Brevet FR2945341A1 — publié le 20101112

INTERFEROMETRE HOLOGRAPHIQUE POUR ANALYSER DES VARIATIONS D'UN MILIEU TRANSPARENT La présente invention concerne un interféromètre holographique qui est adapté pour analyser des variations d'un milieu transparent. Elle concerne aussi un procédé d'analyse qui utilise un tel interféromètre holographique, ainsi que des applications de ce procédé. II est connu d'utiliser un interféromètre holographique pour analyser des variations d'un système entre un état initial, dit état de référence, et un état ultérieur, dit état de mesure. En particulier, la méthode d'interférométrie holographique en temps réel est utile pour caractériser à cadence élevée des états différents du système qui se succèdent rapidement. Une telle méthode 1 o comprend d'abord une exposition holographique, qui est réalisée pendant que le système est dans l'état de référence. Pendant cette exposition, une plaque holographique est imprimée selon un motif d'interférence qui résulte de la superposition, à travers cette plaque, d'un faisceau lumineux de référence et d'un faisceau lumineux de mesure. Le faisceau de mesure traverse le système 15 à analyser, et est modifié par celui-ci en fonction de son état de référence. Ainsi, le motif d'interférence contient des informations sur l'état de référence du système. La plaque holographique est ensuite développée, puis replacée dans la même position par rapport aux faisceaux lumineux et au système. Lors d'une étape ultérieure de saisie d'image, les faisceaux lumineux, de référence et de 20 mesure, sont produits de nouveau alors que le système est dans l'état de mesure. Ces faisceaux sont alors diffractés par la plaque holographique et produisent une image qui est représentative d'une variation du système entre l'état de référence et l'état de mesure. Le document FR 2 728 361 décrit un tel interféromètre holographique 25 qui est adapté pour caractériser des variations temporelles d'un milieu transparent. Par exemple, le milieu transparent peut être un gaz qui s'écoule entre des parois qui sont elles-mêmes aussi transparentes. Les variations temporelles concernent une distribution spatiale d'un indice de réfraction du 2945341 -2- gaz. Cette distribution peut être inhomogène, et les variations de l'indice réfraction entre l'état initial et l'état de mesure ultérieur sont caractérisées en chaque point d'un champ de mesure. La figure 1 est un diagramme optique d'un interféromètre 5 holographique du même type, qui en montre les principaux composants. Une unité laser 1 a produit un faisceau de lumière qui est divisé par un séparateur 2 entre un faisceau de référence R et un faisceau de mesure M. Le faisceau M peut être filtré spatialement par un filtre 3. Par exemple, le filtre 3 est constitué d'un objectif de microscope 3a qui concentre le faisceau M sur l'ouverture d'un diaphragme 3b. A la sortie du filtre 3, le faisceau M diverge jusqu'à ce qu'il possède une section qui est suffisamment large pour contenir un champ de mesure C. Ce champ de mesure C est hachuré sur la figure. Le faisceau de mesure M traverse alors le champ de mesure C puis une plaque holographique 5a. Celle-ci est portée par un support 5b qui est fixe, et qui permet le retrait de la plaque 5a puis son replacement dans une position identique. Un capteur d'image 7 est en outre disposé derrière la plaque holographique 5a, de façon à saisir une image du champ C à travers la plaque 5a. L'objectif du capteur 7 réalise une mise au point sur le champ de mesure C. Eventuellement, deux lentilles 4a et 4b peuvent être ajoutées sur le trajet du faisceau de mesure M, de part et d'autre du champ de mesure C, de sorte que le faisceau M présente une structure collimatée dans le champ C. Une telle structure de faisceau parallèle peut être particulièrement appropriée lorsque le système qui est situé dans le champ C est invariant par translation parallèlement à la direction du faisceau M. La lentille 4b confère au faisceau M une structure convergente, après la traversée du champ C, pour réduire la section du faisceau M jusqu'à une taille plus petite que la plaque holographique 5a. Un autre diaphragme 6 peut aussi être disposé au niveau d'un point de convergence du faisceau de mesure M après la plaque 5a, pour supprimer des images parasites éventuelles. Le faisceau de référence R est superposé au faisceau de mesure M au niveau de la plaque holographique 5a portée par un support 5b, après que le faisceau M a traversé le champ de mesure C. Le trajet optique du faisceau de 2945341 -3- référence R entre le séparateur 2 et la plaque holographique 5a n'est pas important en soi. Toutefois, il ne traverse pas le champ de mesure C et les trajets optiques respectifs des faisceaux R et M présentent une différence de longueur qui est inférieure à la longueur de cohérence de l'unité laser 1 a. 5 Un tel interféromètre holographique est dit du type en transmission, parce que le faisceau de mesure M et le faisceau de référence R arrivent sur la plaque holographique 5a par un même côté de celle-ci. L'image qui est saisie par le capteur 7 résulte de la diffraction des faisceaux de