Brevet FR2681151A1 — publié le 19930312

GENERATEUR D'IMPULSIONS LUMINEUSES DE FORTE PUISSANCE CONTEXTE DE L'INVENTION 1 Domaine de l'invention La présente invention est relative à un dispositif générateur d'impulsions lumineuses et, plus particulière- ment, à un dispositif générateur d'impulsions lumineuses capable d'engendrer une impulsion lumineuse de forte puis- sance et de durée variable. 2 Description de la technique antérieure Une structure de dispositif générateur d'impulsions lumineuses est proposée par le demandeur dans la demande de brevet des E U A conjointement déposée N 910 198, déposée le 8 juillet 1992, revendiquant la priorité de la demande de brevet japonais n 3-197337 déposée le 12 juillet 1991, et est représentée sur la Fig 2 de la présente demande Sur cette figure, le repère 1 désigne une fibre optique, le repère 2 désigne une source de lumière pour pompage optique, le repère 3 désigne un coupleur optique, le repère 7 désigne un isolateur optique, le repère 5 désigne un commutateur optique, le repère 6 désigne un système de commande du commutateur optique et le repère 4 désigne un découpleur optique La fibre optique est dopée avec un élément choisi parmi les terres rares et est soumise à un pompage optique à l'aide de la source 2 de lumière pour pompage optique La lumière sortant de la source est appliquée à la borne 3 A d'entrée du coupleur; 3 pour acheminer la lumière issue de la source 2 jusqu'à la fibre optique 1 via l'isolateur optique 7 La lumière issue de la fibre optique 1 est appliquée au commutateur optique Le système de commande 6 du commutateur optique commande la fermeture du commutateur optique 5 pour faire passer la lumière jusqu'au découpleur optique 4 Dans le dispositif représenté sur la Fig 2, une boucle optique est formée par le coupleur optique 3, l'isolateur optique 7, la fibre optique 1, le commutateur optique 5, le découpleur optique 6 et sa borne 4 A de sortie reliée à la borne 3 B d'entrée du coupleur optique 3 Une impulsion lumineuse de forte puissance est engendrée dans cette boucle en fermant pendant peu de temps le commutateur optique 5, et l'impulsion lumineuse est extraite à la borne 4 B de sortie du découpleur optique. 3 Problème à résoudre Avec ce dispositif selon la technique antérieure, la durée de l'impulsion lumineuse peut être modifiée en commandant la durée de la fermeture du commutateur optique Cependant, avec l'allongement de la durée de fermeture du commutateur optique, une limite est atteinte o la durée de l'impulsion n'est plus allongée Afin d'allonger la durée de l'impulsion, la fibre optique 1 doit être remplacée par une autre pour être dopée par un élément choisi parmi les terres rares ayant des propriétés et une longueur différentes. Ainsi, la présente invention vise à réaliser un générateur d'impulsions lumineuses de forte puissance capable de modifier la durée de l'impulsion lumineuse sans remplacement de la fibre optique dopée avec une terre rare. 4 Résumé de l'invention La présente invention élimine le défaut de la technique antérieure grâce à un générateur d'impulsions lumineuses de forte puissance et à durée d'impulsions variable, qui comprend une source de lumière pour pompage optique, un premier coupleur optique ayant une première borne d'entrée qui reçoit la lumière issue d'une source de lumière et une seconde borne d'entrée, un isolateur optique recevant la lumière de sortie du premier coupleur optique, une fibre optique reliée à la sortie du premier coupleur optique, plusieurs cordons de fibres optiques de différentes longueurs, un premier commutateur optique pour relier sélectivement un des cordons de fibres optiques à la borne de sortie de ladite fibre optique, un second coupleur optique ayant des bornes de sortie qui reçoivent la lumière issue des cordons de fibres optiques, un découpleur optique ayant une première borne de sortie pour la sortie d'impulsions lumineuses de forte puissance et une seconde borne de sortie reliée à la seconde borne d'entrée du premier coupleur optique, un second commutateur optique pour relier la