Brevet FR2642843A1 — publié le 19900810

L'invention concerne d'une manière générale les capteurs de rotation, et plus particulièrement des capteurs de rotation à fibre optique. L'invention concerne plus particulièrement un appareil et un procédé pour le traitement des signaux de sortie d'un capteur optique de rotation. L'invention concerne plus particulièrement un appareil et un procédé destinés à réduire des erreurs introduites dans le signal de sortie d'un capteur de rotation à fibre optique en boucle fermée, erreurs dues à des oscillations du signal de réaction dans la boucle d'asservissement. Un interféromètre à anneau à fibre optique comprend habituellement une boucle formée d'une fibre optique qui guide des ondes lumineuses se propageant en sens contraires. Après avoir parcouru la boucle, les ondes se propageant en sens contraires sont combinées afin d'interférer de façon constructive ou destructive pour constituer un signal optique de sortie. L'intensité du signal optique de sortie varie en fonction de l'inter- férence, laquelle dépend de la phase relative des ondes se propageant en sens contraires. Des interféromètres à anneau à fibre optique se sont avérés particulièrement utiles pour la détection d'une rotation. Une rotation de la boucle engendre une différence de phase relative entre les ondes se propageant en sens contraires, selon l'effet Sagnac bien connu. L'amplitude de la différence de phase est une fonction de la vitesse angulaire de la boucle. Le signal optique de sortie produit par l'interférence des ondes de propageant en sens contraires varie, en intensité, en fonction de la vitesse de rotation de la boucle. On capte une rotation en détectant le signal optique de sortie et en le traitant pour déterminer la vitesse de rotation. Pour convenir à des applications de navigation inertielle, un capteur de rotation doit posséder une gamme dynamique très large. Le capteur de rotation doit être capable de détecter des vitesses de rotation aussi faibles que 0,01 degré par heure et aussi élevées que 1000 degrés par seconde. Le rapport des limites supérieure et inférieure à mesurer est d'environ 109. Un capteur de rotation à boucle fermée fournit un signal représentatif du déphasage Sagnac à l'appareil pour régler la phase ou la fréquence des ondes se propa- geant en sens contraires afin d'annuler leur différence de phase due à la rotation. L'amplitude du réglage devant être appliqué aux ondes, en fréquence ou en phase, pour annuler le déphasage Sagnac, indique la vitesse de rotation de la boucle sensible. Les capteurs de rotation à fibre optique à boucle fermée utilisant des modulateurs de phase pour fermer la boucle d'asservissement sont intéressants en raison de la disponibilité aisée de composants tels que des modulateurs de phase à optique intégrée. De tels modula- teurs de phase produisent efficacement l'amplitude souhaitée de la modulation de phase pour mesurer les vitesses de rotation dans la gamme dynamique demandée. Malheureusement, des imperfections affectant les modula- teurs de phase connus provoquent une modulation d'amplitude et une dispersion cohérente de Rayleigh, qui rendent la boucle d'asservissement instable à certaines vitesses de rotation. En particulier, le système devient instable à une vitesse de rotation nulle. D'autres vitesses auxquelles une instabilité apparaît dépendent des techniques de modula- tion/démodulation utilisées dans le traitement du signal de sortie du capteur de rotation à fibre optique. Lorsque le signal de réaction dans la boucle d'asservissement est oscillant, aucun signal utile n'apparaît en sortie du capteur de rotation à fibre optique. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 299 490 décrit un capteur de rotation à fibre optique à annulation de phase utilisant un décaleur de fréquence dans une boucle a réaction. Le décaleur de fréquence est placé à une extrémité de la bobine détectrice afin que les deux ondes se propageant en sens contraires soient décalées en fréquence. Le décalage de fréquence des ondes se propageant en sens contraires engendre un déphasage non réciproque qui est ajusté pour compenser tout déphasage induit par une rotation de la bobine détectrice. Le signal demandé pour annuler le déphasage induit par une rotation est ensuite traité pour déterminer la vitesse de rotation. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 372 685 décrit un capteur de rotation à fibre optique qui utilise l'effet Faraday pour moduler la phase d'ondes se propageant en sens contraires dans la bobine détectrice afin d'annuler le déphasage dû à une rotation. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 717 256 concerne un capteur de rotation à fibre optique qui comprend une modulation de phase des ondes se propageant en sens contraires dans la bobine détectrice. Un oscillateur attaque un modulateur de phase et produit aussi des signaux sinusoidaux de référence et de synchronisation appliqués à des circuits de traitement de signaux pour produire une intégration synchrone et une extraction de l'information de phase de vitesse à partir d'un signal modulé représentatif du diagramme d'interférence des ondes se propageant en sens contraires. Le produit du signal modulé et de l'onde sinusoidale de référence est intégré sur un nombre entier de cycles complets de référence. Il est décrit dans le brevet N 4 717 256 précité que ce signal intégré est directement proportionnel au produit du sinus de la vitesse angulaire d'entrée et dans l'espace inertiel et de la fonction de Bessel de premier ordre qui décrit la modulation de phase optique. Le signal intégré est appliqué à un circuit échantillonneur-bloqueur dans lequel la période d'échantillonnage correspond à la période d'intégration. Le signal de sortie du circuit échantillon- neur-bloqueur est appliqué à un circuit d'attaque équilibré pour produire un signal de sortie de vitesse qui est directement proportionnel à la vitesse angulaire d'entrée. