Brevet FR2828347A1 — publié le 20030207

image lAgArement dfocaNse du modulateuL La présente invention concerne un dispositif source laser accordable employé dans l'évaluation ou la fabrication des systèmes ou dispositifs de télécommunications optiques. On va expliquer, en liaison avec la figure 4, la configuration du dispositif source laser accordable de la technique antérieure. Sur la figure 4, la lumière émise par la partie source laser accordable 11 est fournie à l'extérieur du dispositif source laser accordable via le coupleur optique 18a, au titre du signal de sortie optique. De plus, la lumière dérivée par le coupleur optique 18a est dérivée par le coupleur optique 18b. Un signal de sortie dérivé est envoyé au dispositif 16 de mesure de longueur d'onde, lequel mesure la longueur d'onde en utilisant la variation périodique de l'énergie d'interférence produite sur la base de l'écart entre les longueurs des trajets optiques dans l'étalon, etc. L'autre signal de sortie dérivé est envoyé à la cellule à gaz 15 faisant fonction de référence pour l'étalonnage de longueur d'onde. De plus, les signaux de sortie ainsi détectés de la cellule à gaz faisant fonction de référence pour l'étalonnage de longueur d'onde et du dispositif 16 de mesure de longueur d'onde sont convertis en des signaux électriques, puis sont envoyés au circuit de commande 14, lequel est constitué par une unité centrale de traitement, ou CPU. De plus, le circuit de commande 14 commande la longueur d'onde de la lumière, laquelle est délivrée hors de la partie source laser accordable 11 via le circuit 12 d'entranement de moteur et le circuit 13 d'excitation de courant de diode laser, ou LD, en réponse au signal fixé à 2 5 pa rtir de la pa rtie 17 formant l'interface d'uti l isateu r. On va expliquer maintenant le détail de la partie source laser accordable 11 en se reportant à la figure 3. La figure 3 est une vue montrant la configuration détaillée de la partie source laser accordable 11. Cette configuration comporte le laser à semiconducteur (LD) 21, les lentilles 22a et 22b, le réseau de diffraction 23, le miroir 24 et le moteur 25. La lumière émise depuis le laser à semiconducteur 21 est conformée en un faisceau de lumière parallèle par la lentille 22a, puis entre dans le réseau de diffraction 23. Seule la lumière possédant la longueur d'onde qui a été imposée par la relation positionnelle entre le réseau de diffraction 23 et le miroir 24, dans la lumière arrivant dans le réseau de diffraction 23, peut étre renvoyée au laser à semiconducteur 21. De ce fait, une lumière qui possède la longueur d'onde particulière est délivrée par le laser à semiconducteur 21 via la lentille 22b. Si l'on fait varier la longueur de la cavité externe en amenant le moteur 25 à déplacer en rotation la position du miroir 21 par rapport au centre O de rotation, on peut modifier la longueur d'onde de ce faisceau lumineux de sortie. Dans ce cas, si le moteur 25 est simplement réglé sur une 1 0 position prédéte rm i née, u ne erreu r i nfi nitési ma le est parfois prod uite da ns la position de ce miroir 24. Par conséquent, comme représenté sur la figure 4, le signal de sortie détecté venant du dispositif de mesure de longueur d'onde 16 est renvoyé au circuit de commande 14 de façon que la commande soit exercée par actionnement du moteur 25 et fasse ainsi toujours correspondre la longueur d'onde mesurée avec la longueur d'onde prédéterminée. De plus, la longueur d'onde de la lumière produite par le laser à semiconducteur peut être commandée par ajustement du courant d'excitation du laser à semiconducteur. Par conséquent, on peut commander la longueur d'onde de la lumière en renvoyant en réaction le signal de sortie détecté du dispositif de mesure de longueur d'onde au circuit d'excitation du laser à semiconducteur. Comme décrit ci-dessus, le dispositif de mesure de longueur d'onde qui mesure la longueur d'onde en utilisant la variation périodique de l'énergie d'interférence sur la base de l'écart entre les longueurs des trajets optiques dans l'étalon, etc., est employé au titre de l'appareil de mesure de longueur d'onde du dispositif source laser accordable de la figure 4. Par conséquent, pour compenser la variation apparaissant dans l'écart entre les longueurs des trajets optiques du à la variation de la température