référence et de mesure par l'hologramme développé. Les faisceaux diffractés sont notés 1 o globalement D entre la plaque 5a et le capteur 7. L'interféromètre holographique de la figure 1 peut être utilisé en réalisant successivement les étapes suivantes : - le milieu transparent est amené dans le champ de mesure C et l'unité laser 1 a est activée une première fois lors de l'étape d'exposition 15 holographique. Des franges d'interférence sont alors créées dans la plaque holographique 5a par les faisceaux R et M, alors que le milieu transparent se trouve dans l'état de référence ; - la plaque holographique 5a est retirée de son support 5b puis développée. De façon connue, un tel développement comprend une 20 phase de révélation suivie d'une phase de fixation ou blanchiment. Un motif tridimensionnel est ainsi inscrit définitivement dans la plaque 5a, qui correspond aux franges d'interférence créées pendant l'exposition holographique. Ce motif caractérise l'état de référence du milieu transparent ; 25 - la plaque holographique 5a est replacée sur le support 5b ; puis - le milieu transparent est amené dans un état de mesure distinct de l'état de référence. Il présente alors une perturbation réfringente qui est notée P sur la figure 1. L'unité laser 1 a est alors activée pour produire de nouveau le faisceau de référence R et le faisceau de mesure M, 30 dans des conditions qui sont identiques à celles de l'étape d'exposition holographique. Le capteur d'image 7 est simultanément déclenché pour saisir une image. Eventuellement, la perturbation P peut évoluer 2945341 -4- et plusieurs images sont saisies successivement sans déplacer ni modifier la plaque holographique 5a. Chaque image caractérise la variation du système entre l'état de référence et l'état de mesure au moment de la prise de vue correspondante. 5 Le procédé est dit d'interférométrie holographique en temps réel lorsqu'il comprend, comme il vient d'être énuméré, une étape d'exposition de la plaque holographique puis une étape de saisie d'image, qui sont séparées par une étape intermédiaire de développement de la plaque holographique. Il est distinct d'un procédé d'interférométrie holographique à expositions multiples, 1 o suivant lequel la plaque est exposée plusieurs fois alors que le système analysé est dans des états différents, sans que la plaque holographique soit développée entre les expositions successives. La plaque est finalement développée puis une image de lecture est saisie lorsque la plaque est éclairée une nouvelle fois par les faisceaux de référence et de mesure. Un tel procédé 15 d'interférométrie holographique à expositions multiples n'est pas l'objet de la présente invention. Il est aussi connu, notamment du document FR 2 728 361, d'associer plusieurs unités laser en parallèle dans un interféromètre holographique conforme à la figure 1. Ainsi, deux unités laser supplémentaires sont 20 représentées et référencées 1 b et 1 c. Les trois unités laser ont des longueurs d'onde d'émission qui sont distinctes. Eventuellement, les intensités des faisceaux laser qui sont produits respectivement par les unités 1 a-1 c peuvent être ajustées pour former par mélange une couleur neutre ou blanche. Les trois unités laser sont activées simultanément, et les trois faisceaux de mesure qui 25 en résultent sont superposés. En outre, un faisceau de référence est produit simultanément par chaque unité laser, de la façon qui a été décrite pour l'unité 1 a. Une telle utilisation de plusieurs sources laser avec des longueurs d'onde qui sont différentes permet d'analyser plus facilement les variations d'état du système qui est contenu dans le champ de mesure. En particulier, des parties 30 du système qui sont identiques entre l'état de référence et un état de mesure apparaissent dans une teinte sensible, par exemple en couleur blanche, dans l'image correspondante, de sorte que ces parties sont identifiables très rapidement. Dans le cas d'un milieu transparent qui constitue le système 2945341 -5- analysé, des zones de ce milieu dans lesquelles l'indice de réfraction n'est pas modifié apparaissent dans la teinte sensible sur l'image qui est saisie par le capteur. Un premier inconvénient d'un interféromètre holographique par 5 transmission conforme à la figure 1 est qu'il nécessite que des composants optiques encombrants soient situés des deux côtés du champ de mesure. Par exemple, les unités laser 1 a-1 c d'une part et la plaque holographique 5a avec le capteur d'image 7 d'autre part doivent être disposées sur des côtés opposés du champ C. Or des espaces qui sont suffisants pour ces composants optiques 1 o ne sont pas nécessairement disponibles à la fois des deux côtés du champ de mesure. Un second inconvénient d'un tel interféromètre holographique par transmission réside dans la valeur du rendement de diffraction de l'hologramme pendant une étape de saisie d'image. Le rendement de 15 diffraction désigne le rapport entre, d'une part, l'intensité lumineuse du faisceau de référence qui arrive sur la plaque holographique et, d'autre part, l'intensité lumineuse de la partie de ce faisceau de référence qui est diffractée