10 dirige un faisceau de lumière cohérente monochroma-30 tique vers une très petite ouverture A dans un plateau 11, produisant un front de l'onde lumineuse sphérique. La lumière se dirige vers un séparateur de faisceaux 12 et est divisée en deux parties le long de deux chemins, de façon à ce qu'une partie de la lumière voyage dans un premier faisceau de rayons 13 avec un front d'onde 35 sphérique, le long d'un premier trajet optique vers la droite, comme cela est représenté, le long de l'axe optique central 28, et l'autre partie de la lumière voyage dans un second faisceau de rayons 14 avec un front d'onde sphérique le long d'un second chemin optique vers la gauche, comme cela est représenté, le long de l'axe 40 optique central 28. 69 00821 2000401 10 Les rayons 13a et 14a se rapportent aux rayons incidents perpendiculaires aux surfaces réfléchissantes 17 et 22 ,aux points F et F', respectivement. La lumière réfléchie provenant du séparateur de faisceaux 12 se dirige vers un miroir de couplage 15 orienté, 5 par exemple, à 45° et, de là, vers un autre miroir de couplage 16 vers la surface réfléchissante 17 de la plaque étage 18. La lumière qui est transmise par le séparateur de faisceaux 12 se dirige, par exemple, vers un miroir de couplage 19 à 45°, puis, dans l'ordre, vers des miroirs de couplage 20 et 21,vers la surfa-10 ce réfléchissante 22 de la plaque étage 18. Les surfaces réfléchissantes 17 et 22 sont de préférence meulées de façon à ce qu'elles soient parallèles. Un objet 23 à mesurer est supporté par le plateau étage 18. Le moyen fournissant un premier système de référence comprend 15 la source de lumière, le séparateur de faisceaux et les miroirs de couplage, tous ces éléments étant associés l'un à l'autre rigidement. Le centre des chemins optiques est ion point de référence fixe dans le premier système. Le plateau étage est un moyen corps rigide fournissant un second système de féférence.^Le, premier et le se- l'un par rapport a l'autre 20 cond systèmes de référence sont relativement mobiles/avec six degrés de liberté. Cependant, le seul déplacement exploré est le déplacement le long de l'axe de mesure de translation dans le second système par rapport au point de référence fixe dans le premier système. Le plateau étage représenté ici est un carré et est représenté 25 avec une position ayant tourné d'un angle anormalement grossi, à partir de l'axe optique central 28. Un front d'onde sphérique est produit à la-très petite ouverture A; de là, un, et seulement un, rayon provenant du faisceau 13 dirigé de A vers la surface réfléchissante 17 est incident et se ré-30 fléchit normalement à la surface 17 au point F. De là, il suit le même chemin de retour vers le séparateur à faisceaux 12 où une partie est transmise à travers une très petite ouverture B dans un plateau de sortie 25 vers la face d'entrée d'un détecteur 26 dans la zone d'interférence . 35 Pour éviter les erreurs,il est nécessaire d'avoir une diffé rence constante entre les longueurs des chemins optiques pour un axe de mesure donné, sauf pour les translations se faisant le long de l'axe de mesure. Cette condition se produit si, et seulement si, le rayon lumineux incident est réfléchi suivant son chemin incident, 40 c'est-à-dire, l'angle entre le rayon incident et le rayon réfléchi 69 00821 2000401 ii est nul. De même, un rayon 14a, et seulement un rayon, de la partie de la lumière transmise à travers le séparateur de faisceaux 12 ,est normal à la surface réfléchissante 22 au point F'. Le rayon 14a 5 revient en suivant le même trajet pour être réfléchi en partie par le séparateur de faisceaux 12 à travers la très petite ouverture B, pour interférer avec le rayon 13a à la face d'entrée du détecteur 26. FONCTIONNEMENT L*interféromètre de la Figure 1 est un dispositif de mesure 10 à un seul axe. La longueur de la perpendiculaire abaissée du point de référence O sur un plan central à travers la plaque étage parallèle aux surfaces réfléchissantes 17 et 22 est une mesure du déplacement d'un point sur l'objet à mesurer à partir du point de référence O. 15 On effectue une mesure de la manière suivante : on vise au mi croscope un repère représentant le point de référence O, par exemple un réticule. Le déplacement du point ^ partir du point est mesuré en déplaçant la plaque étage jusqu'à ce que le repère coïncide avec le point +^. Ceci a pour effet de diminuer la longueur 20 du trajet du rayon incident normal 13a et d'augmenter le trajet du rayon 14a. On déplace ensuite la plaque étage jusqu'à ce que le point +^ vienne au-dessous du repère. Au fur et à mesure que la plaque étage se déplace à partir du point pour aller au point +2, la lon-25 gueur du trajet 13a augmente et celle du trajet 14a' diminue. Au fur et à mesure que la plaque étage 18 se déplace,son déplacement par rapport au point O fait varier constamment la différence entre les longueurs des trajets 13a et 14a. Ceci produit à son tour un état interférentiel variable qui est détecté par le détecteur 26. 30 On se réfère maintenant aux Figures 2 et 3 pour discuter les principes du fonctionnement de 1'interféromètre de la Figure 1. Une caractéristique importante de 1'interféromètre de la Figure 1 est le fait qu'il est relativement exempt d'erreurs dans la mesure de la translation linéaire quand on fait tourner la plaque 35 étage 18 d'un angle a autour d'un axe de translation classique, disons l'axe X. Remarquons que l'on peut faire tourner la plaque étage constamment à une certaine vitesse sans interférer avec cette mesure de translation. En particulier, pour une rotation autour de O, la différence de trajet 4x reste constante pour toutes 40 les valeurs de 1'angle a. Ce résultat provient d'une analyse de la 69 00821 2000401 12 Figure 2. Considérons alors que la plaque étage est déplacée d'une distance x à partir du repère ou du point de référence O au centre géométrique des trajets optiques totaux 2D, distance entre les sources 5 AB et A'B', prise à partir de A' comme image virtuelle pour A et B' comme image virtuelle pour B. AB coïncide alors avec A'B" quand les trajets sont développés puisque le trajet à partir du séparateur de faisceaux 12 vers A est identique au trajet à partir de ce dernier vers B. 10 Afin d'établir que le système est vraiment exempt d'erreurs dues à un déplacement dans un degré de liberté autre que la translation le long de l'axe de mesure dans la plaque étage , considérons la différence de trajet quand on fait tourner la plaque étage d'un angle a par rapport à l'axe central 28 et qu'on la déplace en 15 translation à partir du point de référence O le long de la perpendiculaire en son plan central 29 parallèle aux surfaces réfléchissantes. Pour déterminer le signal produit en une face du détecteur 26 dans la zone d'interférences, on peut calculer la différence de 20 trajet entre les trajets 13a et 14a. La plaque étage d'une épaisseur w est meulée de telle sorte que les surfaces réfléchissantes opposées 17 et 22 soient parallèles. Dans le schéma de la Figure 2, les trajets 13a et 14a sont déployés, il est représenté les rayons interférant suivant le trajet 13a vers la gauche et 14a 25 vers la droite. Supposons que la longueur de la distance entre les sources soit égale à 2D, l'image virtuelle apparaissant en B dans le schéma de la Figure 2 est développée pour coïncider avec la très petite . ouverture A. Il apparaît alors, pour les buts de l'analyse, deux . 30 sources d'énergie,associées de manière fixe.définissant l'axe optique central 28 avec le point de référence fixe en O. Appelons x la distance à partir du point de repère O le long de la perpendiculaire abaissée au plan central 29 de la plaque étage , représentée ici comme étant rectangulaire. 