fibre optique au découpleur, et un système de commande de commutateur optique pour commander la fermeture du second commutateur. Une boucle optique est formée par ces éléments, commençant par le premier coupleur optique, puis comprenant l'isolateur, la fibre optique, le premier commutateur optique, certains des cordons optiques, le second commutateur optique, le découpleur optique, la seconde sortie du découpleur et revenant au premier coupleur optique La fermeture brève du second commutateur optique déclenche la production d'une impulsion lumineuse de forte puissance La durée de l'impulsion lumineuse peut être modifiée en sélectionnant un des cordons de fibres optiques pour modifier la longueur globale de la boucle optique, et une impulsion lumineuse d'une durée différente est ainsi extraite à la première borne de sortie du découpleur. Brève explication des dessins. La Fig 1 représente une forme préférée de réalisation du générateur d'impulsions lumineuses de forte puissance selon la présente invention; la Fig 2 représente un générateur d'impulsions lumi- neuses de forte puissance selon une demande antérieure conjointement déposée; la Fig 3 représente des formes d'ondes de sortie du second commutateur optique et de la sortie de lumière; et la Fig 4 est une vue agrandie de la forme d'onde 32 de la Fig 3. 6 Description détaillée de l'invention Une forme préférée de réalisation de générateur d'im- pulsions lumineuses de forte puissance selon la présente invention va maintenant être expliquée en référence aux figures 1, 3 et 4. Sur la Fig 1, le dispositif générateur d'impulsions lumineuses de forte puissance comprend une source 2 de lumière pour pompage optique, un premier coupleur optique 3 ayant une première borne 3 A d'entrée et une seconde borne 3 B d'entrée La seconde borne 3 B d'entrée doit former une boucle optique, comme évoqué plus loin La lumière issue de la source 2 de lumière pour pompage optique est appliquée à la première borne 3 A d'entrée La sortie du premier coupleur optique 3 est reliée à une fibre optique 1 par un isolateur intercalé 7 Une paire de cordons 9 a et 9 b de fibres optiques de différentes longueurs sont reliés sélectivement à l'extrémité de sortie de la fibre optique 1 par un premier commutateur optique 8 Un second coupleur optique 10 ayant des bornes d'entrée reliées aux bornes de sortie des cordons 9 a et 9 b de fibres optiques achemine la lumière issue de ceux-ci jusqu'à un second commutateur optique 5, qui est fermé et ouvert par un système de commande 6 du commutateur optique Le second commutateur 5 fait passer la lumière depuis d'un des cordons de fibres optiques jusqu'à un découpleur optique 4 ayant une première borne 4 B de sortie pour la sortie d'impulsions lumineuses de forte puissance et une seconde borne 4 A de sortie reliée à la seconde borne 3 B d'entrée du premier coupleur optique. On voit d'après la Fig 1 qu'une boucle optique est formée par le premier coupleur optique 3, l'isolateur 7, la fibre optique 1, le premier commutateur optique 8, un cordon choisi parmi les cordons 9 A et 9 B de fibres optiques, le second commutateur optique 5, le découpleur optique 4, la seconde sortie 4 A du découpleur 4 et la seconde borne 3 B d'entrée du premier coupleur optique 3. Ainsi, lorsque le second commutateur optique 5 est brièvement fermé, une impulsion lumineuse de forte puissance se forme dans la boucle, puis est appliquée à la seconde borne 4 B de sortie du découpleur 4 La durée de l'impulsion peut être en fonction de la durée de la fermeture du second commutateur optique 5, mais, comme indiqué plus haut, il y a une limitation Ainsi, selon la présente invention, le premier commutateur optique est actionné pour provoquer un basculement d'un cordon de fibres à l'autre afin de modifier la durée globale de la boucle optique. Lorsque le second commutateur optique 5 est brièvement fermé pendant que la fibre optique 1 est en régime de pompage, l'énergie excitée de la fibre optique subit une réinjection positive pour produire de ce fait une lumière de sortie à forte puissance d'oscillation