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 735 506 décrit un capteur de rotation à fibre optique qui comprend à la fois un décaleur de fréquence à fibre optique et un modulateur de phase à fibre optique pour moduler les ondes se propageant en sens contraires. Une autre source d'instabilité dans la boucle d'asservissement est la diaphonie électrique entre le signal d'attaque du modulateur de phase et les circuits photodétecteurs utilisés pour convertir le déphasage Sagnac en signaux électriques. L'invention propose un appareil et un procédé de traitement de signaux qui éliminent les instabilités de la boucle d'asservissement dans des capteurs de rotation à fibre optique à boucle fermée. Un appareil de détection de rotation à fibre optique conforme à l'invention, qui produit un signal représentatif de la différence de phase de deux ondes se propageant en sens contraires dans une bobine détectrice à fibre optique pour mesurer la vitesse de rotation de la bobine détectrice, comprend des moyens destinés à moduler les ondes se propageant en sens contraires avec un signal de référence et des moyens destinés à démoduler le signal électrique représentatif de la différence de phase des deux ondes se propageant en sens contraires avec le signal de référence. La présente invention comprend en outre des moyens destinés à former un circuit de réaction destiné à transmettre un signal de réaction des moyens de démodulation aux moyens de modula- tion. Le circuit de réaction comprend avantageusement un générateur destiné à attaquer les moyens de modulation pour annuler la différence de phase entre les ondes se propa- geant en sens contraires, des moyens destinés à ajuster le signal de réaction pour en empêcher 1rinstabilité, et des moyens destinés à traiter des signaux de sortie des moyens générateurs pour déterminer la vitesse de rotation de la boucle de détection. Les moyens destinés & moduler les ondes se propageant en sens contraires peuvent comprendre un modulateur de phase connecté a la bobine détectrice à fibre optique et des moyens destinés à appliquer le signal de référence au modulateur de phase. Le modulateur de phase possède une bande passante utile qui est large en com- paraison avec l'inverse du temps de passage des ondes se propageant en sens contraires dans la boucle détectrice. Les moyens destinés à moduler les ondes se propageant en sens contraires peuvent comprendre un décaleur de fréquence à fibre optique connecté à la bobine détectrice à fibre optique et des moyens destinés à appliquer le signal de référence au décaleur de fréquence. La présente invention peut comprendre en outre un circuit de sommation ayant une première entrée connectée à un. générateur de signal de référence afin d'en recevoir le signal de référence et une seconde entrée connectée aux moyens générateurs et une sortie connectée au modulateur de phase afin que ce dernier soit attaqué par un signal constitué de la somme du signal de référence et du signal de sortie des moyens générateurs. Les moyens générateurs produisent avantageusement un signal de sortie en rampe. Les moyens destinés à ajuster le signal de réaction-pour en empêcher l'instabilité comprennent avantageusement des moyens destinés à appliquer un signal périodique ayant une valeur moyenne nulle à l'entrée des moyens générateurs. Les moyens destinés à ajuster le signal de réaction pour en empêcher l'instabilité peuvent comprendre des moyens destinés à appliquer un signal pseudo-aléatoire, ayant une valeur moyenne nulle, a l'entrée des moyens générateurs. Le procédé de l'invention destiné à traiter des signaux représentatifs de la différence de phase de deux zones se propageant en sens contraires dans une bobine détectrice à fibre optique qui est incorporée dans un appareil de détection de rotation à fibre optique pour déterminer la vitesse de rotation de la bobine détectrice, comprend les étapes qui consistent à moduler les ondes se propageant en sens contraires avec un signal de référence, à démoduler le signal électrique représentatif de la différence de phase des deux ondes se propageant en sens contraires avec le signal de référence, et à former un circuit de réaction pour faire passer un signal de réaction des moyens de démodulation aux moyens -de modulation. L'étape consistant à former le circuit de réaction comprend les étapes qui consistent à attaquer les moyens de modulation à l'aide de moyens générateurs pour annuler la différence de phase entre les ondes se propageant en sens contraires, à ajuster le signal de réaction pour en empêcher l'instabilité et à traiter des signaux de sortie des moyens générateurs pour déterminer la vitesse de rotation de la boucle détectrice. L'étape de modulation des ondes se propageant en sens contraires consisteà connecter un modulateur de phase à la bobine détectrice à fibre optique et à appliquer le signal de référence au modulateur de phase. Le procédé de l'invention comprend en outre les étapes qui consistent à connecter un circuit de sommation, ayant une première entrée, à un générateur de signal de référence pour en recevoir le signal de référence et une seconde entrée connectée aux moyens générateurs, et une sortie connectée au modulateur de phase afin que celui-ci soit attaqué par un signal constitué de la somme du signal de référence et du signal de sortie des moyens générateurs. L'étape consistant à ajuster le signal de réaction pour en empêcher l'instabilité comprend avantageu- sement l'étape consistant à appliquer un signal périodique ayant une valeur moyenne nulle à l'entrée des moyens générateurs. Le procédé peut également comprendre 1 'étape consistant à appliquer un signal pseudoaléatoire ayant une valeur moyenne nulle à l'entrée des moyens générateurs. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié d'un capteur de rotation à fibre optique qui utilise une modulation de phase pour produire un fonction- nement en boucle fermée; - la figure 2 illustre une tension de modula- tion à onde carrée qui peut être appliquée à la boucle d'asservissement pour prévenir l'instabilité; - la figure 3 est une coupe transversale d'un coupleur de fibres optiques qui peut être incorporé dans le capteur de rotation à fibre optique de la figure 1; - les figures 4 à 6 sont une vue en perspec- tive, une vue en plan et une coupe transversale d'un modulateur de phase à optique intégrée qui peut être incorporé dans le capteur de rotation à fibre optique de la figure 1; - la figure 7 est une vue schématique illus- trant un type de polariseur à fibre optique qui peut être incorporé dans le capteur de rotation à fibre optique de la figure 1; - la figure 8 est une vue en coupe transversale illustrant un second type de polariseur à fibre optique qui peut être incorporé dans le capteur de rotation à fibre optique de la figure 1; - la figure 9 est un schéma d'une cellule de Bragg qui peut être utilisée pour décaler la fréquence de la lumière dans la présente invention; - les figures 10 et 11 représentent une technique de décalage de fréquence en dents de scie qui peut être incorporée dans l'appareil selon l'invention; - la figure 12 illustre schématiquement un appareil pour la mise en oeuvre de la technique de décalage de fréquence en dents de scie; - les figures 13 et 14 montrent l'effet d'un décaleur de fréquence sur une onde optique; et - les figures 15 et 16 illustrent schématique- ment une seconde structure de décaleur de fréquence qui peut être utilisée dans la présente invention. La figure 1 représente un type de capteur 20 de rotation à fibre optique qui met en oeuvre les principes de la présente invention. En référence à la figure 1, le capteur 20 de rotation à fibre optique comprend une source 22 de lumière cohérente qui applique un signal lumineux à l'entrée d'une fibre optique 24. La fibre optique 24 est avantageusement configurée de façon à guider un mode unique d'énergie électromagnétique. La lumière appliquée en entrée à la fibre optique 24 se propage jusqu'à un coupleur optique 26 qui est avantageusement un coupleur optique à champ évanescent, décrit plus en détail ci-après en référence aux figures 4 et 5. Le coupleur optique 26 divise la lumière incidente qu'il reçoit entre la fibre optique 24 et une fibre optique 28. La lumière restant dans la fibre optique 24, après avoir franchi le coupleur optique 26, se propage alors jusqu'à un polariseur 30. Celui-ci est avantageu- sement un polariseur à fibre optique, comme décrit plus en détail en référence aux figures 4 à 6. Après être sorti du polariseur 30, le signal d'entrée atteint alors un second coupleur 32 à fibres optiques qui peut être formé de façon à être sensiblement identique au coupleur optique 26. Le coupleur 32 divise la lumière qu'il reçoit en entrée, provenant de la source 22, entre la fibre optique 24 et une fibre optique 36 qui est également, de préférence, une fibre optique monomode. La fibre optique 24 forme une bobine détectrice 34 de Sagnac. Un modulateur 38 de phase est placé entre les fibres optiques 36 et 24 afin que la lumière se trouvant dans la fibre optique 24 se propage dans la bobine détectrice 34 avant d'atteindre le modulateur de phase 38. Comme vu sur la figure 1, la lumière qui reste dans la fibre optique 24 forme l'onde se déplaçant dans le sens des aiguilles d'une montre dans la bobine détectrice 34, et la lumière que le coupleur 32 dévie dans la fibre optique 36 forme l'onde se déplaçant dans le sens contraire de celui des aiguilles d'une montre dans la bobine détectrice 34. Apres avoir franchi le modulateur de phase 38, l'onde dans le sens des aiguilles d'une montre se propage dans la fibre optique 36 avant d'atteindre le coupleur 32. L'onde de sens contraire à celui des aiguilles d'une montre parcourt la fibre optique 36, le modulateur de phase 38, la bobine détectrice 34 et un tronçon de la fibre optique 24 avant d'atteindre de nouveau la fibre optique 36. En parcourant la bobine détectrice 34, les ondes dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens contraire acquièrent une différence de phase qui dépend de la vitesse de rotation de la bobine détectrice 34 autour de son axe sensible. Le coupleur 32 renvoie une partie de l'onde dans le sens des aiguilles d'une montre de la fibre optique 36 dans la fibre optique 24. La partie de l'onde en sens contraire de celui des aiguilles d'une montre, restant dans la fibre optique 24, se combine à l'onde dans le sens des aiguilles d'une montre, couplée transversalement, pour former un diagramme d'interférence. Ce diagramme d'inter- ference contient l'information qui est traitée pour déterminer la vitesse de rotation de la bobine détectrice 34. Les ondes combinées reviennent ensuite en se propageant le long de la fibre optique 24 jusqu'au polariseur 30 qui assure que le signal optique à traiter pour déterminer la vitesse de rotation possède la même polarisation que la lumière qui a été appliquée en entrée à la bobine détectrice 34. Ces polarisations doivent être identiques pour minimiser les erreurs systématiques et les fluctuations du facteur d'échelle. Le signal de sortie du polariseur 30 atteint ensuite le coupleur optique 26, qui fait passer par couplage une partie du signal dans la fibre optique 28. Puis le signal atteint un photodétecteur 40 qui convertit le diagramme d'interférence optique en un signal électri- que. Le signal de sortie du photodétecteur 40 est introduit dans un démodulateur 42 qui démodule le signal du photo- détecteur au moyen d'un signal de référence reçu d'un générateur 44 de référence de modulation. Le démodulateur 42 applique un signal de sortie à un amplificateur 46. Le caractère A de référence indique l'entrée de l'amplifica- teur 46 et le caractère B de référence indique la sortie de l'amplificateur 46. Le signal de sortie de l'amplificateur 46 est appliqué en entrée à un générateur 48 de rampe qui produit des signaux transmis à un compteur 50 pour déterminer la vitesse de rotation. Le signal de sortie du générateur de - rampe 48 est également appliqué en entrée à un circuit de sommation 52 qui réalise une sommation de la tension en rampe provenant du générateur 48 de rampe et du signal de sortie du générateur 44 de référence de modulation. Le signal de somme provenant du circuit 52 de sommation constitue la tension d'attaque pour le modulateur de phase 38. La technique de traitement de signaux selon la présente invention consiste à introduire un signal moyen périodique zéro soit à la borne d'entrée A, soit à la borne de sortie B de l'amplificateur 46. Un générateur 54 de signal périodique ayant des sorties connectées à un déclencheur du compteur 50 et au point A ou au point B produit le signal périodique. L'amplitude du signal périodique est suffisante pour amener la tension dans la boucle d'asservissement à être extérieure & l'intervalle dans lequel une instabilité apparaît. L'amplitude du signal périodique dépend selon qu'il est appliqué en entrée à la boucle avant ou après l'amplificateur 46. Le capteur 20 de rotation à fibre optique peut comprendre un filtre passe- haut 56 monté entre le générateur 54 de signal périodique et les points A ou B de la boucle de réaction pour assurer encore un signal moyen zéro. Le générateur 54 de signal périodique peut également produire un signal de synchronisation à la fin de chaque période du signal périodique moyen zéro. Le signal périodique peut être déterministe ou pseudo-aléatoire. Le signal de synchronisation commande le déclencheur du compteur 50 qui compte les impulsions sortant du capteur 20 de rotation à fibre optique afin d'assurer l'établissement à une moyenne exacte des impulsions supplémentaires provoquées par le générateur 54 de signal périodique et que seules les impulsions dues à une rotation du capteur 20 de rotation à fibre optique soient effectivement comptées. L'invention fonctionne de façon satisfaisante si le démodulateur 42 est un démodulateur à carré moyen zéro et si le signal périodique moyen zéro est injecté dans la boucle