amblante, il est prévu un dispositif de commande de température permettant de maintenir le dispositif de mesure de longueur d'onde à une température constante (commande de la température). De plus, la cellule à gaz 15 faisant fonction de référence pour l'étalonnage de longueur d'onde est placée dans le dispositif source laser accordable de la figure 4 et est utilisée pour étalonner le dispositif de mesure de longueur d'onde. Dans ce cas, la cellule à gaz 15 faisant fonction de référence pour l'étalonnage de la longueur d'onde de la figure 4 cherche la longueur d'onde prévalant en un point à partir des longueurs d'onde des raies absorbées déjà connues, au titre de la longueur d'onde de référence. Cette longueur d'onde déjà connue est fixée comme longueur d'onde de référence du dispositif 16 de mesure de longueur d'onde dans lequel, comme représenté sur la figure 5, existe une variation périodique de l'énergie d'interférence. Comme indiqué sur la figure 5, il a été formulé une table de correction de la linéarité de la longueur d'onde, grâce à laquelle le signal de sortie du dispositif de mesure de longueur d'onde 16, dans lequel est présente la variation périodique de l'énergie d'interférence, est corrigé sur la base de la longueur d'onde de référence, puis cette table est stockée dans un moyen de mémorisation (non représenté) du circuit de commande 14. Comme indiqué sur la figure 5, la cellule à gaz 15 possède une caractéristique selon laquelle elle absorbe la longueur d'onde au point particulier déjà connu. Les longueurs d'onde des raies absorbées de la cellule à gaz sont très stables vis-à-vis des variations du milieu ambiant, comme par exemple la variation de la température amblante, et autres. Au contraire, comme représenté sur la figure 5, le signal de sortie mesuré venant du dispositif 16 de mesure de longueur d'onde, qui utilise l'écart entre les longueurs des trajets optiques, varie de façon à présenter des crêtes et des creux de puissance périodiques. Toutefois, I'intervalle entre une crête (un creux) et une autre crête (un autre creux) a pour caractéristique de dépendre de la variation de la température ambiante. Plus particulièrement, comme représenté sur la figure 5, même si la table de correction de la linéarité de la longueur d'onde a été formulée à une certaine température ambIante tandis qu'on employait la longueur d'onde de la raie absorbée, qui est indiquée par une flèche, de la cellule à gaz 15 faisant fonction de référence pour l'étalonnage de longueur d'onde au titre de la valeur de référence du signal de sortie mesuré venant du dispositif de mesure de longueur d'onde 16, ce signal de sortie mesuré venant du dispositif de mesure de longueur d'onde 16 de la figure 5 se dilate et se contracte suivant la direction de l'axe latéral dans le cas o la température amblante varie. De ce fait, une erreur est produite dans la table de correction de linéarité de la longueur d'onde. Par conséquent, dans le dispositif source laser accordable qui est présenté sur la figure 4 selon la technique antérieure, il existe le problème suivant. Alors qu'un contrôle de la température est appliqué au dispositif de mesure de longueur d'onde, une variation de température infinitésimale est provoquée dans le dispositif si la température amblante du dispositif lors de la formulation de la table de correction de linéarité de longueur d'onde, au moment de la réalisation du dispositif en usine, est différente de celle du dispositif dans les conditions d'emploi par l'utilisateur. Pour cette raison, la variation de la température n'exerce pas un petit effet sur la précision de la mesure de la longueur d'onde. Pour maintenir la précision de longueur d'onde obtenue au moment de la réalisation du dispositif en usine malgré les variations de la température atmosphérique, il faut placer le dispositif de mesure de longueur d'onde dans un mécanisme de commande de température très performant (bain thermostatique). Normalement, ces bains thermostatiques très performants sont de grande taille et de coût élevé. C'est un but de la présente invention de surmonter les problèmes du dispositif source laser accordable décrit sur la figure 4 en liaison avec la technique antérieure, plus particulièrement le problème selon lequel, lorsque la température amblante du dispositif dans les conditions