La Fig 3 représente une forme d'onde 31 d'une sortie du système de commande 6 du commutateur ainsi qu'une forme d'onde 32 d'un signal de sortie obtenu à la première borne 4 B de sortie du découpleur optique 4 On voit d'après cette figure que le commutateur optique 5 est fermé lorsque le niveau de la sortie du système de commande est haut et ouvert lorsque le niveau de la sortie du système de commande est bas La forme d'onde 32 est un exemple de la lumière de sortie qui dépend du fonctionnement du second commutateur optique 5. La Fig 5 est une vue agrandie d'une partie de la forme d'onde 32 La puissance de la lumière est amplifiée par paliers, par réinjection positive, jusqu'à un maximum, et décroît par paliers avec une émission de l'énergie lumineuse depuis la fibre optique 1 La durée 41 de chaque palier est le temps nécessaire pour que la lumière parcoure toute la boucle optique et, en modifiant la longueur de la boucle, la durée 42 de l'impulsion est modifiée. A titre d'exemple, une fibre de verre en quartz présente une durée de circulation de lumière d'environ 5 ns par mètre et, si la longueur de la boucle est modifiée de 20 m, la durée 41 de chaque palier est modifiée de 100 ns. Il faut souligner qu'il devient possible de sélectionner plus de deux durées d'impulsions lumineuses en accroissant le nombre de pôles du premier commutateur optique 8, le nombre des cordons 9 de fibres optiques et de bornes d'entrée du coupleur optique 10. Ainsi qu'il apparaît clairement d'après ce qui précède, selon la présente invention, la durée d'une impulsion lumineuse de forte puissance peut être commandée en modifiant la longueur des cordons de fibres optiques sans remplacer la fibre optique par une autre ayant une propriété et/ou une longueur différente. Revendications: 1 Dispositif générateur d'impulsions lumineuses de forte puissance capable d'engendrer une impulsion lumineuse de forte puissance avec une durée d'impulsions variable, qui comprend une source ( 2) de lumière pour pompage optique, un premier coupleur optique ( 3) ayant une première borne d'entrée ( 3 A) recevant la lumière issue de la source de lumière et une seconde borne d'entrée ( 3 B), un isolateur optique ( 7) recevant la lumière de sortie du premier coupleur optique ( 3), une fibre optique ( 1) reliée à la sortie du premier coupleur optique ( 3), plusieurs cordons de fibres optiques ( 9 a, 9 b) de longueurs différentes, un premier commutateur optique ( 8) pour relier sélectivement un des cordons de fibres optiques ( 9 a, 9 b) à la borne-de sortie de ladite fibre optique ( 1), un second coupleur optique ( 10) ayant des bornes d'entrée recevant la lumière issue des cordons de fibres optiques ( 9 a, 9 b), un découpleur optique ( 4) ayant une première borne de sortie ( 4 B)pour la sortie d'impulsions lumineuses de forte puissance et une seconde borne de sortie ( 4 A) reliée à la seconde borne d'entrée ( 3 B) du premier coupleur optique ( 3), un second commutateur optique ( 5) pour relier la fibre optique au découpleur ( 4), et un système de commande ( 6) de commutateur optique ( 5) pour commander la fermeture du second commutateur ( 5). 2 Dispositif générateur d'impulsions lumineuses de forte puissance selon la revendication 1, dans lequel une boucle optique comprend le premier coupleur optique ( 3), l'isolateur ( 7), la fibre optique ( 1), le premier commutateur optique ( 8), celui des cordons optiques ( 9 a, 9 b) qui est sélectionné, le second commutateur optique ( 5), le découpleur optique ( 4), la seconde sortie ( 4 A) du découpleur et enfin le premier coupleur optique ( 3), grâce à quoi la brève fermeture du second commutateur optique ( 5) déclenche la génération d'une impulsion lumineuse de forte puissance. 3 Dispositif générateur d'impulsions lumineuses de forte puissance selon la revendication 1, dans lequel le premier commutateur optique ( 8) sert à relier sélectivement un des cordons de fibres optiques ( 9 a, 9 b) et, ainsi, une impulsion lumineuse d'une durée différente est extraite à la première borne de sortie ( 4 B) du découpleur ( 4). -