Brevet FR2486237A1 — publié le 19820108

L'invention concerne la spectrométrie, de rayonnements électromagnétiques en particulier. Les appareils de spectrométrie ne sont pas limités au domaine de la lumière visible. Ici, le'mot "lumiere" vise donc une large gamme de rayonnements électromagnétiques, dont les infrarouges et les ultraviolets. De même, les termes habituels de l'optique sont à entendre au sens large, étendu à l'infrarouge et å l'ultraviolet. Les spectromètres les plus simples comprennent une fente d'nntrée, un collimateur, un organe chromatiquement dispersif, un objectif, puis une fente de sortie, et enfin un organe photodétecteur, monté derrière la fente de sortie pour fournir un signal représentant la quantité de lumière qui la traverse. Dans certains cas, la fente de sortie et le photodétecteur sont remplacés par un film photosensible ; l'appareil est alors nommé "spectrographe". Le système optique de transmission constitué par le collimateur, l'organe dispersif (prisme ou réseau de diffraction) et l'objectif, est agencé pour créer une image de la fente d'entrée qui coïncide sensiblement avec la fente de sortie et ce pour une longueur d'onde donnée, dite longueur d'onde de réglage. A cet effet, le collimateur transforme le faisceau lumineux issu de la fente d'entrée en un faisceau de rayons parallèles ; par l'organe dispersif, les rayons parallèles sont déviés sélectivement dans une direction prédéterminée selon les longueurs d'ondes qu'ils contiennent ; et l'objectif reprend les rayons parallèles, pour les focaliser sur la fente de sortie. La focalîsation est exacte pour la longueur d'onde de réglage. Pour les autres longueurs d'ondes, la lumière ne traverse pas la fente de sortie. Le plus souvent, la longueur d'onde de réglage est ajustable, par exemple à l'aide d'un déplacement convenable de 11 organe dispersif, tel qu'une rotation autour d'un axe pexmendlculaire i la direction de dispersion. On peut ainsi analyser la lumière d'entrée par petites portions situées autour de longueurs d'ondes de réglage - successives. La qualité dBun spectromètre est dénie par sa "fonction d'appareil" (réponse impulsionnelle dans l'espace des fréquences ou des longueurs dXonde). Elle se trouve liée a deux grandeurs importantes : l'étendue de faisceau, qui représente la quantité de lumière admise a 11 entrée de l'appareil ; la résolution qui représente l'écart minimum qui doit exister entre deux longueurs d'ondes pour que l'appareil puisse les séparer. Dans le domaine infra-rouge, on sait augmenter l'étendue de faisceau d'un spectromètre. Au lieu a d'une seule fente mince, on utilise un masque, ou motif de zones alternativement transparentes et non transparentes, de surface transparente bien plus grande que celle de la fente unique. Un tel motif est souvent appelé "grille". Comme précédemment, peu la longueur d'onde de réglage, le système optique produit une image de la grille d'entrée qui coincide pratiquement avec la grille de sortie. Le facteur de transmission est alors maximal. Mais, du fait de l'utilisation de zones transparentes étendues, il existe aussi d'autres longueurs d'ondes, non désirées, qui sont transmises en moins grandes proportions: une partie transparente de l'image de la grille d'entrée vient alors coïncider avec une partie transparente non homologue de la grille de sortie. L'organe photodétecteur placé derrière la grille de sortie capte alors en même temps le signal utile dû à la longueur d'onde de réglage et un signal perturbateur dû aux autres longueurs d'ondes non désirées et transmises partiellement. Heureusement, dans l'infrarouge, le bruit en sortie du photodétecteur est lié essentiellement au composant photodétecteur lui-meme, et ne dépend que très peu de la quantité totale de lumière qu'il reçoit. Des dispositions spéciales, par exemple avec modulation de la longueur d'onde de réglage et démodulation synchrone du signal détecté, permettent alors d'isoler ce qui correspond à la longueur d'onde de réglage. Cela n'est pas avantageux dans les domaines de la lumière visible et de l'ultra-violet, pour lesquels les récepteurs usuels (photomultiplicateurs) sont sujets à un bruit "de photons", qui augmente très vite avec la quantité totale de lumière qu'ils reçoivent. La présente invention vient améliorer la situations, en proposant un appareil de spectrométrie possédant de meilleures propriétés que les appareils à fentes, sur le plan de l'étendue de faisceau ou de la résolution, tout en ne laissant pas passer de longueurs d'ondes non désirées, ce qui en permet l'utilisation en lumière visible ou ultra-violette. L'appareil proposé est du type comprenant, sur le trajet d'un faisceau à analyser - un masque d'entrée, ou premier masque, - un premier dispositif de dispersion du faisceau, ce dispositif