35 Le calcul des longueurs des trajets optiques AFB et A'F'B* peut être effectué directement en fonction de la distance x du point O au plan central 29 prisa le long de la perpendiculaire de ce point à ce plan. Puisque A et 3 coïncident, comme on l'a noté ci-dessus, le trajet 13a est perpendiculaire à la surface réfléchissante 17. De 40 même, le trajet 14a est perpendiculaire à la surface 22. Traçons une 69 00821 2000401 13 droite 30 parallele au plan central 29 et passant par O. Puisque /du prolongement AO = D et A'O = D, la distance prise le long des trajets 13a et 14a du point A ou A' à la droite 30,est D cos a. Le point de réflexion du trajet trouve à une distance w/2 - x de la droite 30, 5 donc la distance AF = D cos a - w/2 + x. Puisque le trajet de retour coïncide, le trajet total est Equation (1) AFB = 2(D cos a - w/2 + x). De même le trajet Equation (2) A'F'B' = 2 (D cos a - w - x) 2 10 La différence de trajet est Equation (3) A'F'B' - AFB = 2 (D cos a - w + x) - 2 (D cos a - w - x) 2 2 = 4x On voit alors que si 11 on donne une translation x à partir 15 d'un point dans le système de la plaque étage , la différence de trajet est constante par rapport aux rotations de la plaque étage autour du point de référence O. Donc, une mesure de la translation avec 11interféromètre illustré dans la Figure 1 est absolument indépendante de l'angle de la plaque étage 18 par rapport à l'axe 20 optique 28 si on prend comme point de référence O le point situé au centre de la distance entre les sources apparentes A et A'. Quand on déplace la plaque étage à partir de la position X^ vers une autre position X2, le déplacement est Equation (4) X2l = X2 - X-j^ 25 Quand la différence de trajet est égale à un nombre entier n de longueurs d'onde, c'est-à-dire, Equation (5) 4x = n /f , il se produit une interférence avec intensité de lumière maximale. Quand la longueur de la différence des trajets est égale à un nom- 30 bre impair de demi-longueurs d'onde, c'est-à-dire, Equation (6) 4x = (2 n + 1) A. . 2 il se produit une interférence à intensité de lumière minimale. Le nombre total de variations représente le déplacement le long d'un axe de mesure normal aux surfaces réfléchissantes. 35 Remarquons qu'il ne se produit aucun changement de l'état in- terférentiel malgré un déplacement dans n'importe quel autre degré de liberté indépendant. 69 00821 2000401 14 L'intensité de la lumière dans la zone d'interférence en B passe par un maximum chaque fois que Equation (7) x = n /% 4 La variation du maximum de lumière au minimum de lumière et 5 pour reverikrau maximum de lumière produit une frange, la plaque étage étant déplacée depuis le point jusqu'au point X^. Alors Equation (8) X_, = N/) dans laquelle z 4 Equation (9) n2 - n^ = N 10 est le nombre de franges observées. Il apparaît que le plus petit déplacement mesurable par simple décompte des maxima d'intensité est équivalent à 1/4 de longueur d'onde. Donc, le plus petit déplacement mesurable par décompte des maxima d'intensité est égal à la moitié de celui obtenu avec un type d'interféromètre à miroir réfé» 15 rence fixe. Pour un laser néon-hélium, le rayon lumineux produit a, d'une manière caractéristique, une longueur d'onde de 0,632815 micron. La plus petite mesure de déplacement sera donc équivalente à 0,159704 micron. Cependant, en utilisant deux polarisations de la lumière, 20 dont l'une n'interférera pas avec l'autre et en plaçant celle-ci en quadrature par utilisation d'une lame quart d'onde ou d'un dispositif semblable, le nombre représentant le déplacement le plus faible est réduit à un seizième de longueur d'onde, c'est-à-dire 0,039926 micron. 25 L'intervalle mesurable le plus petit peut être sensiblement réduit en utilisant des techniques de comparaison des phases connues dans la technique. ELEMENTS MECANIQUES Si les points A'B' et AB dans le premier système sont considé» 30 rés comme points supports fixes, on peut introduire un milieu de liaison de A'B' à la surface 22 et un autre du point AB à la surface 23. Le milieu de liaison peut être un ressort avec une force util© dans la direction du point fixe et un couplage de glissement,sensi-35 blement sans frottement,sur une surface parallèle. Selon le principe de l'énergie minimale, le ressort aura le chemin le plus court entre son point support fixe et sa surface parallèle correspondante; c'est-à-dire, il aura toujours la longueur de trajet minimale et, donc, il 69 00821 2000401 15 est toujours perpendiculaire à sa surface parallèle associée. Quand il se produit une rotation de la plaque étage dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour du point de référence O, par exemple, les longueurs des trajets diminuent de façon égale, les 5 ressorts ayant toujours le trajet minimal normal aux surfaces parallèles. Au contraire, une rotation de la plaque étage dans le sens des aiguilles d'une montre autour du point de référence O augmente les longueurs des trajets de façon égale. La différence entre la longueur des trajets reste donc constante, sauf quand la plaque 10 étage est ^ran®^a'^^un point de référence le long de la perpendiculaire au plan central de la plaque étage . La mesure de la différence de la longueur des trajets peut être indiquée, par exemple, en détectant les forces de rappel avec des transducteurs convenables, et en les comparant. 15 Dans un sens le rayon lumineux incident normal à chacune des surfaces réfléchissantes est effectivement associé de façon coulissante à la surface. Donc, le terme milieu de liaison ou milieu de couplage dans le contexte comprend, sans que l'on s'y limite, les milieux associant un moyen fournissant un premier système de réfé-20 rence pour définir un point de référence fixe, ccanme par exemple la terre, c'est-à-dire, le système lié à 1*observateur,à un moyen fournissant un second système de référence, comme par exemple le plateau étage ou bien l'objet à mesurer. Le milieu de couplage a la propriété de se conformer au trajet 25 minimum partant d'un point support fixe dans le premier système et perpendiculaire à la surface fixe dans le second système. L'équivalent mécanique de 1'interféromètre de la Figure 1 est réalisé de la manière la plus approchante en remplaçant les miroirs de couplage par des poulies fixes dans le premier système par rap-30 port à un point support unique fixe, par exemple, à la place du séparateur de faisceaux. Le milieu de^couglage s'étend depuis le point support fixe autour des poulies lea surfaces parallèles; les longueurs des trajets variant entre les poulies directement associées aux surfaces parallèles. 35 Le milieu de couplage peut être inélastique si, par exemple, il y a un dispositif qui fonctionne de façon à maintenir le milieu tendu en réponse à la rotation de la plaque étage. La différence des longueurs de trajet pour un milieu inéiasti-que est toujours indiquée par le dispositif tendeur maintenant un 40 couplage rigide. La direction de translation est directement 69 00821 2000401 indiquée par la direction de rotation^aL 3e dispositif tendeur est, par exemple, rotatif. On obtient un résultat identique à ce qui précède en introduisant le milieu de couplage en partant d'un point fixe entre, par 5 exemple, une paire de surfaces réfléchissantes 4p^5ci^"^%e façon rigide l'une à l'autre, qui réfléchissent maintenant vers l'intérieur. Dans un tel mode de réalisation de l'invention, de la lumière cohérente et monochramatique provient d'une très petite ouverture A et une partie est transmise à travers un séparateur de faisceaux 10 à une surface réfléchissante. L'autre partie est réfléchie par le séparateur de faisceaux et les miroirs de couplage qui la dirigent en direction opposée en provenance d'une première partie, ^e£?coli-néaire à cette dernière, vers une surface réfléchissante parallèle. Comme on l'a noté