d'emploi par l'utilisateur devient différente de celle du dispositif lors de la préparation de la table de correction de linéarité de la longueur d'onde, au moment de la réalisation du dispositif en usine, une minuscule variation de température provoquée dans le dispositif aura un effet qui n'est pas petit sur la précision de mesure de la longueur d'onde. Pour surmonter les questions ci-dessus énoncées, il est proposé un dispositif source laser accordable permettant de dériver un signal de sortie lumineux d'une partie source laser accordable afin d'alimenter un dispositif de mesure de longueur d'onde et un dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde, puis de commander la partie source laser accordable en fonction du signal de sortie du dispositif de mesure de longueur d'onde, o au moins une créte et un creux, ou bien deux crêtes ou deux creux, ou plus, dans une période d'interférence de mesure du dispositif de mesure de longueur d'onde sont inclus entre plusieurs longueurs d'onde de référence du dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde (aspect 1). De ce fait, puisqu'au moins deux points, à savoir une crête et un creux dans la période d'interférence de mesure du dispositif de mesure de longueur d'onde peuvent être étalonnés par le dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde, on peut obtenir une mesure précise de 1a longueur d'onde même si 1'environnement externe varie. De plus, le dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde est formé d'une cellule à gaz (aspect 2). De plus, le dispositif de mesure de longueur d'onde mesure la longueur d'onde en utilisant la variation périodique de l'énergie d'interférence sur la base de 1'écart entre les longueurs des trajets optiques (aspect 3). De plus, le dispositif de mesure de longueur d'onde peut étre formé d'un étalon (aspect 4). De plus, si la partie source laser accordable est constituée de fason qu'elle puisse balayer de fason continue sa iongueur d'onde, on peut augmenter l'effet d'amélioration de la précision de la longueur d'onde dans le balayage continu de la longueur d'onde (aspect 5). Ces dispositifs sources laser accordables, qui sont en mesure de balayer continûment la longueur d'onde avec une précision élevée peuvent contribuer au fait que la précision de la mesure des caractéristiques, dépendant de la longueur d'onde, des parties optiques employées dans les télécommunications optiques, et autres, peut étre fortement améliorée. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure est une vue montrant la configuration du dispositif source laser accordable selon l'invention; la figure 2 est une vue montrant la relation qui existe entre les signaux de sortie du dispositif de mesure de longueur d'onde et de la cellule à gaz faisant fonction de référence pour l'étalonnage de la longueur d'onde selon l'invention; la figure 3 est une vue montrant la configuration d'une partie source laser accordable; la figure 4 est une vue montrant la configuration du dispositif source laser accordable de la technique antérieure; et la figure 5 est une vue montrant la relation qui existe entre les signaux de sortie du dispositif de mesure de longueur d'onde et de la cellule à gaz faisant fonction de référence pour l'étalonnage de la longueur d'onde de la technique antérieure. On va expliquer ci-dessous la configuration d'un dispositif source laser accordable selon l'invention, en se reportant à la figure 1. Ainsi que cela est représenté sur la figure 1, un faisceau lumineux émis par une partie source laser accordable 1 est envoyé à I'extérieur du dispositif source laser accordable via un coupleur optique 8a faisant fonction d'une sortie optique. En outre, la lumière dérivée par le coupleur optique 8a est dérivée par un coupleur optique 8b. L'un des signaux de sortie dérivés est fourni à un dispositif 6 de mesure de longueur d'onde qui mesure la longueur d'onde en utilisant la variation périodique de l'énergie d'interférence produite sur la base de l'écart entre les longueurs des trajets optiques dans l'étalon, etc. L'autre signal de sortie dérivé est fourni à une cellule à gaz 5 d'étalonnage de longueur d'onde. En outre, les signaux de sortie détectés de la cellule à gaz 5 faisant fonction de référence pour l'étalonnage de la longueur d'onde et du dispositif de mesure