Brevet FR2316586A1 — publié le 19770128

La présente invention a été aie avec la collaboration de Messieurs Claude CHARIER et Gilles ARIE. La spectrométrie par transformée de Fourier en temps réel utilisant un interféromètre de ty-pe Michelson est un procédé et un dispositif connus s On enregistre à. l'aide d'un détecteur dont la sensibilité se site dans la région spectrale intéressée, l'intensité des interférences dornées par la recombinaison des deux faisceaux lumineux issus de l'interféromètre proprement dit, en fonction de la différence de chemin optique entre les deux faisceaux. Dans la pratique, l'un des miroirs de l'interféromètre est fixe et l'autre est mobile. Son déplacement par un moyen électromécanique est repéré, par exemple, à l'aide d'un sytème à franges de Moiré. Ce système peut donner des i.ipulsions électriques tous les cinq microns de déplacement, ou multiples, Ces impulsions électriques du système à franges de Moiré ou tout système équivalent, servent à donner l'ordre de prélèvement de l'information utile, c'est-à-dire, l'intensité du phénomène d'interférence. l'ensemble de ces infortions constitue interférograme dont on effeettie la transformée de Fourier ' l'aide d'un calculateur pour obtenir le spectre de la source a étudier0 Le maximum d'intensité de l'interférogramme est obtenu lorsque la différence de chemin optique entre les deux faisceaux interférants est rigoureusement nulle. C'est le point de différence de :-rche nulle. Il doit coincider avec une impulsion électrique du système de franges de Moiré de façon que la fonction interférogramme soit parfaitement déterminée. Dans la pratique, il est très difficile, voire impossible, de réaliser cette coincidence rigoureuse par un régle mécainique. L'objet de la présente invention est d'améliorer ce réglage et de permettre de prélever la première information rigoureusement au point de différence de marche nulle. Un autre objet e Ie lr:nvention est d'obtenir des impulsions de fré- quence plus élevée lue ne le permet le système i franges de noire, pour le traitement de l'iniormation, tout en conservant les impulsions de Moiré pour déterminer la fréquence d'échantillonnage. Avec ces objets en vue, et tut en conserva.nt la partie en soi connue qui consiste en ce que la valeur analogique de l'interférogramme foninie par le détecteur après amplification est convertie par un voltmètre analogique digital et la valeur digitale adressée au calculateur qui eu effectue la transformée de Foarier, selon l'invention, le calculateur est a pelé à traiter l'information a la réception d'ordres correspondant à deux types d'impulsions électriques de fréquences nettement différentes : d'une part, es impulsions du système a franges de Moiré et d'autre part, les impulsions beaucoup plus nombreuses de l'horloge interne du voltmètre. Dans ces conditbns, les valeurs de l'interférogramme sont traitées par le calculateur à la fréquence de l'horloge interne du voltmètre qui est, par exemple, vingt fois supérieure à la fréquence rée le dléchantil- lonnage donnée par le système à franges de Moiré. La correction de phase est effectuée de la façon suivante : le programme de calcul est déclenché (par exemple, manuellement) avant l'impulsion de Moiré précédant le point de différence de marche nulle. Dès la réception de cette impulsion, le calculatuer commence à traiter les informations recueillies (échantillons) à la fréquence de l'horloge interne du voltmètre et procéde la recherche du maximum de l'interférogramme (frange centrale). La valeur trouvée est prise en compte et constitue le premier échantillon utile. Simultanément, il est procédé à un comptage des impulsions de l'horloge interne du voltmètre entre l'impulsion de Moiré et le passage par le maximam. Les impulsions de Moisé suivantes servent fia déterminer la fréquence d'échantillonage mais l'ordre de traitement de l'information est différé dlun tens correspondant au nombre dtimpulsions du dit voltmètre précedemment enregistrées.Ainsi les échantillons traités sont bien régulièrement espacés (à la fréquence des impulsions du système a franges de Moiré) tjut en étant centrés sur la différence de marche nulle et ce, quelque soit le dphasage de l'impulsion de Moiré par rapport à la position deqfniroirs au point de différence de marche nulle Le comptage des impulsions du voltmètre peut être réalisé par le calculateur lui-mme, tant au cours de la recherche du maximum que lors de l'application du retard apporté au traitement des échantillons.Selon l'invention, il est cependant préférable d'incorporer le dispositif de comptage dans l'électronique d'interface entre le convertisseur analogique digital et le calculateur, ce qui permet de ne pas occuper trop de place dans la mémoire du calculateur0 Un co:-teur de huit bits, par exemple, compte les impulsions de l'horloge interne du voltmètre. Il est remis a zéro par les impul sions du syytème à franges de Moiré.Les sorties de ce compteur sont connectées aux entrées de circuits de mémorisation dont le fonctionnement est commandé par le calculateur0 Les sorties de ces circuits de mémorisation