présentant une surface de sortie sur laquelle le faisceau dispersé définit des images du masque d'en trée qui se décalent les unes par rapport aux autres proportionnellement à une grandeur-critère pour l'ana lyse du faisceau (telle que la longueur d'onde le nombre d'onde ou la fréquence d'un faisceau de rayonnement), - la première dispersion ainsi réalisée étant définie par la direction de décalage des images, et par un coefficient de dispersion représentant le taux du dé calage d'image en fonction de la grandeur-critère, et - un second masque, homologue du premier, et placé sur la surface de sortie du premier système disperseur, si bien que ce second masque ne laisse passer intégra- lement le faisceau traversant le premier masque qu'au voisinage d'une valeur déterminée, dite valeur de ré- glage, de la grandeur-critère. Selon l'invention, les premier et second masques possèdent un motif de transparence au faisceau qui est fin et étendu, mais non assimilable à une fente unique, si bien qu'il existe des valeurs de la grandeur-critère, non voisines de la valeur de réglage, pour lesquelles le faisceau traverse les deux masques en passant par des portions non homologues de ceux-ci (la réponse en sortie du second masque n'est pas constituée a s un seul pic) ; il est prévu, sur le trajet du faisceau sortant du second masque, un second système disperseur, produisant sur sa surface de sortie une seconde dispersion, définie elle aussi par sa direction et par un coefficient ; enfin, le motif des masques et les deux dispersions sont arrangés de sorte que, sur la surface de sortie du second disperseur, l'image du premier masque pour la portion de faisceau présentant la valeur de reglage de la grandeurcritère ne soit frappée par aucune des autres porticns qui traversent le second masque avec des valeurs de la grandeur-critère non voisines de la valeur de réglage. L'application préférentielle de l'invention concerne les faisceaux de rayonnements électromagnétiques. La grandeur-critère est alors la longueur d'onde ; les systèmes disperseurs sont des systèmes optiques ; et le second masque est le conjugué optique du premier à travers le premier système optique disperseur. La plupart du temps (spectrographie exceptée), l'appareil comporte un troisième masque, conjugué des deux premiers, et placé sur la surface de sortie du second système optique disperseur pour coincider avec l'image monochromatique du premier masque à la longueur d'onde de réglage. Selon un aspect préférentiel de l'invention, le motif prédéterminé comprend plusieurs tracés transparents fins, parallèles, équidistants et de méme largeur, et la direction générale commune à ces tracés transparents n'est parallèle à aucune des deux directions de dispersion. Pour un premier type de masques, les deux directions de dispersion forment entre elles un angle important, et la direction des tracés transparents se situe à l'inté- rieur de l'angle formé par les deux direction de dispersion ; elle est de préférence faiblement inclinée sur l'une des deux directions de dispersion (ou, en variante, sur la bissectrice des deux directions de dispersion). Dans un masque particulier, chaque tracé transparent est constitué d'une suite de fentes dont chacune est décalée, en largeur, d'une largeur de fente et, en longueur, d'une longueur de fente par rapport à la pré cédente. Pour un autre type de masques, les deux directions de dispersion forment un angle faible, et la direction générale des tracés transparents forme un angle important avec les deux directions-de dispersion. Dans un autre cas particulier de masque, les deux directions de dispersion sont parallèles, les deux coefficients de dispersion sont différents, et la direction générale des tracés transparents forme un angle important avec les deux directions de dispersion parallèles. L'invention prévoit également des masques composites, ou le motif transparent est délimité pa un contour présentant plusieurs parties disjointes la forme de ces parties de contour est choisie telle, compte-tenu des deux dispersions, que même si inre- rieur du contour était tout entier transparent, l'image monochromatique du contour, pour la longueur d'onde de réglage, sur la surface de sorte du second système disperseur, ne soit frappée par aucune autre bande de longueurs d'ondes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront & la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés pour illustrer d titre non limitatif différents modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 rappelle le schéma de principe d'un spectromètre classique a fente unique - la figure 2 illustre le schéma de principe d'un spectromètre selon l'invention - la figure 3 illustre un premier masque utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention, tout