de longueur d'onde 6 sont convertis en signaux électriques, pu is sont fou rn is à u n circu it de com ma nde 4 qui est constitué d'une unité centrale de traitement, ou CPU. En outre, le circuit de commande 4 commande la longueur d'onde de la lumière qui est délivrée par la partie source laser accordable 1 via un circuit 2 d'entranement de moteur et un circuit 3 d'excitation de courant de diode laser en réponse à un signal fixé venant d'une partie interface d'utilisateur 7. De plus, puisque les détails de la partie source laser accordable 1 ont été donnés avec la description de la figure 3 et sont semblables à ceux présentés dans la figure 4 de la technique antérieure, on omettra de donner d'autres explications. La particularité du dispositif source laser accordable, qui est présentée sur la figure et à laquelle l'invention s'applique, en ce qui concerne le matériel, est que plusieurs longueurs d'onde de raies absorbées déjà connues indiquées par des flèches sur la figure 2 (deux points sur la figure 2) existent dans la cellule à gaz 5 faisant fonction de référence pour l'étalonnage de la longueur d'onde. La figure 2 est une vue montrant la relation qui existe ente les signaux de sortie de la cellule à gaz faisant fonction de référence pour l'étalonnage de la longueur d'onde (5 sur la figure l) et du dispositif de mesure de longueur d'onde (6 sur la figure l), qui utilise la variation périodique de l'énergie d'interférence produite sur la base de l'écart entre les longueurs des trajets optiques dans l'étalon, et autres. Sur la figure 2, I'abscisse désigne la longueur d'onde et l'ordonnée désigne la puissance. Comme on peut le voir sur la figure 2, la cellule à gaz a pour caractéristique d'absorber une pluralité de longueurs d'onde déjà connues particulières (deux points sur la figure 2). Les longueurs d'onde des raies absorbées de la cellule à gaz sont très stables vis-à-vis des variations de l'environnement, comme la température amblante, et autres. Au contraire, comme représenté sur la figure 2, le signal de sortie mesuré du dispositif de mesure de longueur d'onde, qui utilise l'écart entre les longueurs des trajets optiques, varie de facon que sa puissance présente une crête et un creux périodiquement. Dans ce cas, I'intervalle entre une crête (un creux) et une autre crête (un autre creux) a pour caractéristique de dépendre de la variation de la température amblante. En d'autres termes, bien que la longueur d'onde de la raie absorbée déjà connue de la cellule à gaz puisse correspondre à deux creux du signal de sortie mesuré du dispositif de mesure de longueur d'onde, qui utilise l'écart entre les longueurs des trajets optiques à une certaine température amblante, comme représenté sur la figure 2, le signal de sortie mesuré du dispositif de mesure de longueur d'onde qui utilise 1'écart entre les longueurs des trajets optiques de la figure 2 se dilate et se contracte suivant la direction de l'axe latéral si la température amblante varie. Par conséquent, la longueur d'onde de la raie absorbée ne concide pas avec deux creux du signal de sortie mesuré. Selon la présente invention, la crête et le creux de la variation de puissance périodique du signal de sortie mesuré du dispositif de mesure de longueur d'onde sont compris entre les diverses longueurs d'onde particulières des raies absorbées déjà connues A et B (deux points sur la figure 2) de la cellule à gaz de fason à dépasser le nombre prédéterminé. Pl us pa rticu lière ment, au moi ns u ne crête et un creux ou de ux crêtes, ou deux creux, ou plus, sont inclus dans la période a-b qui correspond à la période entre la pluralité (deux points sur la figure 2) de longueurs d'onde déjà connues, c'est-à-dire les longueurs d'onde des raies absorbées A et B de la cellule à gaz (sur la figure 2, deux creux et une crête sont inclus entre a et b). De cette manière, puisqu'il existe une crête et un creux, ou deux crêtes, ou deux creux, ou plus, entre au moins deux longueurs d'onde déjà connues (entre A et B sur la figure 2), on peut calculer la longueur d'onde autre que les deux points déjà connus (à l'extérieur) en termes de conversion sur la base de la périodicité du dispositif de mesure de longueur d'onde. Dans l'invention selon l'aspect 1, il est proposé un dispositif source laser accordable permettant de dériver