par la plaque holographique et qui contribue à l'image saisie par le capteur. Ce rendement est théoriquement inférieur à 30% pour une configuration 20 d'interférométrie holographique par transmission. Il n'est en pratique que de quelques pourcents seulement. Les faisceaux lumineux qui sont mis en oeuvre doivent alors avoir des intensités élevées pour permettre une détection d'image satisfaisante par le capteur d'image. Un troisième inconvénient réside dans la valeur du contraste des 25 images qui sont saisies par le capteur 7. Ce contraste peut être insuffisant lorsque les variations de l'indice de réfraction qui apparaissent dans le milieu transparent ont des amplitudes faibles. Enfin, un quatrième inconvénient provient de la nécessité de prévoir un trajet spécifique pour les faisceaux de référence, qui est distinct du trajet des 30 faisceaux de mesure entre les unités laser et la plaque holographique. Un but de la présente invention est alors de proposer un nouvel interféromètre holographique, qui est adapté pour caractériser des variations -6- d'un milieu transparent sans présenter les inconvénients précités. Pour cela, l'invention propose un interféromètre holographique qui est adapté pour analyser des variations d'une distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu transparent, à l'intérieur d'un champ de mesure, et qui comprend : - une source de lumière, comprenant elle-même au moins deux unités laser qui sont agencées pour produire simultanément des faisceaux laser respectifs ayant des longueurs d'onde différentes ; - une plaque holographique ; - un support qui est fixe et disposé de façon qu'un faisceau de référence et un faisceau de mesure produits par chaque unité laser traversent la plaque holographique portée par ce support, les faisceaux de mesure traversant d'abord le champ de mesure puis la plaque holographique ; et - un capteur d'image, qui est disposé d'un même premier côté du champ de mesure que le support de la plaque holographique, de façon à recevoir lors d'une étape de saisie d'image, des faisceaux diffractés produits par les faisceaux de référence et les faisceaux de mesure respectivement pour les longueurs d'onde d'émission des unités laser, lorsque ces faisceaux de référence et de mesure traversent la plaque holographique. Un interféromètre selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un miroir qui est disposé d'un second côté du champ de mesure opposé au premier côté. De plus, il est agencé de sorte que les faisceaux de référence qui sont produits respectivement par les unités laser soient superposés en sortie de la source de lumière, traversent ensemble d'abord la plaque holographique une première fois, forment ensuite eux-mêmes les faisceaux de mesure pour les unités laser respectives, puis traversent ensemble une première fois le champ de mesure selon un premier trajet, sont réfléchis par le miroir, traversent une seconde fois le champ de mesure selon un second trajet superposé au premier trajet en sens inverse, puis traversent 2945341 -7- ensemble la plaque holographique une seconde fois en sens inverse par rapport à la première fois. Ainsi, dans un interféromètre holographique selon l'invention et pour chaque longueur d'onde, le faisceau de référence devient le faisceau de 5 mesure après avoir traversé pour la première fois la plaque holographique. Puis chaque faisceau de mesure interfère avec le faisceau de référence dont il est issu lors d'une seconde traversée de la plaque holographique, après avoir traversé entre temps le champ de mesure à deux reprises. Ainsi, les faisceaux de référence ne contournent pas le champ de mesure, et le trajet des faisceaux 1 o de mesure est dans la continuité de celui des faisceaux de référence. Par conséquent, la structure globale de l'interféromètre holographique est simplifiée par rapport à la configuration en transmission. Par ailleurs, chaque faisceau de référence et le faisceau de mesure correspondant arrivent chacun sur la plaque holographique par des côtés 15 différents de celle-ci, qui sont opposés. Pour cette raison, un interféromètre holographique selon l'invention est dit du type en réflexion. Le rendement de diffraction lors d'une étape de saisie d'image peut alors être supérieur à 30%, théoriquement jusqu'à 100%. Grâce au miroir qui est introduit par l'invention sur le second côté du 20 champ de mesure, le milieu transparent est traversé deux fois par les faisceaux de mesure. Ces faisceaux de mesure sont donc soumis deux fois aux variations de l'indice de réfraction du milieu transparent, de sorte que le contraste de chaque image qui est saisie par le capteur d'image est doublé, pour une variation identique de l'indice de réfraction entre l'état de référence et 25 un état de mesure. Enfin, un interféromètre holographique selon l'invention peut ne comporter que le miroir au second côté du champ de mesure. L'encombrement de ce côté est alors très réduit, et est compatible avec la plupart des agencements qui sont nécessaires pour amener le milieu transparent dans le 30 champ de mesure. L'invention propose aussi un procédé d'analyse des variations de la distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse du milieu transparent, qui -8-comprend les étapes successives suivantes : /1/ introduire le milieu transparent dans le champ de mesure d'un interféromètre holographique tel que proposé précédemment ; /2/ la plaque holographique étant placée sur son support, activer la source de lumière pendant que le milieu transparent est dans l'état de référence ; /3/ développer la plaque holographique ; /4/ replacer la plaque holographique sur son support, identiquement par rapport à l'étape /2/ ; et /5/ activer de nouveau la source de lumière et saisir une image à l'aide du capteur d'image lorsque le milieu transparent présente les variations de la distribution de l'indice de réfraction lumineuse par rapport à l'état de référence, à l'intérieur du champ de mesure. Pendant l'étape /5/, le faisceau de référence et le faisceau de mesure correspondant forment, pour chaque longueur d'onde d'émission des unités laser, un faisceau diffracté à partir de la plaque holographique. Ce faisceau diffracté produit l'image qui est saisie par le capteur d'image. Les étapes /2/ et /5/ sont donc respectivement l'exposition holographique et la saisie d'une image. Un procédé selon l'invention est donc du type interférométrie holographique en temps réel. Eventuellement l'étape /5/ peut être répétée à multiples reprises, pour caractériser des états de mesure différents du milieu transparent. Un tel procédé est particulièrement adapté pour de nombreuses applications. L'invention propose donc aussi des utilisations de ce procédé pour caractériser un écoulement de fluide transparent, ou pour caractériser une préparation biologique transparente. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, est un diagramme optique d'un interféromètre holographique par transmission tel que connu de l'art antérieur ; et 2945341 -9- - la figure 2 est un diagramme optique d'un interféromètre holographique par réflexion selon l'invention. Conformément à la figure 2, une source de lumière 1 comprend plusieurs unités laser, par exemple trois unités laser 1 a-1 c, avec des longueurs 5 d'onde d'émission respectives qui sont différentes. Ces unités laser sont agencées pour être activées simultanément. Les faisceaux laser Ra-Rc qui sont produits respectivement par les unités 1 a-1 c sont regroupés en un faisceau unique R en utilisant, par exemple, des miroirs sélectifs. Dans la configuration qui est représentée sur la figure 2, le faisceau Ra est d'abord 1 o réfléchi par le miroir 11a, puis est transmis par le miroir 11 b. Le miroir 11 b réfléchit simultanément le faisceau Rb, et le superposant au faisceau Ra. Enfin, le miroir 11c réfléchit ensemble les faisceaux Ra et Rb et transmet le faisceau Rc en le superposant aux deux premiers. De cette façon, les trois faisceaux laser Ra-Rc sont regroupés dans le faisceau composite R. 15 La source 1 peut comprendre en outre un ensemble acousto-optique 12 qui est disposé à sa sortie. De façon connue, un tel ensemble acoustooptique incorpore un cristal piézoélectrique et possède une entrée de commande. Il est adapté pour transmettre des composantes monochromatiques d'un faisceau lumineux avec des intensités respectives qui 20 sont déterminées en fonction d'un signal appliqué à l'entrée de commande. Dans le cas présent, des intensités respectives des faisceaux Ra-Rc au sein du faisceau R sont ajustées au moyen de l'ensemble 12. En outre, le signal qui est appliqué à l'entrée de commande de l'ensemble 12 peut servir pour déclencher ou inhiber le passage du faisceau R vers la sortie de la source 1. 25 Autrement dit, l'ensemble 12 peut aussi avoir la fonction d'obturateur. La référence 13 désigne un piège à lumière dans lequel est dirigée une partie du faisceau R qui n'est pas transmise vers la sortie de la source 1 par l'ensemble 12. Avantageusement, les longueurs d'onde des unités laser 1 a-1 c et les 30 intensités des faisceaux Ra-Rc peuvent être ajustées de sorte que le faisceau composite R possède une teinte apparente qui est blanche. Par exemple, l'unité 1 a peut être un laser solide pompé par diode émettant à la longueur 2945341 -10- d'onde verte de 532 nm (nanomètre), l'unité 1 b peut être un laser à argon et krypton émettant à la longueur d'onde rouge de 647 nm, et l'unité 1c peut être un autre laser solide pompé par diode émettant à la longueur d'onde bleue de 457 nm. La puissance de chacun des faisceaux Ra-Rc est ajustée à 0,6 W 5 (watt) environ au moyen de l'ensemble 12, et la longueur de cohérence obtenue pour chacune des trois longueurs d'onde est supérieure à 2 m (mètre). Le faisceau R traverse ensuite un filtre spatial 3, qui peut être constitué d'un objectif de microscope 3a, par exemple de grossissement x 60, et d'un diaphragme 3b, par exemple avec un diamètre d'ouverture de 25 lm 10 (micromètre). L'objectif 3a concentre le faisceau R sur l'ouverture du diaphragme 3b. A la sortie du filtre 3, le faisceau R diverge jusqu'à ce qu'il possède une section qui est suffisamment large pour contenir une partie importante de la plaque holographique 5a. Un séparateur de voies optiques 8 est ensuite disposé sur le trajet du 15 faisceau R, entre la source de lumière 1 et la plaque holographique 5a. Le séparateur de voies optique 8 est adapté pour transmettre les faisceaux Ra-Rc vers la plaque holographique 5a, dans un sens d'aller de ces faisceaux. Simultanément, il transmet vers le capteur d'image 7 des faisceaux qui sont diffractés par la plaque holographique 5a pendant une étape de saisie d'image. 