ci-dessus, les deux surfaces réfléchissantes se 15 font face. De nouveau,les rayons normaux sont réfléchis à travers le séparateur à faisceaux à travers une très petite ouverture de sortie. PRINCIPE D'ABBE Auparavant, tous les dispositifs de mesure remplissant la 20 condition d'Abbe le plus étroitement étaient au moins soumis à des erreurs de déplacement de translation dus à une rotation proportionnelle au cosinus de l'angle de rotation d'un élément du dispositif par rapport à un autre. Cependant, aucun dispositif de mesure connu ne remplit la condition d'Abbe quand un élément se déplace 25 par rapport à un autre,parce que dans ces conditions il se produit un certain déplacement suivant tous les six degrés de liberté. Par rapport à n'importe quel système de référence tous les corps en déplacement ont six degrés de liberté, les déplacements en translation le long des axes X, Y et Z qui sont perpendiculaires 30 entre eux, et des déplacements angulaires autour des axes X, Y et Z. Si l'on désire mesurer les déplacements suivant un ou deux degrés de liberté choisis, pour éviter des erreurs cette mesure devra être indépendante de tout déplacement dans n'importe quel autre degré de liberté. 35 Dans le passé,des mesures de déplacement, des mesures angulai res et des mesures de distance d'objets ont toujours été faites dans le système de repère de l'observateur. Donc, alors que l'objet se déplace, les déplacements suivant les six degrés de liberté ne sont pas indépendants par rapport au repère de l'observateur. Cependant 69 00821 2000401 si l'objet à mesurer peut être isolé de ces derniers, l'objet lui-même devient un système de référence et il porte son propre système de coordonnées qui est^nvar^an^"par rapport au système de référence de l'observateur et indépendant de ce dernier. Si l'objet à mesurer 5 est plan, toutes les mesures de points dans le plan de l'objet par rapport à son propre système de coordonnée sont donc indépendantes de tout mouvement de l'objet par rapport au système de l'observateur . Dans la présente invention, l'objet à mesurer présente un se-10 c ond système de référence dans lequel lui-même ainsi que l'échelle de mesure sont réellement associés l'un à l'autre de façon rigide, remplissant de ce fait complètement la condition d'Abbe. On peut déterminer facilement un déplacement à partir d'un point de référence fixe dans le premier système en fixant la posi-15 tion d'un point dans le second système de façon à ce qu'il coïncide avec le point de référence fixe. Une mesure de la position d'un point dans le second système par rapport à son propre système de coordonnées, par exemple, le long de l'axe de mesure de translation unique, se transforme immédiatement en une mesure de sa posi-20 tion par rapport au point de référence fixe dans le premier système. Dans 1'interféromètre de la présente invention, la position de la petite ouverture de sortie B est déterminée de façon unique. D'après l'analyse de la Figure 2, il apparaît que les points A et 25 B doivent être équidistants du point de référence O» Ceci est le seul emplacement du point B pour lequel le centre de la Figure des franges d'interférences est fixe. Puisque l'emplacement du point B est fixé pour toutes les valeurs de l'angle a, ou bien4n>tcFéplace-ment suivant n'importe quel autre degré de liberté, on élimine com-30plètement le problème d'une figure de franges d'interférences mobile, dû a un mauvais alignement. De nouveau ,ce résultat est unique. Le diamètre de la très petite ouverture B dans le plateau 25 est soumis à des exigences opposées. Dans le premier cas ,il est ^souhaitable que le trou soit aussi grand que possible pour recueil-35 lir le plus de lumière possible. Deuxièmement, le trou doit être aussi petit que possible pour que les franges puissent être visibles. La nature de la Figure d'interférences sur le plan du plateau 25 et la taille nécessairetrès petite ouverture E doivent être analysées en se référant au schéma de la Figure 3. Le schéma 40 de la Figure 3 dérive de la rotation du bras indiqué par le trajet 69 00821 2000401 18 optiq ue 14 autour de la référence O, de façon à ce que 1*image en B' coïncide avec l'image en B et les images virtuelles équivalan-à A et A1 dérivent du prolongement des rayons pour indiquer les sources images virtuelles derrière les miroirs. 5 Le déplacement r à partir de BB' est la distance hors de l'axe dans le plan du plateau 25. Il est utile de déterminer la différence de trajet A'r - Ar en fonction de r. D'après la Figure 3 il apparaît que : 2 2 «2 Equation (1) A'r = r + B'A + 2r B'A1 sin a et 2 2 2 10 Equation (11) Ar = r + BA j- 2r BA sin a, donc Equation (12) A'r - Ar = -J r2" + B'A'^ + 2r B'A'sin a !—2~* Z - Vr + BA + 2r sin a. Equation (13) A'r - Ar r + r -s- 2r B'A' sin a B'A'2 15 - BAV 1 + r2 + 2r BA sin a BA2 Puisque r est très inférieur à B'A* ou BA Equation (14) A'r - Ar ~ B'A' (1+ 1, r2+2rB'A' sin a) 2 B'A'2 20 - BA (1 + I. r2 + 2r BA sin a ) 2 BA2 2 2 - 4x+l ( r + 2r sin a - r_ - 2r sin a) 2 B'A' BA - 4x + r^_ ( 1 - 1 ) 25 2 B'A' BA 2 = 4x - r_ 4x dans laquelle, 2 B'A' . BA B'A' . BA = 4( D cos a - w )2 - X2 2 30 L'analyse donne le résultat suivant : la figure d'interférence est composée d'un système de cerclœconcentriques ou, pour un grand angle a, d'ellipses. Le diamètre de cette figure est une fonction de x , et il est centré en r=0, indépendamment de l'angle de la plaque étage 18 ou bien du déplacement de translation x à partir du 35 point de référence O. Donc, 1'interféromètre de la figure 1 ne peut pas être mal aligné par des mouvements irréguliers du plateau étage 18 au cours d'une translation. DESCRIPTION ETE EXPLICATION DE L'INTERFEROMETRE DE LA FIGURE 4 On se réfère à présent à la Figure 4, il y est illustré une 40 partie,a axe unique,d'un interféromètre capable d'une lecture de 69 00821 5000401 19 direction de déplacement le long d'un axe de mesure. Il est représenté une source laser unique fournissant une source de lumière pour une utilisation dans plus de deux axes de mesure linéaire. De plus, 1'interféromètre représenté à été modifié pour fournir un 5 sens de direction pour une mesure axiale unique. Auparavant la direction était déterminée d'une manière typique en comparant les différentes parties de la figure d'interférence. Une autre méthode comprend l'utilisation de faisceaux parallèles avec un détecteur en quadrature de phase avec l'autre. 10 Ici il y a seulement un trajet possible en partant d'une source pour aller vers le détecteur et la figure de franges s'élargit jusqu'à ce que le rayon du premier anneau sombre devienne infini, pour un déplacement nul. Puisque la taille d'une frange varie ici avec le déplacement, il est nécessaire de diviser l'énergie entran-15 te en deux faisceaux indépendants polarisés perpendiculairement pouvant suivre des trajets qui coïncident. Si on fait tourner le plan de polarisation du laser de 45° par rapport au plan défini par les trajets optiques, le faisceau peut être alors divisé en parties égales en composantes verticale et horizontale égales pou-20 vant être séparées sur la petite ouverture de sortie B. On introduit un déphaseur entre ces éléments en utilisant une surface métallique réfléchissante qui coupe l'un des trajets optiques et pas l'autre. On sait qu'une surface métallique réfléchissante produit ae3/aêphasageaif£érents dans les composantes de polari-25 sation orthogonales au cours de la réflexion. Donc, 1'énergie polarisée linéairement à 45° devient polarisée elliptiquement au cours de la réflexion sur une surface métallique. On peut faire varier la valeur des déphasages en faisant varier l'angle d'incidence. On se réfère maintenant en détail à la Figure 4, le laser 40 30 est associé au moyen d'une lentille de convergente 43. à un