d'asservissement au point A ou au point B de la figure 1. On suppose que la bobine détectrice 34 est en rotation à une faible vitesse de rotation _-, ce qui a idéalement pour résultat Cr comptes nets par seconde sur les accès de sortie du générateur de rampe 48. On suppose en outre que la vitesse de rotation.eL est assez faible pour que le signal de la boucle d'asservissement oscille et que les comptes nets de sortie par seconde soient de zéro. En référence à la figure 2, une tension en onde carrée qui varie entre Vs et -Vs dans un temps T est appliquée en entrée au point B à la boucle d'asservissement. Il n'est pas nécessaire que l'amplitude et la période de l'onde carrée soient des quantités fixées, mais elles peuvent être modifiées de façon adaptative en fonction de la vitesse de rotation afin d'optimiser le comportement du capteur 20 de rotation à fibre optique en éliminant les instabilités de la boucle d'asservissement sur une large gamme dynamique. Si la tension Vs est assez grande pour que le courant de la boucle d'asservissement soit bien en dehors de la zone d'instabilité, le nombre net de comptes par seconde Cr durant la première moitié de l'onde carrée (c'est-à-dire durant la première période de temps T/2) est alors c = Cv + Ca (1) s ou Cv est le rythme de comptage dû à la tension Vs. Pour la seconde moitié de l'onde carrée, le compte net par seconde C2 est: C2 CV + CL (2) s o Cv est le rythme de comptage dû à la tension Vs. Il s est bien connu du spécialiste des capteurs de rotation à fibre optique et de la théorie de la servo-commande que -CV =C -V (3) s s En utilisant l'équation (3) dans l'équation (2), on obtient: C2 =CV + CIL (4) s Le compte net par seconde C sur la période de l'onde carrée est la moyenne de Cl et C2 donnés ci-dessus dans les équations (1) et (4) et est C1 + C2 C - (5) (Cv + C) + (-Cv + CA) _ s s(6 S S (6) 2CL (7) = c% (8) Par conséquent, le signal de sortie du capteur 20 de rotation à fibre optique indique correctement la vitesse de rotation de la bobine détectrice 34 même en présence d'instabilités de la boucle d'asservissement. Un coupleur directionnel de fibres optiques convenant à une utilisation dans des formes de réalisation à fibre monomode de l'invention est décrit dans le numéro du 28 mars 1980 de Electronics Letters, volume 18, N 18, pages 260-261 et dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 4 493 518. Les deux coupleurs optiques 26 et 32 peuvent être d'une structure sensiblement identique; par consé- quent, la description suivante du coupleur optique 26 peut être appliquée à tous les coupleurs optiques incorporés dans le système gyroscopique 20 à fibre optique double lorsque les fibres optiques 24, 28 -et 34 sont des fibres monomode. Dans des formes de réalisation en fibre multimode du capteur 20 de rotation à fibre optique, des coupleurs multimodes convenables (non représentés) sont bien connus dans la technique. Un type de coupleur multimode convenant pour former le capteur dans des applications multimodes est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 738 511. La limite entre le coeur et la gaine d'une fibre optique est une interface diélectrique à laquelle certaines conditions limites bien connues imposées aux composantes de champ doivent être satisfaites. Par exemple, la composante du champ électrique parallèle à l'interface doit être continue. Une fibre optique monomode propage une énergie électromagnétique ayant une composante de champ électrique perpendiculaire à l'interface coeur-gaine. Etant donné que le coeur de la fibre possède un indice de réfraction supérieur à celui de la gaine et que la lumière atteint l'interface sous des angles inférieurs ou égaux à l'angle critique, pratiquement la totalité du champ électrique reste dans le coeur par réflexion interne à l'interface. Pour satisfaire à la fois la continuité et la réflexion interne demandées, la composante radiale du champ électrique dans la gaine doit être une fonction exponen- tielle déclinant rapidement. Un champ électrique s'af- faiblissant de façon exponentielle est habituellement appelé le champ évanescent. Comme illustré sur la figure 3, le coupleur 26 comprend les fibres optiques 24 et 28 de la figure 1 montées dans deux substrats 50 et 52, respectivement. La fibre 24 est montée dans une gorge incurvée 54 formée dans une surface optiquement plane 58 du substrat 50. Similaire- ment, la fibre 28 est montée dans une gorge incurvée 56 formée dans une surface optiquement plane 60 du substrat 52. Le substrat 50 et la fibre 24 qu'il porte constituent un demi-coupleur 62, et le substrat 52 et la fibre 28 qu'il porte constituent un demi-coupleur 64. Les profondeurs des gorges 54 et 56 varient d'un minimum au centre des substrats 50 et 52, respective- ment, jusqu'à un maximum aux bords des substrats 50 et 52. La variation de profondeur des gorges permet aux fibres optiques 24 et 28, lorsqu'elles sont montées respectivement dans les gorges 54 et 56, de converger progressivement vers les centres et de diverger progressivement vers les bords des substrats 50 et 52, respectivement. Les gorges 54 et 56 peuvent être de section transversale rectangulaire; cependant, d'autres configurations de la section transver- sale, par exemple une forme en U ou une forme en V, peuvent être utilisées pour former le coupleur 26. En référence & la figure 3, aux centres des substrats 50 et 52, les profondeurs des gorges 54 et 56 sont inférieures au diamètre des fibres 24 et 28. De la matière des fibres optiques est enlevée de chacune des fibres 24 et 28 par tout procédé convenable, par exemple par rodage, pour former dans les fibres 24 et 28, respec- tivement, des surfaces planes 61 et 63 qui sont coplanaires avec les surfaces opposées 58 et 60 des substrats 50 et 52. Les surfaces ovales sont juxtaposées face à face pour former une zone d'interaction 66 o le champ évanescent de la lumière propagée par chacune des fibres 24 et 28 interagit avec l'autre fibre. De la lumière est transférée entre les fibres 24 et 28 par un couplage par champ évanescent dans la zone d'interaction 66. La fibre optique 24 comprend un coeur central 68 entouré d'une gaine 70. La fibre 28 comporte un coeur 72 et une gaine 74 qui sont sensiblement identiques au coeur 68 et à la gaine 70, respectivement. Le coeur 68 possède un indice de réfraction qui est supérieur à celui de la gaine 70, et le diamètre du coeur 68 est tel que la lumière se propageant dans le coeur 68 est soumise à des réflexions internes à l'interface coeur-gaine. La plus grande partie de l'énergie optique guidée par la fibre optique 24 est confinée à son coeur 68. Cependant, une solution des