en définissant des dispersions qui peuvent lui etre associées; - les figures 3A à 3E sont une t2EQ partielle du masque de la figure 3, et des diagrammes de fonction de transmission qui permettent d'en mieux comprendre le fonctionnement - les figures 4 à 7 illustrent d'autres motifs de masques selon l'invention, avec les dispersions associées ; et - les figures 8A et 8B ainsi que 9A et 9B illustrent schématiquement des masques composites utilisables pour la mise en oeuvre de l'invention. La description détaillée ci-après se place essentiellement dans le cadre de la spectrométrie électromagnétique Selon le schéma de la figure 1, un spectromètre à fentes classique comporte un masque d'entrée M1, qui reçoit le faisceau incident Fe La figure 1 se présente comme une coupe perpendiculaire à la grande dimension de la fente unique du masque M1.Après avoir traversé le masque d'entrée, le faisceau Fo est appliqué à un système disperseur, qui, ici, comprend successivement - un collimateur C, transformant le faisceau Fo traver sant la fente en un faisceau de rayons parallèles ; - un disperseur proprement dit (tel qu'un prisme) P, qui dévie plus ou moins les rayons parallèles dans une direction donnée, et ce proportionnellement à leur longueur d'onde (sur un domaine spectral limité) - un objectif O qui focalise les rayons parallèles sur une surface de sortie S, définie par les caractéristi ques optiques de l'ensemble du système disperseur. Sur la surface de sortie S est placé un second masque M2, dont la fente unique est parallele à celle de M1. La partie du faisceau gui présente une longueur d'onde B0 (longueur d'onde de réglage) va se trouver focalisée en Fo, donc passer à travers la fente du second masque M2. (Les rayons parallèles correspondants, Fpo, sont représentés non déviés, pour simplifier, quoiqu'un prisme dévie tous les rayons). Pour une longueur d'onde différente X1, supérieure à A0 par exemple, le faisceau Fp sera dévié en Fpl, puis focalisé en F1 ; il ne pourra donc traverser la fente de M2. De même, pour une longueur d'onde inférieure à A0, les rayons parallèles Fp seront déviés dans l'autre sens en Fp2, puis focalisés en F2, sans traverser non plus le second masque M2. Dans un spectromètre, on placederrière le masque M2 un organe photosensible, puis, en agissant sur le disperseur, on fait varier la longueur d'onde de réglage, d'ou il résulte l'obtention d'un signal de sortie relatif a une fraction substantielle du spectre. Pour certaines applications, on préfère remplacer le second masque par une émulsion photographique, qui se trouve alors impressionnée selon une bande longue representative du spectre d'analyse. L'appareil se nomme alors spectrographe. Par ailleurs, au lieu d'un prisme, le disperseur proprement dit peut être un réseau de facettes semblables, travaillant en général par réflexion plutôt que par transmission. De plus, en donnant à ce réseau une forme concave appropriée, on sait lui faire jouer aussi les rôles du collimateur et de l'objectif Le système disperseur peut donc se réduire à un seul composant : le réseau de dispersion concave. La dispersion est définie par sa direction. Au niveau du disperseur proprement dit -le prisme ou un réseau disperseur plan- elle est liée au rapport entre une variation de longueur d'onde et l'écart angulaire qui en résulte au niveau des rayons parallèles. En pra- tique, comme les rayons sont focalisés sur la surface de sortie S du système disperseur, on prefère genéralement définir la dispersion au niveau de la surface de sortie. Le taux de dispersion est alors le taux de décalage de l'image de la fente d'entrée en fonction de la longueur d'onde : par exemple le rapport de la distance F F a la différence dès longueurs d'ondes associées X ?o Ce taux de dispersion dépend ainsi non seule- ment des caractéristiques du disperseur proprement dit, mais aussi de la distance focale f de 1 F objectif (côté aval du disperseur). Si l'on note Da = di la dispersion angulaire au niveau du prisme ou du réseau plan, le taux de dispersion au niveau de la surface de sortie (et du second masque) s'écrit Ds = dX = f. Da. Les spectromètres (ou spectrographes) a fentes uniques donnent de bons résultats. Ils souffrent cependant du fait que l'étendue du faisceau traversant la fente d'entrée est relativement faible : si on augmente la largeur de cette fente, on diminue en contrepartie la résolution. On a déjà proposé de remplacer la fente unique par un motif de masque plus complexe (brevet français NO 1 430 066). Celui-ci est cependant conçu pour rester assimilable à une fente, et donner un pic important pour la longueur d'onde de réglage, avec une réponse plus faible pour les autres longueurs d'ondes. Dans le domaine infra-rouge, des dispositons spéciales permettent d'écarter