séparateur de faisceaux 42 qui divise l'énergie en deux sources de lumière utiles pour plus d'un axe de mesure. L'énergie lumineuse est transmise à travers le séparateur de faisceaux 42 à un miroir de couplage 43, à 45°,et est focalisée sur 35 une très petite ouverture A dans une plaque d'entrée à ouverture 45. La lumière sortant de la très petite ouverture A se dirige avec un front d'onde sphérique vers un séparateur de faisceaux ,46. Une partie de l'énergie est transmis à travers le séparateur defaisceaux 46 le long du chemin optique 47 vers un prisme terminal 48 q{ifOUrn*t 40 deux coins réfléchissants qui dirigent ensuite l'énergie versune 69 00821 2000401 20 surface réfléchissante 49 de la plaque étage 50. La partie de l'énergie réfléchie par le séparateur de faisceaix est dirigée vers un miroir métallique déphaseur 51, le long d'un trajet optique 52, vers un prisme terminal 53 ayant deux coins ré-5 fléchissants qui dirigent l'énergie vers une 69 00821 2000401 surface réfléchissante 54 sur le plateau étage 50. Un objet à mesurer 55 est porté par le plateau étage mobile 50 gui(peut être déplacé le long d'un axe de translation linéaire 56. Le microscope de visée est indiqué en général par le repère 5 57 et il comprend un repère 58 qui est représenté sur le point de référence. Le plateau étage 50 est en verre. A cause de l'indice de réfraction du verre, le repère semble être à la surface du plateau étage en contact avec l'objet 55 à mesurer. L'objet peut être par exemple une photographie. Comme on l'a décrit ci-dessus, 10 les énergies réfléchies retournent vers le séparateur de faisceaux 46 et sont dirigées à travers la petite ouverture B dans une plaque de sortie 59 à travers un prisme de Wollaston 60 qui divise les faisceaux selon leurs plans de polarisation le long des trajets optiques 61 et 62 pour être dirigés vers une paire de détecteurs 15 comprenant une paire de guides lumineux 63 et 64 conduisant à une paire de Photomultiplicateurs 65 et 66. Les photomultiplicateurs sont couplés par une paire d'amplificateurs 67 et 68 à un compteur de franges 69 qui fournit une indication du degré et de la direction du déplacement. 20 Le compteur de franges comprend un moyen pour comparer la phase des signaux video pour produire des comptes de sortie qui peuvent être des tensions polarisées positivement ou négativement correspondant aux mouvements vers la gauche ou vers la droite. On fournit un moyen pour déplacer le plateau étage en utilisait 25 la courroie 72 reliée au plateau étage, ce qui amène le plateau étage à glisser sur la surface 70. Un moteur 73 entraîne la courroie d'entraînement 72 autour d'une paire de poulies 74 et 75. On peut déplacer le plateau étage à la main,si cela est nécessaire,à cause de l'indépendance de la rotation. Le moteur 73 et la courroie 30 72 sont fournis pour la commodité,pour répondre, par exemple, à un signal électrique fourni par un programmeur convenable. FONCTIONNEMENT Le laser, les plaques à ouverture, les miroirs de couplage, les photomultiplicateurs et les prismes de couplage, la surface 35 support 70, le moteur 73 et les poulies 74 et 75, le repère 58 et les éléments qui le représentent sont couplés les uns aux autres d'une manière rigide. Le plateau étage 50 et l'objet 55 sont mobiles par rapport à ces éléments. Le repère visé à travers le microscope 57 est fixe dans l'espace et il est donc effectivement couplé 40 d'une manière rigide aux autres éléments qui sont tous situés dans 69 00821 22 2000401 le premier système de référence. L'objet 55 est fixé de manière rigide au plateau étage 50 au moyen d'éléments qui ne sont pas représentés dans le dessin. On effectue une mesure entre deux points de l'objet 55 en plaçant le 5 premier point au repère et en effectuant une translation jusqu1à ce que le repère coïncide avec le second point. Tandis que l'objet est en mouvement, le compteur de franges 69 donne tout le temps une indication de la distance du premier point à partir du repère le long d'un axe de mesure de translation, dans le système de coor-10 données du plateau étage, comme on le décrit ci-dessous en se référant à la Figure 2. Quand le second point est atteint, une mesure . du déplacement entre les deux points le long du plateau étage ou de l'axe de mesure de l'objet est effectués avec précision et affichée. 15 DESCRIPTION ET EXPLICATION DE L'INTERFEROMETRE DES FIGURES 5- 10 On se réfère maintenant à la Figure 5, il y est illustré en une vue isométrique, un interféromètre qui est un mode de réalisation de l'invention. L'interféromètre ainsi représenté est destiné à fournir des mesures précises de distances linéaires dans un plan. 20 Ceci implique un système de translation à deux axes avec un système d'entraînement suivant l'axe X et un système d'entraînement suivant l'axe Y. Le système optique est couplé de manière rigide à une table qui est, par exemple, couplée à la terre. Le plateau étage est libre de se déplacer pour avoir une translation suivant X et Y, 25 sur la surface de la table. Un servo-moteur suivant l'axe X se déplace sur un rail et a, par exemple, un engrenage à pignons qui s'engrène sur une crémaillère sur la table, pour imposer une translation à l'étage le long de l'axe de translation X. Le système d'entraînement suivant 30 l'axe Y comprend une paire de rails tendant à maintenir le mouvement de la plaque étage parallèle aux rails axes Y. Cependant, le plateau étage est couplé à un autre rail porté par le système d'entraînement suivant l'axe Y, de sorte qu'il puisse être mis en translation perpendiculairement par le système d'entraînement sui-35 vant l'axe Y. Le plateau étage a deux paires de surfaces réfléchissantes orthogonales entre elles et parallèles. Il y a un microscope pour l'observation de la position du repère par rapport aucpoints à mesurer sur l'objet à mesurer, par exemple, une plaque photographique. Il est souvent nécessaire 40 d'effectuer des mesures point par point sur la plaque photographique 69 00821 2000401 afin de relier ces mesures aux distances sur la terre pour un survol aérien et une reconnaissance. Afin d'obtenir une séparation des énergies réfléchies sortantes, l'énergie entrante provenant d'une source laser est polarisée 5 dans un plan, par exemple, le vecteur électrique étant vertical. Les éléments nécessaires pour le système optique de chacun des axes sont disposés dans un plan faisant un angle de 45° avec, par exemple, la direction du vecteur électrique dans le plan de polarisation de l'énergie entrante. Ces élémenis sont disposés physiquement sur les 10 surfaces d'une pyramide tronquée ayant des surfaces de sommet et de base parallèles à la table et à la plaque étage. Les surfaces latérales de la pyramide tronquée sont orientées dans des plans à 45° par rapport au plan de la table et,donc,par rapport au vecteur électrique de 1'énergielumineuse d'entrée à polarisation plane. 15 Le repère est visé à travers un système optique fixé de façon rigide à la table. Un trou percé dans la table rend possible la projection du repère sur la surface du plateau étage qui est en verre. Une table 100 est fixée à la terre et supporte une plaque 20 étage en verre 101 qui peut être mise en translation avec 2 degrés liberté suivant les directions X et Y. La plaque étage a deux paires de surfaces parallèles, orthogonales entre ellea,l02, 103 et 104, 105. Ainsi que cela a été discuté ci-dessus, le système répond seu-25 lement aux translations mesurées le long des axes de mesure orthogonaux dans la plaque étage par rapport au repère. Donc, le système d'entraînement pour la plaque étage est assez simple; il n'a en aucun sens besoin de comprendre un système d'entraînement de précision. Ici donc, un moteur d'entraînement suivant l'axe X, 106,est 30 couplé à un engrenage à pignons 107 qui s'engrène sur une crémaillère 108 formée dans la tablelOO. Le moteur 106 se déplace sur un rail 109. La plaque étage 101 est couplée par une charnière 110 à un rail 111 fixé au moteur 106. Le moteur peut être mis en translation le long de l'axe X bien que la plaque étage puisse glisser 35 le long du rail 111 perpendiculairement à l'axe X. . Un servo-moteur suivant l'axe Y,112,a un engrenage à pignons qui s'engrène sur une crémaillère 113 fixée de manière rigide à la table 100. Un rail 114 est couplé à un rail 115 pour maintenir le mouvement dans la direction Y parallèle aux rails 113 et 115; les 40 engrenages à pignons ne sont pas représentés. Une ouverture de 6? 