équations des ondes pour la fibre 68 et l'application des conditions limites bien connues montrent que la distribution d'énergie, bien que se trouvant principalement dans le coeur68, comprend une partie qui s'étend dans la gaine et qui s'affaiblit exponentiellement avec l'augmentation du rayon & partir du centre de la fibre. La partie s'affaiblissant exponentiellement de la distribution d'énergie à l'intérieur de la fibre 68 est généralement appelée le champ évanescent. Si le champ évanescent de l'énergie optique initialement propagé par la fibre 24 s'étend sur une distance suffisante dans la fibre 28, de l'énergie passe par couplage de la fibre 24 dans la fibre 28. Le champ évanescent pénètre sur une courte distance dans la gaine et son amplitude décroît rapidement avec la distance vers l'extérieur du coeur de la fibre. Par conséquent, il faut enlever suffisamment de matière de la fibre optique pour permettre aux champs évanescents des ondes propagées par les deux fibres 24 et 28 de se chevaucher. Si l'on enlève trop peu de matière, les coeurs ne sont pas suffisamment proches pour permettre aux champs évanescents de provoquer l'interaction souhaitée des ondes guidées et, par conséquent, il en résulte un couplage insuffisant. En référence aux figures 4 à 6, le modulateur 38 de phase comprend deux électrodes 100 et 102 formées sur un substrat 104 en niobate de lithium. Un guide d'ondes optique 106 est formé dans le substrat 104 par dépôt d'une bande de titane (non représentée) sur ce substrat, puis chauffage du titane pour le faire pénétrer dans le substrat. Les électrodes 100 et 102 peuvent être sur des côtés opposés du guide d'ondes 106 comme montré sur les figures 5 à 7, ou bien l'une des électrodes peut être formée directement sur le guide d'ondes 106, l'autre électrode en étant écartée latéralement. Comme montré sur la figure 6, le champ électrique est principalement horizontal dans le guide d'ondes 106. Ce dernier possède un indice de réfraction n = no + n1 (E), o no est une composante constante de l'indice de réfraction et n1 (E) est une fonction du champ électrique appliqué E. Etant donné que le champ électrique dans le guide d'ondes 106 est essentiellement dans la direction horizontale comme vu sur- la figure 6, seule la composante horizontale du champ affecte l'indice de réfraction. Des variations de l'indice de réfraction du guide d'ondes 106 font varier sa longueur optique effec- tive. Par conséquent, la commande du champ électrique constitue un moyen pour commander le temps demandé à une onde lumineuse pour parcourir le guide d'ondes 106. Cette variation du temps de parcours peut être considérée comme étant une variation de la phase de l'onde. Etant donné que le modulateur de phase 38 module la phase de signaux polarisés suivant l'axe principal du cristal asymétrique- ment dans le guide d'ondes 106, seules les ondes polarisées suivant un axe principal du guide d'ondes 106 peuvent entrer dans le modulateur de phase 38. En décrivant les ondes qui se propagent dans une fibre optique, il est commode de se référer à la direction des champs électrique et magnétique par rapport à la direction de propagation de l'onde. La direction du vecteur champ électrique dans une onde électromagnétique est la polarisation de l'onde. Dans de nombreux appareils de détection de rotation à fibre optique, il est souhai- table d'utiliser une lumière ayant un état de polarisation connu en des points choisis, car le signal de sortie de certains composants dépend de la polarisation. Par conséquent, la connaissance de la polarisation à l'entrée de tels composants minimise les erreurs. Dans un appareil de détection de rotation à fibre optique du type polarisé, la qualité du polariseur détermine les erreurs de dérive dues à des variations de la polarisation. Le polariseur 30 montré sur la figure 1 peut être essentiellement identique au-polariseur décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 386 822. Un autre polariseur qui peut être utilisé dans la présente invention est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 725 113. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 729 622 décrit un polariseur de fibre optique dans lequel un signal d'erreur est renvoyé par réaction dans un dispositif de commande de polarisation qui peut être utilisé dans la présente invention. Ce système est brièvement décrit ci-dessous. En référence à la figure 7, le polariseur 30 peut comprendre un demicoupleur 160 qui comporte un substrat 162, avantageusement formé d'un bloc de quartz, dans lequel est ménagée une gorge incurvée 164. Une longueur de fibre optique 24 est fixée dans la gorge 164. Une partie du substrat 162 et de la fibre optique est meulée et polie pour former des surfaces coplanaires 165 et sur le substrat 162 et la fibre optique 24, respective- ment. L'opération de meulage et de polissage enlève une partie de la gaine de la fibre optique 24 pour former une zone d'interaction 166. Un cristal biréfringent 168, présentant une surface optiquement plane 167, est monté sur la surface 170 du substrat 160. Dans la zone d'interaction 166, le champ évanescent de la lumière se propageant dans la fibre 24 interagit avec le cristal biréfringent 168. Si la fibre 24 est une fibre monomode, les seuls modes propagés sont alors ceux dans lesquels les directions des champs électrique et magnétique sont approximativement perpendiculaires à la direction de propagation de l'onde dans la fibre 24. Un vecteur de polarisation est perpendiculaire à la surface 165 et l'autre vecteur de polarisation est contenu dans le plan de la surface 165. Le cristal 168 est disposé de manière que, pour la lumière polarisée perpendiculairement à l'interface cristal-fibre, l'indice de réfraction du cristal 168 soit inférieur à celui de la fibre 24. Par conséquent, la lumière se propageant dans la fibre optique 24, avec une polarisation perpendiculaire à l'interface cristal-fibre, reste dans la fibre optique 24 en raison des réflexions internes totales à l'interface cristal-fibre. L'indice de réfraction du cristal 168, pour des polarisations paral- lèles à l'interface cristal-fibre, est choisi de façon à être supérieur à l'indice de réfraction de la fibre optique 24 afin que de la lumière polarisée parallèlement à l'interface cristal-fibre passe par couplage de la fibre optique 24 dans le cristal biréfringent 168. En référence à la figure 7, si de la lumière arrive de la gauche, l'énergie rayonnée de la composante de polarisation parallèle de l'onde passe à travers le cristal 168. Une partie de l'énergie rayonnée atteint un photodé- tecteur 180 qui produit en sortie un courant électrique