20 Un tel séparateur de voies optiques est bien connu de l'Homme du métier et peut être réalisé de multiples façons. Selon une réalisation particulière, il peut comprendre un cube séparateur de polarisations 8a et une lame quart d'onde 8b qui est disposée derrière le cube 8a dans le sens de propagation des faisceaux Ra-Rc. Le cube 8a transmet vers la lame 8b des 25 composantes des faisceaux Ra-Rc qui sont polarisées rectilignement selon une première direction, par exemple perpendiculairement au plan de la figure 2. La lame 8b est orientée à 45° par rapport à cette première direction du cube 8a, de sorte que les faisceaux Ra-Rc sont polarisés circulairement après avoir traversé la lame 8b. Pendant chaque étape de saisie d'image, le cube 8a 30 transmet simultanément des composantes des faisceaux diffractés en provenance de la plaque 5a qui sont polarisées rectilignement selon une seconde direction perpendiculaire à la première direction, vers le capteur 2945341 -11 - d'image 7. La lame quart d'onde 8b assure que les faisceaux diffractés soient polarisés rectilignement selon la seconde direction lorsqu'ils arrivent sur le cube 8a. La plaque holographique 5a peut être d'un modèle commercial, 5 comprenant une lame de verre de quelques millimètres d'épaisseur, sur laquelle est disposée une couche de gélatine argentique panchromatique d'une dizaine de micromètres d'épaisseur. Par exemple, elle peut être carrée avec des côtés de 80 mm (millimètre). La plaque 5a est placée sur le trajet des faisceaux Ra-Rc après le 1 o séparateur de voies optiques 8. Elle est portée de façon amovible par un support 5b, de façon à pouvoir être retirée puis replacée dans une position et une orientation identiques dans l'interféromètre. Lorsqu'elle est sur le support 5b, la plaque 5a est de préférence inclinée par rapport à la direction de propagation des faisceaux, pour décaler en dehors de cette direction des 15 faisceaux qui peuvent être produits par réflexion sur ses faces. De façon facultative, deux lentilles 9a et 9b peuvent être disposées de part et d'autre de la plaque holographique 5a, pour collimater les faisceaux au niveau de celle-ci. La lentille 9a est alors convergente et la lentille 9b peut être divergente. Lorsqu'elles sont utilisées, les lentilles 9a et 9b sont de préférence 20 achromatiques. Les faisceaux Ra-Rc se propagent à partir du séparateur de voies optiques 8 en direction du champ de mesure C. Un miroir 10 est disposé de l'autre côté du champ C pour réfléchir les faisceaux vers le séparateur 8. De cette façon, les faisceaux laser traversent successivement, dans l'ordre à partir 25 du cube 8a, la lame quart d'onde 8b une première fois, la plaque holographique 5a une première fois, puis le champ de mesure C une première fois. Ils sont alors rétroréfléchis par le miroir 10 et traversent ensuite successivement, dans l'ordre en suivant leur nouveau sens de propagation : le champ de mesure C une seconde fois, la plaque holographique 5a une seconde fois, puis la lame 30 8b une seconde fois. Dans une configuration particulière de l'interféromètre, le miroir 10 peut être plan. En outre, une lentille 4 peut être disposée avant le champ de mesure 2945341 -12- C, du côté de celui-ci qui est opposé au miroir 10, de façon à collimater les faisceaux dans le champ C. La lentille 4 est de préférence achromatique. Elle fixe alors, avec la lentille 9b, la section du champ de mesure C dans un plan perpendiculaire à la direction de propagation des faisceaux. Pour cette raison, 5 la lentille 4 est appelée lentille de champ. Le diamètre de la section du champ de mesure C peut être, par exemple, de 200 mm. La lentille 4 peut avoir une distance focale de 800 mm. Des interférences sont donc produites à l'intérieur de la plaque holographique 5a, entre chaque faisceau laser monochromatique lorsqu'il 1 o traverse cette plaque pour la première fois, et ce même faisceau lorsqu'il la traverse pour la seconde fois. Ces interférences constituent l'enregistrement holographique. A la première traversée, les faisceaux Ra-Rc ont la fonction de faisceaux de référence d'un procédé d'interférence holographique. A la seconde traversée, ils contiennent une information sur le contenu du champ de 15 mesure C et ont alors la fonction de faisceaux de mesure. Autrement dit, chacun des faisceaux Ra-Rc est un faisceau de référence jusqu'à ce qu'il traverse la plaque holographique 5a pour la première fois, et devient ensuite un faisceau de mesure. Pour cette raison, le faisceau R est noté M sur la figure 2, entre la plaque 5a et le miroir 10. Comme les faisceaux R et M qui interfèrent 20 dans la plaque 5a la traversent avec des sens de propagation respectifs qui sont inverses l'un par rapport à l'autre, l'interféromètre