00821 2000401 visée 116 est formée dans la table 117 pour permettre au repère d'être représenté sur la surface de la plaque étage. Une paire de pattes de fixation ajustables 117 sont utilisées pour fixer un objet à mesurer, comme par exemple une photographie, sa surface d'émulsion 5 étant sur la plaque étage. 69 00821 200040î Le système optique suivant l'axe X a une paire de bras 118 et 119 qui projettent la lumière suivant des trajets opposés vers les surfaces réfléchissantes302 et 103, respectivement. Le système optique suivant l'axe Y à une paire de bras 120 et 121 qui projettent 5 la lumière sur^S^faces réfléchissantes opposées du plateau étage 105 et 104, respectivement. On utilise un microscope 122 pour viser le repère. On utilise un bouton 123 pour changer la nature du repère, par exemple, pour obtenir à partir d'un anneau, une paire de fils de réticule, ou bien une tache opaque; on peut faire varier les tail-10 les du repère selon la taille de l'objet visé. Comme dans les Figures 1-4 ci-dessus, les flèches ouvertes indiquent la lumière incidente sur le plateau étage et les flèches pleines indiquent la lumière réfléchie sur le plateau étage. Dans la Figure 6, il est représenté un ensemble de systèmes 15 optiques dans lequel un boîtier de laser 124 est couplé à un boîtier central 125 qui comprend la pyramide tronquée décrite ci-dessus. Comme on peut le voir d'après la Figure 6, les trajets optiques 126 et 12? suivant X et Y sont respectivement dans des plans situés à 45° par rapport à la verticale. L'intersection du chemin optique 20 126 suivant l'axe X et du chemin optique 127 suivant l'axe Y se produit au point de référence fixe 128 pour 1'interféromètre. Une ouverture 129 dans le boîtier 125 correspond à l'ouverture 116 dans la table,pour permettre qu'il y ait effectivement une représentation du repère au point de référence. 25 Dans la Figure 7 il est représenté une vue en plan de 1'inter féromètre illustrant de façon schématique le système de base optique. Dans le boîtier de laser,un laser 128 projette un faisceau lumineux sur une lentille convergente 129 qui focalise la lumière sur des petites ouvertures d'entrée dans les plaques d'entrée à ouverture, 30 pour chacune des composantes suivant les axes optiques X et Y. La lumière cohérente monochromatique a un trajet le long de l'axe optique central 131 pour se diriger vers un séparateur de faisceaux 132. Le séparateur de faisceaux 132 est, par exemple, orienté pour avoir un certain angle par rapport à l'énergie lumineuse entrante, 35 mais son plan est perpendiculaire à celui de la plaque étage 101. Le séparateur de faisceaux 132 est situé sur un prisme tronqué 133 ayant des surfaces opposées 134 et 135 s"étendant depuis la base de la pyramide vers le haut et vers l'intérieur avec un angle de 45° par rapport au plan de la plaque étage. De même, les surfaces 136 40 et 137 s'étendent depuis la base vers le haut et vers l'intérieur. 69 00821 2000401 #*»s plans situés à 45° par rapport à la plaque étage. La; partie de l'énergie lumineuse transmise par le séparateur de faisceaux 132 est dirigée vers la gauche et vers le haut, comme cela est représenté, vers un boîtier 155 suivant l'axe Y. La partie de 5 la lumière réfléchie provenant du séparateur 132 est dirigée vers le haut et vers la gauche, comme cela est représenté, vers un boîtier 154 suivant l'axe X. Les parties supérieures des boîtiers 154 et 155 ont été enlevées dans la Figure 7 pour plus de clarté. L'éner-' gie est associée à un miroir 138 qui dirige l'énergie suivant l'axe 10 X vers un foyer très petite ouverture A, comme cela est repré senté dans la Figure 10, et ensuite vers un séparateur de faisceaux 139 suivant l'axe X dans le boîtier 154 suivant l'axe x. Le plan du miroir 138 est perpendiculaire au plan de la plaque étage 101. Le plan du séparateur de faisceaux 139 est cependant perpendiculaire 15 au plan de la surface 136 situé à 45° et est donc orienté à 45° du vecteur électrique vertical dans le plan de polarisation de la partie de l'énergie lumineuse entrante suivant l'axe X. La partie de l'énergie suivant l'axe X transmise à travers le-séparateur de faisceaux 139 s'étend vers la gauche le long de l'axe 20 optique central 126 suivant l'axe X vers un miroir de couplage 140 et delà ,vers un miroir de couplage 141 vers une surface réfléchissante 102. La partie réfléchie provenant du séparateur 139 est dirigée vers un miroir de couplage de phases 142 qui dirige l'énergie le long de l'axe optique central 126 suivant la direction X vers la 25 droite, comme cela est représenté, vers un miroir de couplage 143 et, delà, vers un miroir de couplage 144 vers la surface réfléchissante 103. La partie de l'énergie suivant l'axe Y est transmise à travers le séparateur de faisceaux 132 vers la gauche, comme cela est re-30 présenté, vers un miroir de couplage 14 5 où elle est dirigée vers un foyer sur une très petite ouverture A, représentée dans la Figure 10, et ensuite vers un séparateur de faisceaux 146 suivant l'axe Y. La partie réfléchie de l'énergie suivant l'axe Y est dirigée vers un miroir de couplage de phases 147 et, delà, vers le bas, com-35 me cela est représenté, le long de l'axe optique 127 suivant l'axe Y /vers une paire de miroirs de couplage 148 et 149 et vers la sur- qui face réfléchissante 104. La partie de l'énergie suivant l'axe X/est transmise à travers le séparateur de faisceaux 146 s'étend le long de l'axe Y 127 vers le haut vers une paire de miroirs de couplage 40 150 et 151 et vers la surface réfléchissante 105. 69 00821 2000401 Pour augmenter la clarté du dessin, les rayons n'ont pas été représentés en faisceaux ,comme cela était illustré dans la Figure 1» par exemple. L'énergie lumineuse a«dans tous les cas ,un front d'onde sphérique et elle représente un faisceau d'énergie se propageant 5 le long des axes optiques centraux X et Y. Le rayon renvoyé provient dans chacun des cas seulement du rayon incident perpendiculaire à la surface réfléchissante de la plaque étage. Le plan du trajet optique suivant l'axe X fait un angle de 45° par rapport à la plaque étage 101 et est parallèle au côté 136. Les 10 plans du séparateur 139 et les miroirs 140-144 sont perpendiculaires au côté 136. De même, le plan du trajet optique suivant l'axe Y est parallèle au côté 135; les plans du séparateur 146 et les miroirs 147-151 sont perpendiculaires au côté 135. 