en réponse à l'intensité optique qui lui est incidente. Un circuit électronique 182 de commande traite le signal de sortie du photodétecteur et fournit des signaux de commande a un dispositif 190 de commande de polarisation de fibre optique, qui règle la polarisation appliquée à l'entrée du polariseur 30 pour minimiser le signal de commande. Le débit optique du polariseur 30 possède donc essentiellement une polarisation prédéterminée unique à une intensité constante. Le dispositif 54 de commande de polarisation comprend avantageusement plusieurs compresseurs 192-194 de fibre connectés au circuit de commande 182. Les compres- seurs 192-194 de fibre sont avantageusement d'une structure identique. Des compresseurs de fibre convenables sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 753 507. Chacun des compresseurs de fibre 192194 peut comprendre un actionneur piézo-électrique (non représenté) qui réagit à des tensions provenant du circuit de commande 182 en modifiant la force de compression exercée sur une fibre 244 à partir d'une précharge. Les compresseurs de fibre 192 et 194 sont avantageusement alignés de façon que les contraintes qu'ils produisent soient alignées de manière à être parallèles entre elles et perpendiculaires à la fibre 24. Le compresseur de fibre 193 est disposé entre les compresseurs de fibre 192 et 194. Le compresseur 193 applique une contrainte qui est perpendiculaire à la fibre 24 et qui forme également un angle de 45 degrés avec les contraintes produites par les compresseurs de fibre 192 et 194. La fibre optique 24 est un milieu biréfringent, ce qui signifie que l'indice de réfraction dépend de la polarisation. L'amplitude de la biréfringence est utilisée ici pour désigner la différence entre les deux indices de réfraction d'un milieu qui guide une onde lumineuse. Un réglage de l'amplitude de la biréfringence permet de maîtriser la polarisation d'un signal lumineux sortant d'une longueur de matière pour fibre optique. L'application d'une force de compression à une longueur de fibre optique 24 suivant un axe transversal à celle-ci modifie les indices de réfraction du fait de l'effet photoélastique, ce qui a pour résultat une biréfringence induite par con- trainte. En général, il faut trois compresseurs de fibre pour convertir une polarisation arbitraire en une polarisa- tion prédéterminée. En cas d'absence de biréfringence notable dans la longueur de fibre 24 entre des compresseurs de fibre adjacents 192-194, deux compresseurs de fibre, seulement, sont alors nécessaires pour commander la polarisation de la lumière appliquée en entrée au polari- seur 30. Le polariseur 30 est capable de produire un signal de sortie ayant une polarisation prédéterminée dans des ondes se propageant en sens contraires dans la fibre 24. Si une lumière de polarisation mélangée atteint le polariseur 30 à partir de la droite, la polarisation indésirée sort alors par rayonnement de la fibre 24, tandis que la polarisation désirée y reste. Un second photodétec- teur 200 produit un signal électrique représentatif de l'intensité de la polarisation rayonnée. Un second circuit 202 de commande traite le signal de sortie du photodétec- teur 200 et fournit des signaux de commande à plusieurs compresseurs 204206 de fibre qui sont essentiellement identiques aux compresseurs 192-194 de fibre décrits ci- dessus. Le polariseur 30 génère des signaux d'erreurs à partir de deux ondes de propageant en sens contraires dans la même zone de la fibre 24, de manière que tous les signaux optiques émanant du polariseur 30 aient la même polarisation et la même intensité. La figure 8 montre un autre type de polariseur qui peut être utilisé dans la présente invention et qui comprend une couche-tampon diélectrique 210 placée à proximité immédiate du demi-coupleur 160 au lieu du cristal 168. Une mince couche métallique 212 est placée sur la couche-tampon 210. La polarisation indésirée passe par couplage depuis la fibre dans la couche métallique 212. Au lieu du modulateur de phase 38, un décaleur de fréquence optique peut être incorporé dans le capteur 20 de rotation à fibre optique pour moduler les ondes se propageant en sens contraires. Le brevet des Etats- Unis d'Amérique N 4 729 620 décrit un décaleur de fréquence à fibre optique qui peut être utilisé dans la présente invention. Le décaleur de fréquence acousto-optique décrit par Risk et collaborateurs, "Singlesideband frequency shifting in birefringent optical fiber", SPIE, volume 478 Fiber Optic and Laser Sensors II, 1984, pages 91-97, peut également être utilisé dans la présente invention. Un décalage de fréquence optique utilisant une cellule de Bragg peut également être utilisé pour moduler les ondes se propageant en sens contraires. La figure 13 représente une lumière d'entrée à polarisation circulaire, arrivant sur une lame demi-onde 260 qui tourne à une fréquence angulaire f. La lumière d'entrée possède une fréquence angulaire fo. L'onde d'entrée se déplace dans le sens positif z et possède des vecteurs polarisation d'amplitude égale suivant les axes x et y. Les vecteurs polarisation sont déphasés de 90 . Par conséquent, le vecteur polarisation semble tourner à une vitesse angulaire fo autour de l'axe z dans le sens des aiguilles d'une montre, lorsqu'il est considéré en regardant dans le sens de propagation. La lame demi-onde 260 tourne dans le même sens que le vecteur polarisation, de manière que l'onde de sortie soit décalée pour passer de la fréquence d'entrée fo à une fréquence fo + 2f. La figure 14 représente graphiquement les fréquences possibles en sortie du décaleur de fréquence. Si la fréquence d'entrée est fo, une rotation de la lame demi- onde à une fréquence f dans le sens du faisceau d'entrée produit alors une fréquence de sortie fo + 2f. Une rotation de la lame demi-onde 260 à la fréquence f en sens opposé à celui de la polarisation de l'onde d'entrée produit une onde de sortie ayant une fréquence fo - 2f. Un réglage de la fréquence de rotation f permet à la lame quart d'onde d'avoir une fréquence de sortie dans une plage fo 2fmax, o fmax est la fréquence maximale de rotation de la lame demi-onde 260. En référence à la figure 9, un décaleur de fréquence 270 peut être formé de façon à comprendre une cellule de Bragg 272. Une technique convenable de décalage de fréquence peut également comprendre un décaleur de fréquence en dents de scie comme montré sur les figures 10 à 12 ou bien un décaleur de fréquence acousto-optique comme montré sur les figures 15 et 16. En référence à la figure 9, la cellule de Bragg 272 comprend une plaque de verre 274 attaquée par un transducteur acoustique 276 