un faisceau lumineux sortant d'une partie source laser accordable pour aller à un dispositif de mesure de longueur d'onde 6 et un dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde 5, puis de commander la partie source laser accordable en réponse à un signal de sortie du dispositif de mesure de longueur, o au moins une crête et un creux, ou deux crêtes, ou deux creux, ou plus, dans une période d'interférence de mesure du dispositif de mesure de longueur d'onde sont inclus entre une pluralité de longueurs d'onde de référence du dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde. Par conséquent, puisqu'au moins deux points, c'est-à-dire une crête et un creux, de la période d'interférence de mesure du dispositif de mesure de longueur d'onde peuvent être étalonnés par le dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde, on peut obtenir une mesure de longueur d'onde précise même si 1'environnement externe varie. De plus, selon les aspects 2 à 4, le dispositif de référence d'étalonnage de longueur d'onde est formé de la cellule à gaz, et, de plus, le dispositif de mesure de longueur d'onde comporte un dispositif de mesure de longueur d'onde tel qu'un étalon qui mesure la longueur d'onde en utilisant la variation périodique de l'énergie d'interférence sur la base de l'écart entre les longueurs des trajets optiques. Par conséquent, si la température du dispositif de mesure de longueur d'onde est commandée de fason que la mesure d'intervalle de longueur d'onde concide avec le résultat mesuré par le dispositif de mesure de longueur d'onde en deux longueurs d'onde déjà connues, ou plus de deux, sur la base des longueurs d'onde des raies absorbées de la cellule à gaz, on peut obtenir une linéarité de longueur d'onde extrêmement élevée à la longueur d'onde de la cellule à gaz à l'extérieur des longueurs d'onde des raies absorbées. De plus, selon l'aspect 5, puisque la partie source laser accordable est constituée de façon à pouvoir balayer de manière continue sa longueur d'onde, on peut augmenter l'effet d'amélioration de la précision de longueur d'onde dans le balayage de longueur d'onde continu. De plus, les dispositifs sources laser accordable qui sont en mesure de balayer la longueur d'onde de façon continue avec une précision élevée peuvent contribuer au fait que la précision de la mesure des caractéristiques, dépendant de la longueur d'onde, des parties optiques employées dans les télécommunications optiques, etc., est fortement augmentée. Bien entendu, I'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des dispositifs dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS l. Dispositif source laser accordable, caractérisé en ce qu'il comprend: un dispositif (6) de mesure de longueur d'onde, une partie () source laser accordable, un dispositif (5) de référence d'étalonnage de longueur d'onde, ledit dispositif source laser accordable permettant de diviser un faisceau lumineux délivré par ladite partie (1) source laser accordable afin d'alimenter ledit dispositif de mesure de longueur d'onde (6) et led it dispositif de référen_ d'étalonnage de longueur d'onde (5), et de commander ladite partie () source laser accordable en réponse à un signal de sortie dudit dispositif de mesure de longueur d'onde (6), o au moins une crête et un creux, deux crêtes, ou deux creux, 1 5 ou plus, da ns u ne période d'i nterférence de mesu re dud it dispositif de mesure de longueur d'onde sont inclus entre une pluralité de longueurs d'onde de référence dudit dispositif (5) de référence d'étalonnage de longueur d'onde. 2. Dispositif source laser accordable selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que led it dispositif (5) de référe nce d'éta lon nage de longueur d'onde est formé d'une cellule à gaz. 3. Dispositif source laser accordable selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de mesure de longueur d'onde (6) mesure une longueur d'onde en utilisant la variation périodique de 1'énergie d'interférence sur la base de 1'écart entre longueurs des trajets optiques. 4. Dispositif source laser accordable selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de mesure de longueur d'onde (6) est formé d'un étalon. 5. Dispositif source laser accordable selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie source laser accordable () est en