la réponse très faible apparaissant en dehors du pic utile. Pour les raisons données plus huit, cela n'est pas avantageux, du point de vue signal sur bruit, pour les rayonnements visibles et ultraviolets. La présente invention propose une approche dffé- rente, réalisant une auto-correlation pupillaire composée. La structure générale du spectromètre de l'invention apparaît sur la figure 2. Pour simplifier l'illustration, seul l'axe du faisceau lumineux est représenté. Le faisceau incident F e arrive sur un premier masque G1. La partie Fo du faisceau qui traverse G1 est appliquée à un premier disperseur RC1 (réseau conclave, ici). Pour la longueur d'onde de réglage, le faisceau dispersé va retraverser quasi entièrement le second masque G2, situé sur la surface de sortie (au sens défini plus haut) du premier disperseur RC1. La direction de dispersion de RC1 est D1. Ici, le second masque G2 sert aussi de masque d'entrée à un second étage disperseur. (Mais on pourrait utiliser un masque séparé pour l'entrée du second disperseur, avec un système optique intermédialre, le a échéant). Donc, la lumière traversant le second masque G2 est appliquée à un second disperseur RC2 (de préférence, également un réseau concave), qui la renvoie vers sa surface de sortie, après dispersion dans la direction D2. Pour un spectromètre, on place sur cette surface de sortie un troisième masque G3, qui peut être alors suivi d'un organe photodétecteur, directement ou à travers d'autres dispositifs. Dans certaines applications, oû un spectrographe demeurerait préférable, on pourra placer une émulsion photosensible à 7a place du masque G3 ou en aval. Sur le dessin, les deux directions de dispersion D1 et D2 sont representdes perpendiculaires. On verra plus loin qu'il peut en être autrement. L'invention fait usage de motif s de masques qui sont fins et transparents, étendus (de manière à admettre le passage d'un faisceau étendu lui aussi) , mais non assimilables à une fente unique : d'une manière générale, les motifs de masque des figures 3 et suivantes possèdent plusieurs fentes.Ainsi qu'on l'a déjà vu, il va alors exister des longueurs d'ondes, non voisines de la longueur d'onde de réglage, pour lesquelles le faisceau traversera les masques G1 et G2 (figure 2), en passant par des parties optiquement non conjuguées de ceux-ci. En pareil cas, pour une longueur d'onde #1 # #0, le faisceau traversant G1 traversera G2, mais en partie seulement ; alors que pour la longueur d'onde #0, le faisceau traversant G1 traversait entièrement G2. Le demandeur à observé qu'avec deux étages de dispersion (figure 2) le motif des masques et les deux dispersions peuvent être arrangés de sorte que, sur la surface de sortie du second disperseur, l'image monochromatique du premier masque pour la longueur d'onde A0 ne soit frappée par aucune portion de faisceau sortant du second masque avec une longueur d'onde non voisine de L'auto-compilation pupillaire composée ainsi effetuée ne donne en sortie qu'une impulsion autour de #0. En plaçant la grille G3 en coincidence avec cette image monochromatique à A0, on isole donc une bande étroite entourant la longueur d'onde de réglage, en ne laissant passer aucune autre longueur d'onde, et ceci, en bénéficiant de l'étendue de faisceau permise par un masque de surface transparente importante. On peut, en variante, utiliser d'autres étages de dispersion, ou bien de relais optique avant un traitement. L'utilisation normale consiste à terminer l'appareil par un organe photosensible. Ne recevant qu'une petite bande autour de la longueur d'onde de réglage, celui-ci pourra être du type "à bruit de photons". I1 en résulte que 11 appareil convient particulièrement bien pour la lumière visible et ultraviolette, où seuls les spectromètres à fente unique fonctionnaient bien jusqu'a présent.Par rapport à ceux-ci, l'appareil selon l'invention procure un gain de signal important. On décrira maintenant plusieurs exemples de combinaisons motif -dispersions qui conviennent pour la mise en oeuvre de l'invention. La plupart de ces motifs (figures 3 à 7) comprennent plusieurs tracés transparents fins, parallèles, équidistants et de même largeur ; la direction générale commune à ces tracés transparents n'est parallèle à aucune des deux directions de dispersion. Chague tracé peut être formé de segments ou petites fentes, mises bout à bout (figure 3), ou bien d'une veule grande fente (figures 4 à 7). A cet égard, on observera que le motif de la figure 4 se déduit de celui de la figure 3 en faisant pivoter légèrement les petites fentes sur elles-mêmes pour les aligner. De leur côté, les directions de dispersion peuvent former un angle important (non nécessairement 900); elles peuvent aussi former un angle faible, voire même être parallèles. Les deux taux