qui émet des ondes acoustiques dans la plaque de verre 274. L'application de signaux de modulation de fréquence cnm au transducteur acoustique 276 commande la fréquence des ondes acoustiques dans la plaque de verre 274. Les fronts d'ondes acoustiques dans la plaque de verre 274 fonctionnent à la manière d'un réseau de diffraction en mouvement, qui transmet une première partie 278 du faisceau optique incident et réfléchit une seconde partie 280. Si le signal optique possède une fréquence co, la partie 280 du faisceau réfléchie par la cellule de Bragg 272 possède une fréquence c0o + âm, et la partie transmise du faisceau possède la fréquence initiale uo. Dans une cellule de Bragg habituelle, environ 60 % à 70 % de l'énergie optique incidente sont réfléchis et décalés en fréquence. La cellule de Bragg effectue un décalage de fréquence optique en faisant passer un signal optique à travers un cristal électro-optique ayant un axe en trois parties, et en appliquant un champ électrique tournant au cristal. Pour être décalé en fréquence, le faisceau optique est de préférence polarisé circulairement et dirigé le long de l'axe en trois parties du cristal. En l'absence d'application d'un champ,- le cristal ne présente aucune biréfringence et le faisceau émergent n'est pas affecté. Lorsque le champ appliqué possède l'amplitude de demi-onde propre et tourne dans un plan normal à l'axe triple, le cristal fonctionne à la manière d'une lame demi-onde tournante. La fréquence optique du faisceau émergent est décalée et le sens de la polarité de ce faisceau est inversé. Le décalage de fréquence est égal au double de la vitesse de rotation du champ appliqué. Etant donné qu'un champ appliqué tournant uniformément a pour résultat idéal une nouvelle fréquence unique dans le faisceau de sortie, les décaleurs de fréquence à champ tournant sont souvent appelés modulateurs à bande latérale unique et suppression de l'onde porteuse. Comme montré sur la figure 9, la cellule de Bragg 272 reçoit un signal d'entrée provenant d'un amplificateur 281 qui amplifie le signal de modulation. La sortie de l'amplificateur 281 est sous la commande de deux oscillateurs 282 et 284 qui produisent des signaux électriques de fréquences v1 et -2- Les signaux de sortie des oscillateurs 282 et 284 sont appliqués à un commutateur 286 qui applique sélectivement à l'entrée de l'amplifica- teur 281 l'un des signaux de la fréquence v&1 ou o 2. En référence aux figures 10 et 11, la technique de décalage de fréquence en dents de scie fait appel à un déphaseur optique linéaire attaqué par un signal en rampe. Ce signal en rampe produit un déphasage variant linéaire- ment avec le temps, qui est essentiellement un décalage de fréquence pendant la durée de la rampe. La fréquence optique produite est déterminée par le rythme de variation temporelle de la rampe et le facteur d'échelle du dépha- seur. La figure 10 illustre graphiquement une tension en rampe qui croît linéairement avec le temps, à un rythme de K v/s. La figure 11 illustre graphiquement la phase d'un signal optique de sortie d'un modulateur attaqué par la tension en rampe de la figure 10. Le rythme de variation temporelle de la phase est le décalage de fréquence. En référence à la figure 11, le décalage de fréquence est donc de(t)/dt = KC, o C est le facteur d'échelle du modulateur. Un exemple de procédé pour la mise en oeuvre de la technique de décalage de fréquence en dents de scie est décrit ci-dessous en référence à la figure 12. Un exemple d'un type de dispositif 319 de décalage de fréquence en dents de scie est montré sur la figure 12. Des signaux optiques provenant du laser 22 de la figure 1 sont appliqués en entrée d'une matière électro- optiquement active 320 qui peut être du niobate de lithium. L'application d'une tension provenant d'une source 322 de tension à la matière électro-optiquement active 320 modifie la phase de signaux optiques se propageant dans cette matière. L'amplitude du changement de phase peut être commandée par un réglage de la tension V provenant de la source de tension 322, laquelle tension est appliquée à la matière électro-optiquement active 320. Un autre type de décaleur 350 de fréquence qui peut être utilisé dans la présente invention est montré sur les figures 15 et 16. Le décaleur 350 de fréquence comprend une longueur de fibre optique 351 retenue entre un bloc 352 formé d'une matière telle que de l'aluminium, et un bloc 354 formé d'une matière telle que du quartz fondu. La fibre optique 351 est avantageusement formée de façon à propager une énergie électromagnétique monomode dans la bande de fréquence optique. Le bloc de quartz 354 est avantageuse- ment formé de façon à avoir une configuration en coin afin qu'une première surface 358 du bloc soit en contact avec la fibre optique 351. Une seconde surface 360 du bloc 358 est orientée de façon à former un angle avec l'axe longitudinal de la fibre 351. Le bloc d'aluminium 352 peut être de toute forme souhaitée et est représenté comme ayant une section transversale rectangulaire, uniquement pour faciliter l'illustration. Une couche métallique 362, comprenant, par exemple, un alliage Cr-Au, est formée sur la surface, et un transducteur 364, formé de PZT, par exemple, est monté sur la couche métallique. Le transducteur en PZT peut comporter une couche métallique en alliage Cr-Au formée sur une surface qui est tournée à l'écart de la surface du bloc de quartz. Le transducteur peut être attaqué par un oscil- * lateur convenable pour émettre une onde acoustique dans la fibre. La fibre, qui est une fibre monomode, supporte deux polarisations orthogonales du mode unique de propaga- tion. Il y a deux polarisations car la fibre est biréfrin- gente, ayant des indices de réfraction différents pour des directions différentes du champ électrique dans la fibre. Les deux polarisations ne sont normalement pas couplées, de telle sorte qu'il n'y a aucun transfert d'énergie d'une polarisation à l'autre. Un diagramme de contrainte spatialement périodique imposée à la fibre induit un couplage entre les deux polarisations, entraînant un transfert de puissance entre elles. Le transfert de puissance est cumulatif uniquement si la période spatiale du diagramme de contrainte est égale à la longueur de battement de la fibre. La longueur de battement de la fibre optique est LB = A/A n, o A n est la différence entre les indices de réfraction pour les deux polarisations et X est la longueur d'onde optique. Un diagramme de contraintes est le plus efficace en provoquant un couplage des deux polarisations lorsque la contrainte est dirigée à degrés par rapport aux axes principaux de