15 Une image repère est représentée en 152 dans l'ouverture 153 dans le boîtier pyramidal. Le boîtier 154 de l'ensemble optique suivant l'axe X repose sur la surface 136 et le boîtier 155 de l'ensemble optique suivant l'axe Y repose sur la surface 135. L'orientation du boîtier complet 154 suivant 1'axe X est repré-20 sentée dans la vue de côté de la Figure 8; l'orientation du boîtier complet 155 suivant l'axe Y est représentée dans la vue de face de la Figure 9. Pour plus de clarté, les éléments de couplage optiques ne sont pas représentés. Dans la Figure 9, il est représenté une partie de système op-25 tique du microscope pour la visée du repère. En effet, le repère est projeté vers l'intersection des trajets de la lumière suivant X et Y en l'absence de la plaque étage 101. Cependant, quand la plaque étage est en place le repère apparaît comme étant à la surface supérieure de la plaque étage à cause de l'effet de réfraction du 30 verre. Dans la Figure 10 il est représenté une vue en plan du boîtier 155 suivant l'axe Y et de ses éléments, la vue est en prise le long des lignes X-X' dans la Figure 9. Le boîtier 154 suivant l'axe X et ses éléments correspondent directement à la Figure 10, bien qu'il 35 soit disposé sur le côté 136. Pour plus de clarté, on ne représente pas dans les Figures 5-9 tous les éléments de la Figure 10. Le boîtier 155 suivant l'axe Y comprend une plaque d'entrée 156 à ouverture ayant une très petite ouverture A et une plaque de sortie 157 à ouverture ayant une très petite ouverture B. L'énergie 40 suivant l'axe Y pénétrant dans la très petite ouverture A provient 69 00821 28 2000401 du miroir de couplage 145, comme cela est indiqué. Elle se dirige vers le séparateur de faisceaux 146 qui envoie une partie de l'énergie suivant l'axe Y, comme on l'a noté ci-dessus, vers le miroir de couplage de phase 147. La partie de l'énergie réfléchie provenant 5 du miroir de phase 147 est dirigée vers le miroir de couplage 148, comme cela est indiqué. La partie transmise provenant du séparateur 146 se dirige vers le miroir de couplage 150, comme cela est indiqué. L'énergie réfléchie provenant de la plaque étage se réfléchie le long d'un trajet de sortie 158 pour aller à une très petite ou-10 verture de sortie B dans la plaque 157. L'énergie réfléchie provenant de la surface 105 vient du miroir de couplage 150 et elle est réfléchie par le séparateur de faisceaux 156 le long d'un trajet de sortie 158, les deux énergies réfléchies se combinant et interférant. Les énergies combinées réfléchies sont transmises,à une très 15 petite ouverture B,à un prisme 159 qui sépare les composantes de polarisation perpendiculaires pour qu'elles s'étendent le long de trajets séparés 160 et 161 vers une paire de tubes photomultiplicateurs 162 et 163. Une description identique s'applique à l'ensemble de sortie suivant l'axe X. 20 FONCTIONNEMENT Les termes X et Y ont été utilisés de façon interchangeable pour identifier les axes de mesure orthogonaux ainsi que les axes de translation orthogonaux. Cependant, les axes de mesure sont absolument indépendants des axes de translation. Les axes de transla-25 tion X et Y correspondent grossièrement aux axes de mesure X et Y. Cependant, comme on l'a remarqué ci-dessus, les axes de translation sont pris par rapport à un système de référence, tandis que les axes de mesure sont pris par rapport à un système de référence différent qui est celui de l'objet à mesurer. Si l'on déplace la plaque 30 étage suivant r et 0, c'est-à-dire, si le mouvement de la plaque étage est un mouvement de rotation se faisant par un bras pivotant autour d'un point de pivotement dans le premier système de référence hors de la plaque étage à une certaine distance des axes optiques,et sïl peut de plus s'étendre radialement par rapport au 35 point de pivotement, seules les translations se faisant le long des plans orthogonaux bisecteurs entre les paires ,orthogonales entre elles,de surfaces parallèles réfléchissantes, sont mesurées. En fonctionnement, on fait alors coïncider un point pris sur l'objet à mesurer qui peut être par exemple une photographie, avec 40 le repère en visant le repère à travers le microscope 122 et en 69 00821 2000401 appliquant des signaux électriques aux moteurs d'entraînement suivant X et Y jusqu'à ce que le point choisi coïncide .avec le repère, à ce moment, on élimine les signaux. Le compte d'interférence indiqué est alors mis à zéro à la 5 fois pour les axes X et Y. On applique alors un signal électrique à chacun des moteurs d'entraînement 106 et 112 suivant X et Y, respectivement, jusqu'à ce que l'on observe qu'un second point choisi coïncide avec le repère. A ce moment on enlève les signaux et l'indication des comptes d'interférence produit est notée. On obtient 10 une mesure de la translation suivant chacun des axes de mesure X et Y, de cette mesure dérive facilement la distance linéaire entre les deux points. Il n'est pas nécessaire d'aligner soigneusement la photographie. On la place simplement, la face portant l'émulsion sur la plaque 15 étage, et les pattes de serrage sont fermées pour la maintenir en place. DESCRIPTION ET EXPLICATION DE L'APPAREIL DE POSITIONNEMENT DE LA FIGURE 11 On se réfère maintenant à la Figure 11, il y est illustré 20 un appareil de positionnement qui est un mode de réalisation de l'invention, il peut être appliqué au positionnement d'une pièce à usiner par rapport à une machine à percer. Il se pose ici le problème de positionner la pièce à travailler avec précision par rapport à la mèche de la perceuse,dans une séquence programmée. Une 25 bande pré-programmée fournit les indices pour chacun des trous à percer. Dans le cas le plus simple, pour une seule broche, la programmation se fait directement et en série. Puisque l'information X -Y est appliquée simultanément, le système d'entraînement déplace la pièce plane à travailler à la fois dans la direction X et Y en 30 même temps. Si la pièce atteint d'abord la coordonnée de position X, elle cesse de se déplacer suivant la direction X et elle est simplement entraînée le long de l'axe Y jusqu'au point désiré. Pour un appareil de positionnement, la plaque étage devient la pièce à travailler et le repère devient l'outil. En utilisant l'in-35 terféromètre à deux axes des Figures 5-10, les sorties de chacun des axes dans les canaux en quadrature de phase A et B sont chacune appliquées à un circuit logique de lecture des phases. Le circuit logique produit des impulsions de comptage couplées à un compteur "haut-bas" qui donne,par exemple,un décompte réel des franges d'in-40 terférence indiquant la position instantanée d'un point pris sur la 69 00821 2000401 pièce à travailler par rapport à l'outil. Les impulsions s'ajoutent ou se soutraiént du compte indiqué. Un emplacement désiré est pré-programmé et couplé aux registres pour chaque axe. Les registres et les compteurs sont couplés à un soustracteur. La sortie d« 5 soustracteur est couplée à un convertisseur digital-en-analogique qui produit un signal d'erreur sur chaque axe pour entraîner son servo -moteur correspondant. L'appareil est asservi autour de la position désirée jusqu'à ce qu'il soit amené au repos. A ce moment on termine l'opération en déplaçant de préférence la pièce à usiner I@ 10 long de l'axe Z jusqu'à ce que la coupe soit terminée. Plus en détail maintenant, 11interféromètre 200 a un servomoteur d'entraînement 201 suivant l'axe X qui fait subir une translation à la plaque étage ou à la pièce à usiner, le long d'un axe X, et un servo-moteur d'entraînement 202 suivant l'axe Y entraîne 15 la pièce & usiner de façon à ce qu'elle est une translation le long de l'axe Y. L'outil est ici fixe et la pièce à usiner se déplace. Inversement, l'outil peut se déplacer et la pièce à usiner peut être dans une position fixe. Remarquons que le repère peut être un réticule dans un microscope, un outil de gravure, un faisceau lumineux, 20 un laser, une mèche d'outil, un stillet, une plume, etc. Ce qui sort de 1*inferféromètre est constitué par les signaux suivant X ou Y provenant des détecteurs photoélectriques dans lesquels la phase du canal A est en quadrature avec celle du canal B pour chaque axe. Les signaux sont couplés à un circuit logique de 25 lecture de phase 203 qui détermine la direction du mouvement de X en addition ou en soustraction. Si la sortie indique un mouvement positif, les impulsions sont couplées à l'entrée positive du comptemr suivant