de dispersion Dsx et Dsy peuvent être égaux ou différents. Ils sont nécessairement différents lorsque les deux directions de dispersion sont parallèles. De plus, on observera que 11 ensemble optique de la figure 2 est réversible : on peut donc toujours intervertir l'ordre des première et seconde dispersions. Pour des raisons pratiques, on souhaite que les différents masques soient identiques plutôt qu'homothé- tiques. Cela est toujours possible, même si les taux de dispersion désirés sont différents : ceux-ci dEpen- dant du disperseur et de la distance focale, on peut toujours s'arranger pour que l'objectif (côté aval, voir figure 1) ait même distance focale que le collimateur, en amont. On suppose dans la suite que les trois masques sont identiques. De façon habituelle, ce sont leurs zones transparentes qui sont illustrées en noir sur le dessin. Sur la figure 3, le motif de masque comporte n = 9 tracés transparents parallèles ; chaque tracé, tel T1, est constitué d'une suite de vente9 dont chacune est décalée en largeur, d'une largeur de fentes et en longueur, d'une longueur de fente par rapport à la pré- édente. La largeur de fente est notée e et la longueur de fente 1. D'un autre point de vue, ces tracés dEfinis- sent m = 10 rangées de fentes équidistantes, rangées progressivement décalées les unes par rapport aux autres. La longueur de l'espace non transparent entre fentes, perpendiculairement à celles-ci, est notée d Enfin, on note Dsx et Dsy les taux des dispersions. La relation suivante est à respecter 1 . Dsx ( d . Dsy On note Al un écart par rapport à la longueur d'onde de réglage. Cette relation exprime que la longueur d'onde déviée de Dsx . AS = d à la première dispersion sera déviée de Dsy . AS > 1 à la seconde dispersion : après la première dispersion, cette radiation vient juste affleurer la fente suivante de la même rangée ; après la deuxième dispersion, la même radiation est décalée en hauteur d'une longueur de fente. En d'autres termes si l'on prend un AR légèrement plus grand, pour lequel la radiation passe la fente adjacente à la première dispersion, on est sûr qu'elle sera suffisamment déviée à la seconde dispersion pour qu'elle ne puisse traverser le second masque. Par ailleurs, l'homme de l'art comprendra que le motif ne peut être étendu sans limite, et en même temps, dans les directions Lx et Ly. Les problèmes pratiques de distorsion d'image empêchent d'ailleurs de prévoir de grands masques, et ce, en fonction de l'éten- due de l'intervalle de longueurs d'ondes sur lesquelles l'appareil doit opérer. Si, par exemple, on s'intéresse à un monochromateur, les questions de distorsion d'image ne limitent plus la taille des masques : on peut d'ailleurs réaliser le masque G2 sous la forme d'une photographie monochromatique du masque G1 à travers le premier disperseur, et de même pour le masque G3, à travers les deux disperseurs. La figure 3A est une vue en coupe dans le plan focal du spectromètre de la figure 2, avec les masques de la figure 3, et une première dispersion D1 dans la direction perpendiculaire aux fentes. Pour simplifier, une seule rangée de fentes est illustrée, et cette rangée comporte 7 fentes au lieu de 9. Sur la figure 3B, on a représenté l'amplitude T1 en fonction de la longueur d'onde X du signal de sortie de la grille G2 (dans le cas de la figure 3A), pour un faisceau d'entrée qui couvrirait à niveau égal toute la bande à analyser. A la longueur d'onde de réglage ho, l'amplitude est maximale : toute la lumière qui entre par une fente de G1 sort par la fente homologue de G2 (G2 colncide alors avec l'image de G1). Pour une longueur d'onde décale de AS = dD+xe, la lumière qui entre par la fente G11 sort Dsx par la fente G21 ; seules 6 fentes sur les 7 de G2 vont donc laisser passer la lumière ; et il en est de meme pour #0 ## La réponse est donc un "peigne" de pics de transmission formant un triangle équilatéral de part et d'autre de A0 (figure 3B). Or, selon la figure 3, la seconde dispersion va décaler toute la lumière qui traverse indûment G2 de façon qu'elle ne puisse traverser G3. En sortie du masque G3, il ne reste donc plus que le seul pic à la longueur d'onde de réglage #0 figure 3C). (La fonction de transmission du second étage est le petit triangle isocèle). L'explication ci-dessus, qui concerne une seule rangée, est valable pour l'ensemble des rangées. En prévoyant plusieurs rangées, on augmente l'étendue du faisceau admis à entrer dans appareil. Dans certains cas, on aura avantage à limiter le nombre m de rangées, selon la relation : d m # e Le nombre de fentes de chaque rangée peut alors en principe être illimité (sauf à tenir compte des distorsions d'image).Inversement, si m dépasse le seuil donne par la relation ci-dessus, le nombre de fentes de chaque rangée