Brevet FR2769710A1 — publié le 19990416

Appareil de mesure de longueur d'onde pour impulsions lasers courtes L'invention concerne un appareil de mesure de longueur d'onde pour impulsions lasers courtes de lumière dispersée à bande étroite de faible intensité -par exemple d'un télémètre à laser-, un champ visuel déterminé étant surveillé de manière simultanée par une optique addition- nelle. Dans l'état actuel de la technique, tous les filtres variables de Fabry et Perot, les filtres dégradés d'interférence, les monochromateurs etc., à un instant donné ne peuvent recevoir qu'une longueur d'onde et la probabilité de détection d'impulsions isolées de courte durée sans une synchronisation temporelle est très faible. Les spectromètres à rangées de diodes à mesure simultanée tra- vaillent avec une intégration sur la puce du signal de mesure; avec les temps de mesure importants comparés aux impulsions de l'ordre de la nanoseconde, le signal de fond pose des problèmes, son bruit couvrant la faible intensité des impulsions à mesurer. De plus il est difficile avec les faibles dimensions de pixel habituelles d'avoir simultanément un champ visuel suffisamment grand et une grande pupille d'entrée, car ceci mène à par des exigences diamétralement opposées en ce qui concerne la focale. La présente invention a donc pour but de réaliser un appareil de mesure du type indiqué en introduction qui rende possible et assure la mesure de la longueur d'onde de la lumière diffusée à bande étroite, pro- duite par des impulsions lasers courtes - par exemple par des télémètres à laser. Ce but est atteint par le fait que l'on divise dans l'espace la lumière incidente et on la répartit sur un certain nombre de canaux de mesure, ces canaux de mesure présentant des sensibilités différentes les unes des autres sur le plan spectral qui sont produites par des filtres spec- traux disposés sur la marches des rayons d'une optique convergente ou par des détecteurs différents et la longueur d'onde de la lumière incidente étant déterminée par calcul à partir des valeurs de mesure des différents canaux. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention on uti- lise comme optique convergente une optique à miroirs ou une optique à lentilles. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention une optique de focalisation et un détecteur adapté sont associés à chaque canal de mesure de sensibilité différente sur le plan spectral produit par le filtre spectral ou les filtres spectraux. Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est décrit de manière détaillée dans ce qui suit à l'aide d'un exemple de réalisation en faisant référence aux dessins. Ceux-ci montrent: figure 1, l'agencement de principe d'un exemple de réalisation d'un diviseur de faisceau avec deux détecteur dans une représentation schématique et, figure 2, un diagramme se rapportant à une courbe de transmis- sion d'un filtre spectral. Il est décrit ci-après un exemple de réalisation d'un appareil de mesure de longueur d'onde pour des impulsions de lumière à bande étroite, telles qu'elles existent par exemple dans la lumière diffusée produite par des télémètres à laser. Les données de situation sont d'une part une courte durée d'impulsion et une très faible intensité. La durée d'impulsion est typiquement de l'ordre de la nanoseconde. Par ailleurs, l'instant de déclen- chement de l'impulsion et la direction exacte ne sont pas connus et de ce fait toutes les longueurs d'ondes dans la bande spectrale intéressante doi- vent être surveillées en même temps et un certain champ visuel doit être surveillé à l'aide d'une optique additionnelle adaptée. L'idée générale de l'invention prévoit ainsi de diviser dans l'espace l'impulsion de lumière incidente et de la répartir sur un certain nombre de canaux de mesure - sur au moins deux canaux de mesure -. Ces canaux de mesure se caractérisent par des sensibilités différentes sur le plan spectral et les courbes de sensibilité en fonction de la longueur d'onde sont supposées croissantes monotones ou décroissantes monoto- nes, de manière idéale linéaires. A partir des valeurs de mesure des différents canaux on peut déterminer de manière claire par le calcul, tout au moins par formation du quotient, la longueur d'onde de la lumière incidente. Les courbes de sensi- bilité spectrale adaptées sont construites à l'aide de différents filtres spec- traux et de différents détecteurs. Un exemple de réalisation de l'appareil de mesure de longueur d'onde mentionné plus haut est représenté de manière schématique à la figure 1 et montre un objectif convergent formé de miroirs ou de lentilles sur l'axe de convergence duquel est disposé un filtre spectral qui divise le faisceau concentré en fonction de la longueur d'onde en deux faisceaux partiels ST1 et ST2 qui sont déviés par des optiques de focalisation FO1 et FO2 sur les détecteurs 1 et 2 associés auxdites optiques de focalisation. Le diagramme de la figure 2 montre un exemple d'une courbe de transmission avantageuse du filtre spectral utilisé. On constate qu'en fonction des longueurs d'onde, les détecteurs voient des intensités de signal différentes les unes par rapport aux autres. Le signal Il du détecteur 1 est Il = T * I0 et le signal I2 du détecteur 2 est 12 = R * 10. La longueur d'onde 3 est donnée par exemple par 11/12 = T/R (\) indépendamment de l'intensité I0 de la lumière incidente. Grâce aux dispositions proposées, qui n'étaient pas connues jusqu'à présent dans l'état de la technique, il est désormais possible de déterminer de manière étonnamment simple la longueur d'onde de lumière dispersée à bande étroite d'impulsions laser courtes. REVENDICATIONS 1. Appareil de mesure de longueur d'onde pour des impulsions laser courtes de lumière dispersée à bande étroite de faible intensité - par exemple d'un télémètre à laser-, un champ visuel déterminé étant sur- veillé de manière simultanée par une optique additionnelle, caractérisé par le fait que la lumière incidente est divisée dans l'espace et répartie sur un certain nombre de canaux de mesure, ces canaux de mesure présentant des sensibilités différentes les unes des autres sur le plan spectral qui sont produites par des filtres spectraux disposés sur la marches des rayons d'une optique convergente ou par des détecteurs différents et la longueur d'onde de la lumière incidente étant déterminée par calcul à partir des valeurs de mesure des différents canaux. 2. Appareil de mesure de longueur d'onde selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise comme optique convergente une optique à miroirs ou une optique à lentilles. 3. Appareil de mesure de longueur d'onde selon la revendication i ou 2, caractérisé par le fait qu'une optique de focalisation et un détecteur adapté sont associés à chaque canal de mesure de sensibilité différente sur le plan spectral produit par le filtre spectral ou les filtres spectraux.