X. Chaque impulsion représente une frange de détection qui représente un quart de longueur d'onde à la fréquence de la source 30 de lumière. Si la sortie du circuit de lecture de phase est négati^@£ les comptes sont soustraits du total dans le compteur. Si elle va dans la direction positive, les impulsions s'ajoutent. Ce compte est ensuite comparé avec les instructions découlant du programmeur à bande 204- couplé à un registre d'entrée 206 pour une 35 position désirée et à un registre d'entrée 207 pour une posi tion Y désirée. Le compteur 208 suivant X est alors couplé à un soustracteur 209 qui est à son tour couplé à un convertisseur digital-en-analogique 210 suivant l'axe X,pour produire un signal d'erreur qui est couplé au servo-moteur d'entraînement suivant l'axe X. 40 La pièce à usiner ou la plaque étage continue à se déplacer dans uns 69 00821 2000401 direction X positive ou négative jusqu'à ce que le signal d'erreur soit réduit jusqu'à la valeur zéro, c'est-à-dire, jusqu'à une valeur inférieure à un quart de longueur d'onde, par exemple, 0,15 micron . De même, la sortie „du détecteur photoélectrique suivant l'axe 5 Y dans 1'interfomètre est couplée à une paire de canaux en quadrature de phase ,A et B. Un circuit de lecture de phase 211 suivant l'axe Y donne une indication de direction positive ou négative le long de l'axe Y. Le circuit 211 est couplé à un compteur 212 suivant l'axe Y qui additionne les -comptes positifs et soustrait les 10 comptes négatifs. Le compteur 212 suivant l'axe Y et le registre 207 suivant l'axe Y sont couplés à un soustracteur 213 suivant l'axe Y qui produit des signaux de différence suivant l'axe Y. Les signaux de différence sont couplés à un convertisseur digital-en-analogique 214 qui 15 est couplé au servo-moteur 202 suivant l'axe Y. Bien que les translations relatives se faisant entre la pièce à usiner et l'outil aient lieu dans plus d'une direction, l'application a un grand domaine d'outils de cette sorte est claire. Une fraiseuse, par exemple, nécessite une mesure de position 20 continuelle afin de fournir une correction d'erreur continuelle. Une telle machine est illustrée de façon schématique dans la Figure 12. On se réfère maintenant à la Figure 12, il y est illustré une fraiseuse qui est un mode de réalisation de l'invention. La fraiseuse est ici une autre application de l'appareil de la Figure 11. 25 Un étrier embase 225 porte un moteur 226 et une poupée porte- broche 227. La poupée porte-broche supporte l'ensemble et la source optique de 1*interféromètre. On représente une paire de bras optiques 228 et 229, s'étendant depuis la broche, et définissant un trajet optique 230 suivant l'axe Y. Un moteur 231 suivant l'axe X 30 et un moteur 232 suivant 1'axe Y entraînent des vis mères qui positionnent une pièce à usiner 239 fixée à une table ayant deux paires de surfaces réfléchissantes orthogonales entre elles. Les surfaces réfléchissantes 234 et 235 suivant l'axe Y sont représentées ici. Le moteur suivant l'axe X positionne une table portant 35 le moteur suivant l'axe Y et une table le long de l'axe de translation suivant la direction X, dans le plan du dessin. Le moteur suivant Y est fixé à la table de translation suivant l'axe X et il positionne la table de translation suivant 1' axe Y correspondante, positionnant de ce fait la pièce à usiner dans les directions X et 40 Y de manière continuelle pour contrôler la direction de la coupe 69 00821 32 2000401 avec une grande précision. Un moteur suivant l'axe Z positionne la table de façon à ce que le tranchant pénètre à une profondeur désirée. L'extrémité tranchante de l'outil est positionnée au point de référence 0 et a'est en fait le repère. 5 L ' interféromètre est couplé à un circuit de commande dans lequd se trouvent les fonctions décrites en se référant à la Figure 11. Les signaux de position suivants X et Y sont couplés au circuit 236 qui produit des signaux d'erreur suivant X et Y couplés aux moteurs 231 et 232,respectivement, pour maintenir un trajet de coupe désiré 10 continu et précis. DESCRIPTION ET EXPLICATION DE L'INTERFEROMETRE DE LA FIGURE 13 On se réfère maintenant à la Figure 13, il y est illustré une variante du mode de réalisation de la Figure 1. D'après l'analyse de la Figure 2, il est clair que les surfaces 15 réfléchissantes peuvent être extérieures aux sources; c'est-à-dire, la source lumineuse peut être placée entre les surfaces réfléchissantes qui se font face et qui réfléchissent des rayons lumineux opposés. Il est représenté un interféromètre ayant une plaque étage avec 20 des surfaces réfléchissantes couplées rigidement entre elles et se faisant face , la source lumineuse étant entre elles. Un faisceau laser de lumière cohérente monochromatique est focalisé sur une très petite ouverture A dans une plaque d'entrée à ouverture. La lumière à front d'onde sphérique produite provenant de la très petite ouver-25 ture est transmise à un séparateur de faisceaux. Le séparateur de faisceaux réfléchit une partie de l'énergie d'un miroir de couplage et d'une surface de la paire des surfaces réfléchissantes parallèles. La partie transmise dans le séparateur de faisceaux est dirigée par les miroirs de couplage, avec un trajet opposé, vers l'autre surface 30 réfléchissante, les deux trajets incidents sur les surfaces réfléchissantes étant colinaires. En fonctionnement, 1'interféromètre de la Figure 13 est identique à celui de la Figure 1. Le repère est de nouveau situé au point central entre les sources optiques apparentes. 35 Un laser 300 produit donc un faisceau lumineux qui est focalisé par une lentille 301 sur une très petite ouverture A dans la plaque 302. La lumière est transmise à un séparateur de faisceaux 303 qui en refléchit une partie vers un miroir de couplage 304 et delà, vers la gauche, comme cela est représenté,vei&une surface réfléchissante 40 305. La surface réfléchissante 305 est couplée rigidement à une 69 00821 2000401 surface réfléchissante parallèle opposée 306, les deux surfaces réfléchissantes se faisant face et réfléchissant la lumière vers l'intérieur. La partie de l'énergie lumineuse transmise par le séparateur 5 de faisceaux 303 est dirigée par une paire de miroirs de couplage 307 et 308 vers la surface réfléchissante 306. Le trajet 30S pour aller à la surface 306 et le trajet 310 pour aller à la surface 305 sont colinaires mais ont des sens opposés. La plaque étage 311 fait corps avec les surfaces réfléchissantes 305 et 306. 10 Les énergies réfléchies sont renvoyées à travers les miroirs de couplage, à traders le séparateur 303, à travers la très petite ouverture de sortie B dans la plaque de sortie 313 à ouverture vers le détecteur 312. Comme cela est illustré dans la Figure 13, la source lumineuse 15 est disposée entre les surfaces réfléchissantes. Le repère est placé, selon l'analyse de la Figure 2, au point central entre les deux sources apparentes. Une translation le long de l'axe de mesure dans le système de coordonnées de la plaque étage est la distance le long de la perpendiculaire abaissée du repère sur le plan bisecteur. 20 Cette modification du mode de réalisation de la Figure 1 est particulièrement utile pour des applications concernant les machines -outils et d'autres dispositifs de positionnement et de contrôle parce qu'il n'est pas nécessaire d'avoir de longs bras optiques. La tête de 1'interféromètre peut être très petite et on peut utiliser plus 25 d'une tête d'interféromètre pour placer un certain nombre de points simultanément sur la plaque étage. Le repère peut toujours être déterminé physiquement, selon l'analyse de la Figure 2 et les compensations pour les diverses phases et les changements de transmission qui ont eu lieu à cause 30 des éléments dans le système jusqu'à 0,0025 cm. Cependant une telle —6 erreur produit une erreur de translation inférieure à 2,5 10 cm. Le terme "parallèle" utilisé ici signifie un degré de parallélisme correspondant au degré de précision nécessaire. Une relativement grande variation à partir des conditions de réel parallélisme 35 produit des erreurs de translation qui sont relativement négligeables. Par exemple, un non-parallèlisme de l'ordre de 10 secondes d'arc,et permettant une inclinaison de 1 minute de la plaque étage, produit une erreur de translation de l'ordre 2,5 10 cm ou moins. 