sera limité, en tenant compte de la bande de longueurs d'onde à analyser (sauf dans le cas d'un monochromateur, on décale la longueur d'onde de réglage pour analyser pas à pas une bande donnée) Comme précédemment indiqué, on peut intervertir les deux dispersions (ou, ce qui revient ici au même, faire pivoter les masques de 900). Si la première dispersion D1 est parallèle à la longueur des fentes, la fonction de transmission en sortie du masque G2 prend l'allure de la figure 3D (le même petit triangle isocèle que pour la figure 3C). Ensuite la fonction de transmission du second étage (figure 3E) est un peigne semblable-à celui de la figure 3B. A nouveau, il ne reste en sortie de la grille G3 que le seul pic à la longueur d'onde de réglage A0. (Pour ce masque, la fonction de transmission des deux étages du spectromètre est égale au produit des deux fonctions de transmission de chacun des étages). Dans le cas où la première dispersion est parallèle à la longueur des fentes (figure 3D), la lumière ne va pénétrer dans le second étage qu'au voisinage de A0. Cette disposition est actuellement jugée préférable en spectrométrie Raman, application pour laquelle il sera souhaitable d'ajouter un troisième étage spec trométrique, qui pourra être un spectromètre à fente unique de type classique. La figure 4 illustre un autre motif de masque selon l'invention, proche de celui de la figure 3 : les fentes de chaque tracé tel que T1 sont alignées, par léger pivotement sur place. Les conditions à respecter s'obtiennent comme précédemment. Si l'on note e l'angle d'un tracé T1 sur la verticale, on aura e . Dsx dX d . tg O . Dsy où Dsx et Dsy sont toujours les taux des première et seconde dispersions, tandis que e est l'épaisseur du tracé, et d la distance (entre axes) de deux tracés voisins. Là encore, on peut allonger les tracés, ou augmenter leur nombre, mais on ne peut pas sans limite faire les deux extensions à la fois. La figure 5 illustre encore un autre motif de masque qui s'applique lorsque les deux directions de dispersion forment un angle important. Comme précédemment la direction des tracés transparents se place à l'intérieur de l'angle formé par les deux directions de dispersion. Mais, alors que pour les figures 3 et 4, la direction des tracés était faiblement inclinée sur l'une des deux directions de dispersion, sur la figure 5, la direction des tracés est faiblement inclinée sur la bissectrice intérieure (en trait pointillé) de 11 angle formé par les deux directions de dispersion. Dans ce cas, la fonction de transmission T de l'ensemble des deux étages spectromêtriques n'est plus égale au produit des fonctions de transmission T1 et T2 de chacun des étages (T # T1 . T2). Mais l'homme de l'art comprendra que la fonction T peut se ramener a un produit de fonctions assez simples (anticoincidence des '1peîgnes" de transmission). Dans ce qui précède, les deux directions de dispersion ne sont pas nécessairement perpendiculaires, sous réserve dten tenir compte dans le motif de masque par exemple, dans le cas du masque de la figure 3, au lieu d'être des rectangles, les petites fentes deviendraient des parallélogrammes inclinés selon l'une des directions de dispersion. D'autres motifs de masque existent avec T # T1 . T2, où cette fonction de transmission d'ensemble T s'exprime néanmoins comme un produit de fonctions - sur la figure 6, les deux directions de dispersion sont faiblement inclinées l'une sur l'autre ; la direction des-tracés transparents forme un angle important avec elles ; elle s'étend d'ailleurs a l'extérieur de l'angle défini par les deux directions de dispersion. - sur la figure 7, les deux directions de dispersion sont parallèles, et les tracés transparents forment un angle important avec elles ; dans ce cas, les deux taux de dispersion sont nécessairement différents, et la largeur de bande analysable est limitée d'après le nombre de tracés et les valeurs relatives des deux taux de dispersion. On notera, sur les figures 6 et 7, que les tracés peuvent être perpendiculaires à l'une (au moins) des directions de dispersion. De plus, pour les motifs des figures 6 et 7, la longueur des tracés peut être grande, mais leur nombre admet une limite. (Dans les cas précédents, on pouvait augmenter au choix ou bien la longueur des tracés, ou bien leur nombre). En ce qui concerne le motif de masque de la figure 7, les taux de dispersion différents seront de prXférence obtenus en agissant sur la distance focale. Dans ce cas, les différents masques reproduiront ce motif à des échelles différentes. On notera que dans certains cas, la disposition de la figure 7 peut se faire avec un passage aller-retour de la lumière dans un même étage. Jusqu'à présent, on a donné plusieurs motifs de masques,pour lesquels la fonction de transmission