do ent des valeurs soit égales aux valeurs des entrées, soit fixes suivant qu'ils sont libres ou bloqués. Des circuits comparateurs co:nparentles états du compteur et des sorties des circuits de mémorisation. Lorsque ces états sont identiques, le comparateur libère un signal logique 'a partie duquel un circuit de irise en forme génère l'impulsion ("échantillorniage. Pendant la recherche du maximum, les circuits de mémorisation sont libres, de sorte que les circuits co:nparateurs libèrent a chaque impulsion de l'horloge interne de voltmètre, un signal qui entraîne le traitement d'un échantillon par le calculateur. La valeur de cet échantillon est comparée tn la précédente par le calculateur et le même processus se répèt e jusqu'à la détermination du maximum. Sur ordre du calculateur, les circuits de mémorisation sont alors bloqués et conservent le nombre d'impulsions de l'horloge du voltmètre qui sépare l'impulsion du système à franges de Moiré du maximum et qui représente l'erreur de phase. Lors des impulsions suivantes du système à franges de Moiré, les circuits du comparateur ne libè ruent un signal que lorsque le contenu du compteur est identique a celui du circuit de mémorisation. Ce signal mis en forme est l'ordre doné au calculateur du traitement de l'échantillon correspondant. On a do é, ci-après, deux schémas qui permettent de mieux suivre la description précédente du procédé et de l'appareillage. La figure 1 donne la chaine générale des groupes, dont l'ensemble peut être considéré comme connu, à savoir 1 - l'interféromètre 2 - le système de franges de Moiré qui lui est adjoint 3 - le détecteur de l'interféromètre 4 - l'a mplficateur 5 - le convertisseur analogique digital 6 - le calculateur 7 - le circuit de commande qui met le calculateur sous la dépendance du groupe 2 L'invention elle-mtme est matérialisée par le circuit de commande 8 entre le cale-alateur 6 et le convertisseur 5. 9 - désigne l'interface entre 6 et 5. La figure 2 représente précisément en plus de détails,- le circuit 8 qui comporte 10 - l'horloge qui fait partie du convertisseur 5 Il - le compteur d'impulsions, relié au système à franges de Moiré 2, déjà rencontré en figure 1, mais qui est repris ici pour sa fonction de remise a zéro du compteur 12 - les circuits de mémorisation 13 - les circuits comparateurs 14 - la liaison directe entre le compteur d'impulsions et les circuits comparateurs 15 - le circuit de mise en forme, générateur de l'impulsion d'échan- tillonnage 6 désigne toujours le calculateur de figure 1 16 - est le circuit de blocage des circuits de mémorisation 12. La figure 3 est un diagramme qui illustre la nature de l'invention. On a tracé un interférooramne 20 sur lequel on a figuré les points P1,P2, ...... Pn déterminés par les impulsions du système à franges de Moiré. Si la recherche a commencé par exemple, au point P4, l'invention permet de loger entre P4 et P5 une série de points intermédiaires sur laquelle série, s'exerce la recherche du calculateur pour déterminer le-maximum PO d'intensité. On conçoit facilement que la courbe par laquelle on relie les points entre eux est beaucoup plus exacte que les assimilations que l'on faisait, plus ou moins approximativement et arbitrairement entre la courbe réelle et une forme, par exemple, supoosée parabolique. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé de correction de phase en spectrométrie par transformée de Fourrier, dan lequel le déplacement de l'un des miroir s du spectromètre est repéré au moyen d'un système de franges de Loiré, caractérisé e ce 0e la coincidence entre un point de différence de marche nulle avec une impulsion délivrée par le dit système est assurée par des oyens électroniques. 2 - Procédé selon 1, caractérisé en ce que l'on utilise por le traitement de l'information des impulsions de fréquence plus élevée que ne le permet le dit système, tout en conservant les impulsions délivrées par le dit système pour déterminer la fré quence de l'échantillonnage. 3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur analogi- que de l'interférogramme fournie par le détecteur après amplifi cation est convertie par un voltmètre analogique digital et la valeur digitale adressée au calculateur ili en effectue la transformée de Fourrier, le calculateur étant appelé "'I traiter la réception d'ordre correspondant à deux types d'impulsions électriques de fréquences nettement différentes d'une nart, des impulsion du système à franges de Moiré et d'autre part, les impulsions beaucoup plus nombreuses provenant d'une autre source. 4 - dispositif selon la revendication 3, caractérisé e ce que la dite autre source est c nstituée par l'horloge du convertisseur analogique digital 5 - Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, dans la chaine qui relie la dite source ou horloge d'impulsion, le circuit de mémorisation est controlé par le calculateur0 6 , - Disositif sel l'une des revendications 3, 4 ou 5, caractéri- sé en ce que le disositif de comptage est incorporé dans 1'élec- tronique d'interface entre le convertisseur analogique digital et le calculateur0