holographique est du type par réflexion. Pour que des interférences soient effectivement produites dans la plaque holographique 5a, il est nécessaire que la longueur du trajet optique du 25 faisceau M entre ses deux traversées de la plaque 5a soit inférieure à la longueur de cohérence des faisceaux lasers Ra-Rc. Dans le cas présent, la distance entre la plaque 5a et le miroir 10 est sensiblement inférieure à 1 m. Lorsque les lentilles 9a et 9b sont utilisées comme décrit plus haut, le capteur d'image 7 est mis au point pour saisir une image qui est située dans un 30 plan à l'intérieur du champ de mesure C. Par ailleurs, le capteur d'image 7 peut avantageusement comprendre une caméra ultra-rapide, notamment si le système qui est contenu dans le -13- champ de mesure C est susceptible de subir des variations rapides. Le diaphragme 6 réalise un filtrage spatial d'images parasites qui sont formées au voisinage de la direction de l'image recherchée pour l'analyse du système. Autrement dit, il supprime les images parasites. Son ouverture peut être de 2 mm, par exemple. Dans une application particulière, l'interféromètre holographique qui vient d'être décrit peut être utilisé pour étudier un écoulement gazeux dans une conduite 20. La conduite est alors disposée pour qu'elle traverse le champ de mesure C. Sur la figure 2, les références 20a et 20b désignent deux parois opposées de la conduite, et E désigne le sens global de l'écoulement du gaz. Le gaz et les parois 20a et 20b sont transparents. Par exemple, l'application consiste à étudier des turbulences qui apparaissent lorsque le gaz passe de part et d'autre d'un obstacle 21, en avant et en arrière du plan de la figure 2. Les turbulences sont détectées par les variations de densité du gaz qu'elles produisent. De façon connue, lorsque le gaz présente des variations de sa densité d, son indice n de réfraction lumineuse varie selon la relation : n = 1 + K x d, où K est une constante positive. Pour cela, la plaque holographique 5a est d'abord exposée aux faisceaux laser alors que le gaz est immobile dans la conduite 20, ou forme un écoulement laminaire. Dans cet état de référence, le gaz peut présenter des variations spatiales de sa densité d, de sorte que la distribution initiale de l'indice de réfraction n n'est pas nécessairement uniforme à l'intérieur le champ de mesure C. Lors de cette étape d'exposition holographique, le temps d'exposition de la plaque 5a est fixé par la commande de l'ensemble acousto- optique 12. Il peut être de 0,10 s (seconde). L'éclairement au niveau de la plaque 5a peut être de 0,35 mJ/cm2 (millijoule par centimètre-carré), par exemple, pour chaque longueur d'onde des unités laser 1 a-1 c. La plaque holographique 5a est alors retirée de son support 5b, puis développée de façon usuelle et replacée sur le support 5b. L'écoulement du gaz est alors établi ou accéléré dans la conduite 20, le faisceau R est transmis continûment par l'ensemble 12 et la caméra ultra-rapide 7 est activée. Les faisceaux R et M produisent alors ensemble un 2945341 -14- faisceau qui est diffracté à partir de la plaque holographique 5a, et qui est noté globalement D sur la figure 2. En réalité, le faisceau diffracté D comprend une composante monochromatique pour chaque longueur d'onde des unités laser 1 a-1 c. Le rendement de diffraction de la plaque 5a peut être compris entre 40% 5 et 60% pour chacune des trois longueurs d'onde, mais le contraste maximal des franges d'interférence est obtenu lorsque ce rendement est égal à 50% pour les trois longueurs d'onde. Une telle valeur élevée du rendement de diffraction est obtenue car l'intensité de chacun des faisceaux Ra-Rc est sensiblement égale à l'intensité du faisceau de mesure de même longueur 1 o d'onde lorsque ce dernier traverse pour la seconde fois la plaque 5a. Le faisceau D forme une image holographique variable qui est saisie par la caméra 7. Par exemple, la caméra 7 peut réaliser 35 000 prises de vue par seconde, chacune avec un temps d'exposition de 0,75 ps (microseconde). 15 Pour cela, un film photographique avec une sensibilité de 400 ASA peut être utilisé dans la caméra 7. Les images qui sont ainsi saisies correspondent à des instants différents pendant l'évolution de l'écoulement. Chaque image montre la variation temporelle de valeurs de l'indice de réfraction du gaz, intégrée le long du trajet du faisceau M à travers le champ de mesure C, entre l'état de 20 référence et l'état de mesure au moment où cette image est saisie. Une frange blanche dans chaque image correspond aux points de projection pour lesquels cette variation intégrée est nulle. Grâce à sa couleur blanche, cette frange peut être identifiée rapidement. Elle permet aussi de calculer facilement, à partir de la valeur nulle, les variations d'indice qui sont associées aux autres franges 25 colorées. En outre, étant donné que le trajet optique du faisceau M comprend deux traversées du champ de mesure C, la variation intégrée qui détermine la couleur des franges dans une image saisie est doublée par rapport à la variation de l'indice de réfraction du gaz en chaque point du champ de mesure 30 C. Pour cette raison, l'indice de réfraction en chaque point peut être déterminé avec une précision qui est supérieure. De plus, les conditions opératoires qui ont été rapportées permettent d'obtenir une résolution d'environ 7 000 lignes par millimètre dans les images diffractées par la plaque holographique. 