d'ensemble peut être reliée aux fonctions de transmission des deux étages d'une manière assez simple. L'homme de l'art pourra bien entendu concevoir d'autres motifs de masque conformes à l'invention, mais pour lesquels cette simplification n'est pas possible. Par ailleurs, le contour du motif de masque a une influence. Si le faisceau à analyser est homogène, le contour est avantageusement simple, carré ou rectangulaire par exemple. Souvent, le contour est limité par des parallèles à l'une des directions de dispersion, ou bien aux deux. Un contour différent pourra être choisi dans certains cas. Les figures 8 et 9 en donnent deux exemples particuliers, purement illustratifs. La figure 8A illustre 4 zones transparentes disjointes entourant par l'extérieur un carré de côté a. On notera qu'abstraction faite de leur grande largeur, ces zones forment un motif selon l'invention : par exemple, avec deux dispersions perpendiculaires et de même taux, la zone 82 ne recouvrira pas la zone 81, puisqu'elle vient en 84 (trait tireté). La figure 8B illustre comment on peut obtenir un masque "composite" selon l'invention en "remplissant" les zones de la figure 8A par des tracés (ici ceux de la figure 4). Il suffit simplement que les caractXristi- ques des dispersions requises soient les mêmes pour les grandes zones qui délimitent le contour (zones 80 à 83) et pour les tracés que l'on place dans ces zones. Les figures 9A et 9B donnent un autre exemple de masque composite, avec deux dispersions à angle très aigu : les 4 zones disjointes 90 à 93 sont remplies par des tracés selon la figure 6, perpendiculaires à l'une des directions de dispersion. Dans ces cas de masques composites, les tracés peuvent être plus rapprochés qu'avec un masque délimite par un seul contour fermé, à caractéristiques égales De plus, les contours sont ici représentés sous forme de lignes brisées, mais des lignes courbes peuvent être envisagées. Pour certaines applications, un contour présentant une symétrie de révolution est souhaitable. Les motifs de masque étant quasi-impossibles à définir complètement par le texte, les ligures 3, 4, 5, 6, 7, 8A, 8B, 9A et 9B annexées sont à considérer comme incorporées à la description, pour servir a la définition de l'invention. Sur un autre plan, on a déjà évoqué les problè- mes de distorsions. Ceux-ci pourront être diminues en appliquant l'invention selon des montages dits "à champ compensé". Il en résultera, en prenant l'exemple de la figure 3, une incurvation légère des petites fentes. Les motifs de masque utilisés en pratique pourront donc s'écarter légèrement des formes dessinées. D'un autre côté, au plan technologique, on préfère actuellement utiliser comme disperseurs des réseaux holographiques. Tout ceci permet d'agrandir le masque, et d'augmenter par là l'étendue de faisceau (à résolution donnée), ou bien au contraire, à taille de masque constante, de prévoir un motif plus fin (augmentant la résolution, à étendue de faisceau donnée). A titre d'exemple, avec le masque de la figure 3, l'invention permet d'obtenir un gain de l'ordre de 50 par rapport au spectromètre à fente unique, pour un balayage -en longueurs d'ondes- de quelques centaines d'Angstroms dans le domaine de la lumière visible. Bien entendu, la présente invention n'est pas limite aux modes de réalisation décrits et s'étend à toute variante conforme à son esprit. On peut notamment appliquer aussi l'invention en spectrométrie de masse. REVENDICATIONS 1. Appareil de spectrometrie, du type comprenant, sur le trajet d'un faisceau à analyser - un masque d'entrée, ou premier masque, - un premier dispositif de dispersion du faisceau, ce dispositif présentant une surface de sortie sur laquelle le faisceau dispersé définit des images du masque d'entrée qui se décalent les unes par rapport aux autres proportionnellement à une grandeur-critère pour l'ana lyse du faisceau, - la première dispersion ainsi réalisée étant définie par la direction de décalage des images, et par un coeffi cient de dispersion représentant le taux du décalage d'image en fonction de la grandeur-critère, et - un second masque, homologue du premier, et placé sur la surface de sortie du premier système disperseur, sl bien que ce second masque ne laisse passer intégralement le faisceau traversant le premier masque qugau voisinage d'-une valeur déterminée, dite valeur de réglage, de la grandeur-critère, caractérisé par le fait que les premier et second masques (Gl, G2) possèdent un motif de transparence au faisceau qui est fin et étendu, mais non assimilable à une fente unique, si bien qu'il existe des valeurs de la grandeur critère, non voisines de la valeur de réglage, pour lesquelles le faisceau traverse les deux masques en passant par des portions non homologues de ceuxwci, par le fait qutil est prévu, sur le trajet du faisceau sortant du second masque, un second système disperseur (RC2) produisant sur sa surface de sortie une seconde dispersion, définie elle aussi par sa direction et par un coefficient, et par le fait que le motif des masques (Gi, G2) et les deux dispersions (RCl, RC2) sont arranges de sorte que, sur la surface de sortie du second disperseur (RC2), l'image du premier masque pour la portion de faisceau présentant la valeur de réglage de la grandeur-critère ne soit frappée par aucune des autres portions qui traversent le second masque (G2) avec des valeurs de la grandeurcritère non voisines de la valeur de réglage. 