40 II apparaît d'après la description précédente que l'invention 69 00821 34 2000401 trouve son application la plus large dans la technique des mesures, des commandes et du positionnement. Pour la première fois des interféromètres sont utiles dans des conditions industrielles normales. Les dispositifs de mesure qui sont des modes de réalisation de l'in-5 vention peuvent être utilisés comme dispositifs de commande et de positionnement pour des applications comprenant les machines-outils, les comparateurs automatiques, les traceurs de courbes stéréogra-phiques et les imprimantes automatiques, le trsçage de profil automatique, la production de cartes automatique, la photographie et la 10 mesure des étoiles par plaque. La présente invention trouve une application dans la gravure, dans les dispositifs de réglage, dans les machines à pointer, dans les chambres à répétition, dans la fabrication des circuits intégrés, dans l'enregistrement automatique et dans toutes les formes de coupe, 15 d'abrasion et de soudure. De plus, les dispositifs qui sont des modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés pour la goniométrie et la lecture des accélérations et des autres effets de l'inertie. Les dispositifs qui sont les modes de réalisation de l'invention 20 ne se limitent pas à des translations classiques dans des directions orthogonales. Un vaste domaine de mouvements tendant, par exemple, à balayer tous les points sur une plaque étage peut être utilisé et fournit encore une mesure de la translation orthogonale dans le système de coordonnées de l'objet à mesurer. Simultanément, des 25 dispositifs et des systèmes qui sont des modes de réalisation de l'invention sont utiles dans les techniques de la navigation, de la lecture et du contrôle de la position et de làaltitude. Bien que l'on ait présenté ci-dessus les modes de réalisation que l'on considère pour l'instant comme étant les préférés, il 30 apparaîtra à ceux qui sont spécialistes de la technique de nombreuses modifications pouvant 8treappoJtéeI 1'invention sans quitter le champ d'application et l'esprit réels de l'invention. On considère donc que ces modifications et variantes sont dans le cadre de l'invention. 69 00821 2000401 REVENDICATIONS 1. Un appareil de mesure, comprenant un moyen fournissant de l'énergie rayonnante le long d'un premier axe d'entrée, un moyen fournissant de l'énergie rayonnante le long d'un second axe d'en- 5 trée, un corps rigide ayant une paire de surfaces réfléchissantes, la première dite surface réfléchissante coupant le premier dit axe d'entrée, et la seconde dite surface réfléchissante coupant le second dit axe d'entrée, et un moyen pour diriger une partie de ladite énergie rayonnante perpendiculairement à chaque dite surface ré- 10 fléchissante, indépendamment de l'angle d'intersection de chaque dite surface réfléchissante avec son axe d'entrée correspondant. 2. Un appareil selon la revendication 1, dans lequel lesdites surfaces réfléchissantes sont parallèles et définissent un système de coordonnées. 15 3. Un appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le dit corps rigide possède plusieurs paires de dites surfaces réfléchissantes. 4. Un appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit corps rigide possède plusieurs paires, 20 orthogonales entre -elles, de surfaces parallèles réfléchissantes. 5. Un appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen fournissant l'énergie et ledit moyen dirigeant une partie de l'énergie sont couplés l'un à l'autre de façon rigide, de façon à définir de ce fait un chemin du rayonnement. 25 6. Un appareil selon la revendication 5, dans lequel on fournit un moyen pour produire un mouvement relatif entre ledit corps rigide et lesdits moyens couplés rigidement. 7. Un appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel on fournit un moyen pour repérer un point de ré- 30 férence au centre dudit chemin entre lesdits premier et second moyens fournissant l'énergie rayonnante. 8. Un appareil selon la revendication 7, dans lequel on fournit un moyen donnant une indication de la translation relative dudit corps rigide à partir dudit point de référence. 35 9. Un appareil selon la revendication 8, dans lequel on four nit un moyen de positionnement d'un élément en fonction d'un signal de commande dérivant de ladite indication de la translation dudit corps rigide. 69 00821 2000401 10.Un appareil selon la revendication 8 ou 9, dans lequel ledit moyen indiquant la translation comprend un moyen de comptage de franges pour compter les franges d'interférence dues au énergies réfléchies, fournissant de ce fait une mesure de la translation du- 5 dit corps rigide à partir dudit point de référence, indépendamment de la rotation dudit corps rigide par rapport audit chemin de rayonnement. 11. Un appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen fournissant un premier système de 10 référence, ledit moyen comprenant un moyen source rigide fixe dans ledit système, un moyen fournissant un repère repérant un point de référence fixe dans ledit premier système de référence par rapport audit moyen source rigide, un moyen fournissant un second système de référence, lesdits premier et second systèmes pouvant être dé-15 placés l'un par rapport à l'autre avec plus d'un degré de liberté, un moyen pour relier lesdits premier et second moyens systèmes et comprenant un milieu s'étendant dudit moyen source rigide le long d'au moins deux chemins jusqu'audit second moyen système, chacune des longueurs des chemins dans leditmilieu variant avec le déplace-20 ment dudit second moyen système par rapport audit point de référence fixe, la différence entre les longueurs des chemins dans ledit milieu variant seulement avec le déplacement, suivant un premier desdits degré de liberté, dudit second moyen système par rapport audit point de référence fixe, la différence des longueurs des chemins 25 dans ledit milieu étant constante par rapport à un déplacement du second système suivant n'importe quel autre desdits degrés de liberté, et un moyen pour fournir une indication d'un déplacement, suivant ledit premier degré de liberté, dudit second moyen système de référence par rapport audit point de référence, indépendamment d'un 30 déplacement par rapport audit point de référence suivant n'importe quel autre desdits degrés de liberté. 12. Un appareil selon la revendication 11, dans lequel ledit moyen de couplage comprend un milieu de liaison couplant chacune desdites surfaces parallèles audit moyen source rigide, ledit milieu 35 de liaison étant orienté le long d'un trajet linéaire partant dudit moyen pivotant, perpendiculaire à chacune desdites surfaces parallèles et couplé à ces dernières de façon coulissante, la longueur du chemin dans ledit milieu, depuis ledit moyen pivotant jusqu'à chacune desdites surfaces parallèles, variant avec le déplacement 40 dudit second moyen système par rapport audit point de référence 69 00821 2000401 fixe, de ce fait une différence constante est maintenue entre les longueurs des chemins dudit milieu depuis chacune desdites surfaces parallèles jusqu1audit moyen pivotant quand on fait tourner ledit corps rigide autour dudit point de référence fixe.