2945341 -15- Lorsque ces images sont saisies par la caméra ultra-rapide, la résolution spatiale devient inférieure, car la taille des images saisies est de 8x10 mm2. Les conditions d'utilisation qui viennent d'être décrites, pour un interféromètre holographique en réflexion selon l'invention, correspondent à 5 une teinte de fond des images qui est uniforme, ou �teinte plate� dans le jargon de l'Homme du métier. Dans ces conditions, si le système qui est contenu dans le champ de mesure se trouve encore, au moment de la saisie d'une image, dans le même état de référence que lors de l'exposition de la plaque holographique, cette image présente une teinte uniforme. Des 1 o conditions d'utilisation alternatives fournissent des motifs de fond différents pour les images saisies. Par exemple, une inclinaison du miroir plan 10 produit un motif de fond qui est constitué de franges rectilignes. Le décalage de la lentille 4 perpendiculairement à la direction de propagation des faisceaux lumineux dans le champ C a un effet identique. Par contre, un décalage de 15 cette lentille parallèlement à la direction de propagation produit un motif de fond qui est composé d'anneaux concentriques. De tels motifs de fond des images qui ne sont pas uniformes peuvent fournir une précision encore supérieure pour déterminer la variation de l'indice de réfraction du gaz en des points particuliers du champ C. 20 En outre, il est possible de modifier la direction du faisceau de mesure M par rapport au système qui est contenu dans le champ de mesure C, en tournant l'ensemble de l'interféromètre. Autrement dit, la direction de saisie des images est variée. Lorsque l'état de mesure du système étudié est constant pendant que des images sont saisies selon des directions variables, il est 25 possible d'obtenir les variations de la distribution spatiale de l'indice de réfraction du gaz par rapport à l'état de référence en chaque point du champ C, sans que cette variation soit intégrée le long des trajets du faisceau M. Pour cela, une étape supplémentaire de reconstruction tridimensionnelle de la distribution d'indice dans l'état de mesure est nécessaire, à partir des images 30 qui sont saisies selon des directions différentes. Une telle reconstruction peut être effectuée en utilisant des programmes de calcul qui sont disponibles pour l'Homme du métier. 2945341 -16- A partir de l'application qui vient d'être décrite pour l'analyse d'un écoulement gazeux, l'Homme du métier saura de lui-même utiliser l'interféromètre holographique de l'invention pour analyser une préparation biologique transparente. 5 Enfin, l'invention peut être utilisée en modifiant plusieurs caractéristiques de la mise en oeuvre qui a été décrite en détail ci-dessus, notamment en fonction d'exigences particulières à chaque application. Parmi ces caractéristiques qui peuvent être modifiées facilement tout en conservant certains au moins des avantages de l'invention, on peut citer les suivantes : 10 - la lame quart d'onde 8b peut avoir une position quelconque entre le cube séparateur de polarisation 8a et le miroir 10 ; - le séparateur de voies optiques 8 peut avoir une constitution différente de celle qui comprend le cube de séparation de polarisations 8a et la lame quart d'onde 8b ; 15 - les lentilles 9a et/ou 9b sont facultatives, de sorte que la plaque holographique 5a peut être traversée par des faisceaux de référence et de mesure qui ne sont pas parallèles ; - la lentille 4 est aussi facultative, de sorte que le champ de mesure C peut être traversé par des faisceaux de mesure qui ne sont pas 20 parallèles ; - des dispositifs alternatifs à l'ensemble acousto-optique 12 et aux filtres 3 et 6 peuvent être utilisés ; - deux, quatre unités laser ou plus peuvent être utilisées dans la source de lumière 1 ; et 25 - enfin, les valeurs numériques qui ont été citées ne l'ont été qu'à titre d'exemples pour permettre de reproduire facilement l'invention, mais il est entendu que ces valeurs peuvent être variées dans une très large mesure. REVENDICATIONS1. Interféromètre holographique adapté pour analyser des variations d'une distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu transparent à l'intérieur d'un champ de mesure (C), ledit interféromètre comprenant : - une source de lumière (1) comprenant au moins deux unités laser (la-1c) agencées pour produire simultanément des faisceaux laser respectifs ayant des longueurs d'onde différentes ; - une plaque holographique (5a) ; - un support (5b) fixe et disposé de façon qu'un faisceau de référence (Ra-Rc) et un faisceau de mesure produits par chaque unité laser traversent la plaque holographique (5a) portée par ledit support, les faisceaux de mesure traversant d'abord le champ de mesure (C) puis ladite plaque holographique ; et - un capteur d'image (7) disposé d'un même premier