2. Appareil de spectrométrie selon la revendication l, caractérisé par le fait que le faisceau est un faisceau de rayonnement électromagnétique, que la grandeur-critère est la longueur d'onde, que les systèmes disperseurs (RCl, *RC2) sont des systèmes optiques, et que le second masque (G2) est le conjugué optique du premier (Gl) à travers le premier système optique disperseur (RCl). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un troisième masque (G3), conjugué optique des deux premiers (Gl, G2), et placé sur la surface de sortie du second système optique disperseur (RC2) pour coïncider avec l'image monochbomatiaue du premier masque (Gi) à la longueur d'onde de réglage. 4. Appareil selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le motif prédéterminé comprend plusieurs tracés transparents fins, parallèles, équidistants et de meme largeur, et que la direction générale commune a ces tracés transparents n'est parallèle à aucune des deux directions de dispersion. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les deux directions de dispersion forment entre elles un angle important, et que la direction des tracés transparents se situe à I'intérieur de l'angle formé par les deux directions de dispersion (figures 3 à 5). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la direction des tracés transparents est faiblement inclinée sur l'une des deux directions de dispersion (figures 3 et 4). 7. Appareil selon la revendication 6, caract6- risé par le fait que chaque tracé transparent est constitué d'une suite de fentes dont chacune est décalée, en largeur, d'une largeur de fente et, en longueur, drune longueur de fente par rapport à la précédente (figure 3) 8. Appareil selon la revendication 5 caracté- risé par le fait que la direction des tracEs transparents est faiblement incline sur la bissectrice intérieure de l'angle formé par les deux directions de dispersion (figure 5). 9. Appareil selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que les deux directions de dispersion forment un angle faible, et que la direction générale des tracés transparents forme un angle important avec les deux directions de dispersion (figure 63. 10. Appareil selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé par le fait que les deux directions de dispersion sont perpendiculaires 1'une à 1'autre (figures 3 à 5). il. Appareil selon l'une des revendications 2 à 10, caractérisé par le fait que les deux coefficients de dispersion sont égaux (figures 3 à 6). 12. Appareil selon la revendication 4, caracte- risé par le fait que les deux directions de dispersion sont parallèles, que les deux coefficients de dispersion sont différents, et que la direction générale des tracés transparents forme un angle important avec les deux directions de dispersion parallèles (figure 7). 13. Appareil selon l'une des revendications 9 et 12, caractérisé par le fait que la direction generale des tracés transparents est perpendiculaire à l'une des deux directions de dispersion (figures 6 et 7). 14. Appareil selon l'une des revendications 2 à 6 et 8 à 13, caractérisé par le fait que chaque tracé transparent est une grande fente rectiligne (figures 4 à 7) 15. Appareil selon l'une des revendications 2 a 14, caractérisé par le fait que le motif transparent es-t délimité par des parallèles à l'une des deux directions de dispersion (figures 6 et 7). 16. Appareil selon la revendication 15, prise en dépendance de l'une des revendications 2 à il, carac térisé par le fait que le motif transparent est délimité par des parallèles aux deux directions de dispersion (figures 3 à 5). 17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le motif transparent est délimité par un contour présentant plusieurs parties disjointes, et par le fait que la forme de ces parties de contour est choisie telle, compte-tenu des deux dispersions, que même si l'intérieur du contour était tout entier transparent, l'image monochromatique du contour, pour la longueur d'onde de réglage, sur la surface de sortie du second système disperseur, ne soit frappée par aucune autre bande de longueurs d'ondes (figures 8A, 8B, 9A, 9B).