biréfringence. Le transducteur forme un diagramme de con- trainte en mouvement dans la fibre au moyen de l'onde acoustique progressive. Si le diagramme de contrainte se déplace le long de la fibre, la lumière passant par couplage d'une polarisation à l'autre est décalée en fréquence d'une quantité égale à la fréquence du diagramme de contrainte en mouvement en raison du mouvement de la zone de couplage. Pour faciliter la description, l'une des polarisations est qualifiée de "lente" et l'autre polarisa- tion est qualifiée de "rapide". La vitesse d'une onde lumineuse dans un milieu diélectrique est la vitesse de la lumière dans le vide, divisée par l'indice de réfraction du diélectrique, soit v = c/n. On peut donc voir que dans un milieu biréfringent, la polarisation pour laquelle l'indice de réfraction est le plus grand est l'onde lente, et la polarisation pour laquelle l'indice de réfraction est le plus faible est l'onde rapide. En référence à la figure 15, les lignes 366 représentent un front d'onde acoustique plan de longueur d'onde a, incident sur la fibre. Une concordance de phase apparait lorsque la composante de ja longueur de battement LB dans la direction de propagation de l'onde acoustique est égale à la longueur d'onde acoustique A. Par conséquent, d'après la figure 17, on voit que LB sin e = À a- En utilisant une relation bien connue entre la vitesse de l'onde, la fréquence et la longueur d'onde pour éliminer la longueur d'onde acoustique de l'équation précédente, on obtient la fréquence acoustique V f =, o v est la vitesse de l'onde acoustique dans LB sin e la fibre. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil et au procédé décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de détection de rotation à fibre optique qui produit un signal représentatif de la dif- férence de phase entre deux ondes se propageant en sens contraires dans une bobine détectrice (34) à fibre optique (24) pour mesurer la vitesse de rotation de la bobine détectrice, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (38) destinés à moduler avec un signal de référence les ondes se propageant en sens contraires, des moyens (42) destinés à démoduler avec le signal de référence le signal électrique représentatif de la différence de phase entre les deux ondes se propageant en sens contraires, des moyens destines à former un circuit de réaction pour amener un signal de réaction des moyens de démodulation aux moyens de modulation, le circuit de réaction comprenant des moyens générateurs (48) destinés à attaquer les moyens de modulation pour annuler la différence de phase entre les ondes se propageant en sens contraires, des moyens destinés à ajuster le signal de réaction pour en prévenir l'ins- tabilité, et des moyens destinés à traiter les signaux de sortie des moyens générateurs pour déterminer la vitesse de rotation de la boucle détectrice. 2. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens de modulation des ondes se propageant en sens contraires comprennent un modulateur (38) de phase connecté à la bobine détectrice à fibre optique et des moyens destinés à appliquer le signal de référence au modulateur de phase. 3. Appareil selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'il comporte en outre un circuit (52) de sommation ayant une première entrée connectée à un générateur (44) de signal de référence afin d'en recevoir le signal de référence, une seconde entrée connectée aux moyens générateurs (48) et une sortie connectée au modulateur de phase afin que celui-ci soit attaqué par un signal constitué de la somme du signal de référence et du signal de sortie des moyens générateurs. 4. Appareil selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les moyens destinés à ajuster le signal de réaction pour en prévenir l'instabilité comprennent des moyens (54) destinés à appliquer un signal périodique ayant une valeur moyenne nulle à l'entrée des moyens générateurs. 5. Appareil selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les moyens destinés à ajuster le signal de réaction pour en prévenir l'instabilité comprennent des moyens (54) destinés à appliquer un signal pseudo-aléatoire ayant une valeur moyenne nulle à l'entrée des moyens générateurs. 6. Procédé pour traiter des signaux représen- tatifs de la différence de phase entre deux ondes se propageant en sens contraires dans une bobine détectrice (34) à fibre optique (24) qui est incorporée dans un appareil (20) de détection de rotation à fibre optique afin de déterminer la vitesse de rotation de la bobine détec- trice, caractérisé par les étapes qui consistent à moduler avec un signal de référence les ondes se propageant en sens contraires, à démoduler avec le signal de référence le signal électrique représentatif de la différence de phase entre deux ondes se propageant en sens contraires, à former un circuit de réaction pour faire passer un signal de réaction des moyens de démodulation aux moyens de modula- tion en attaquant les moyens de modulation à l'aide de moyens générateurs (48) afin d'annuler la différence de phase entre les ondes se propageant en sens contraires et en ajustant le 'signal de réaction pour en prévenir l'insta- bilité, et en traitant des signaux de sortie des moyens générateurs afin de déterminer la vitesse de rotation de la boucle détectrice. 7. Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce que l'étape de modulation des ondes se propageant en sens contraires consiste à connecter un modulateur (38) de phase à la bobine détectrice à fibre optique et à appliquer le signal de référence au modulateur de phase. 8. Procédé selon la revendication 7, carac- térisé en ce qu'il comporte en outre les étapes qui consistent à connecter une première entrée d'un circuit (52) de sommation à un générateur (44) de signal de référence pour en recevoir le signal de référence, à connecter une seconde entrée du circuit de sommation aux moyens générateurs (48), et à connecter une sortie du circuit de sommation au modulateur de phase afin que ce dernier soit attaqué par un signal constitué de la somme du signal de référence et du signal de sortie des moyens générateurs. 9. Procédé selon la revendication 8, carac- térisé en ce que l'étape consistant à ajuster le signal de réaction pour en prévenir l'instabilité consiste à appliquer un signal périodique ayant une valeur moyenne nulle à l'entrée des moyens générateurs. 10. Procédé selon la revendication 8, carac- térisé en ce que l'étape consistant à ajuster le signal de réaction pour en prévenir l'instabilité consiste à appliquer un signal pseudo-aléatoire ayant une valeur moyenne nulle à l'entrée des moyens générateurs.