côté du champ de mesure (C) que le support de la plaque holographique (5b), de façon à recevoir lors d'une étape de saisie d'image, des faisceaux diffractés (D) produits par les faisceaux de référence et les faisceaux de mesure respectivement pour les longueurs d'onde d'émission des unités laser, lorsque les dits faisceaux de référence et de mesure traversent la plaque holographique (5a) ; l'interféromètre étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un miroir (10) disposé d'un second côté du champ de mesure (C) opposé audit premier côté, et en ce qu'il est agencé de sorte que les dits faisceaux de référence (Ra-Rc) produits respectivement par les unités laser (1 a-1 c) soient superposés en sortie de la source de lumière (1), traversent ensemble d'abord la plaque holographique (5a) une première fois, forment ensuite eux-mêmes les faisceaux de mesure pour les unités laser respectives, puis traversent ensemble une première fois le champ de mesure (C) selon un premier trajet, sont réfléchis par le miroir (10), traversent une seconde fois le champ de 2945341 -18- mesure (C) selon un second trajet superposé audit premier trajet en sens inverse, puis traversent ensemble la plaque holographique (5a) une seconde fois en sens inverse par rapport à la première fois. 2. Interféromètre holographique selon la revendication 1, dans lequel la 5 source de lumière (1) comprend trois unités laser (1 a-1 c) ayant des longueurs d'onde d'émission respectives différentes, et agencées pour être activées simultanément. 3. Interféromètre holographique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la source de lumière (1) comprend en outre un ensemble acousto- 10 optique (12) ayant une entrée de commande, et adapté pour transmettre les faisceaux de référence (Ra-Rc) produits par les unités laser (1 a-1 c) vers la sortie de ladite source, avec des intensités respectives déterminées en fonction d'un signal appliqué à ladite entrée de commande. 4. Interféromètre holographique selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, comprenant en outre un séparateur de voies optiques (8) disposé entre la source de lumière (1) et la plaque holographique (5a), et adapté pour transmettre les faisceaux de référence (Ra-Rc) vers ladite plaque holographique, et pour transmettre simultanément les faisceaux diffractés (D) par ladite plaque holographique vers le capteur d'image (7) 20 pendant chaque étape de saisie d'image. 5. Interféromètre holographique selon la revendication 4, dans lequel le séparateur de voies optiques (8) comprend un cube séparateur de polarisations (8a) et une lame quart d'onde (8b) disposée derrière ledit cube séparateur de polarisations dans le sens de propagation des faisceaux de 25 référence (Ra-Rc), le cube séparateur de polarisations étant adapté pour transmettre vers la lame quart d'onde des composantes des faisceaux de référence polarisées rectilignement selon une première direction, et étant adapté pour transmettre simultanément des composantes des faisceaux diffractés (D) polarisées rectilignement selon une seconde direction 30 perpendiculaire à ladite première direction, vers le capteur d'image (7) lors de 2945341 -19- chaque étape de saisie d'image, ladite lame quart d'onde étant orientée à 45° par rapport aux dites première et seconde directions. 6. Interféromètre holographique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une première lentille (4) 5 disposée sur le premier côté du champ de mesure (C), et adaptée pour collimater les faisceaux de mesure dans ledit champ de mesure. 7. Interféromètre holographique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre deux secondes lentilles (9a, 9b) disposées de part et d'autre de la plaque holographique (5a), et adaptées 10 pour collimater les faisceaux au niveau de ladite plaque holographique. 8. Interféromètre holographique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur d'image (7) comprend une caméra ultra-rapide. 9. Procédé d'analyse de variations d'une distribution spatiale d'indice 15 de réfraction lumineuse d'un milieu transparent, ledit procédé comprenant les étapes successives suivantes : /1/ introduire le milieu transparent dans le champ de mesure (C) d'un interféromètre holographique selon l'une quelconque des revendications précédentes ; 20 /2/ la plaque holographique (5a) étant placée sur le support (5b), activer la source de lumière (1) pendant que le milieu transparent est dans un état de référence ; /3/ développer la plaque holographique (5a) ; /4/ replacer la plaque holographique sur le support, identiquement par 25 rapport à l'étape /2/ ; et /5/ activer de nouveau la source de lumière (1) et saisir une image à l'aide du capteur d'image (7) lorsque le milieu transparent présente les variations de la distribution de l'indice de réfraction lumineuse par rapport à l'état de référence, à l'intérieur du champ de mesure. 2945341 - 20 - 10. Utilisation d'un procédé selon la revendication 9, pour caractériser un écoulement (E) d'un fluide transparent. 11. Utilisation d'un procédé selon la revendication 9, pour caractériser une préparation biologique transparente. 5