Brevet FR2961901A1 — publié le 20111230

DISPOSITIF DE DETERMINATION D'UNE PENTE D'UN FRONT D'ONDE [1] L'invention concerne un dispositif de détermination d'une pente d'un 5 front d'onde d'une onde incidente traversant un milieu turbulent. [2] Par détermination d'une pente du front d'onde on désigne la détermination d'une mesure absolue de cette pente et /ou la détermination d'une variation de cette pente. [3] La détermination de la pente du front d'onde trouve, par exemple, des 10 applications dans le domaine de l'astronomie pour l'observation d'une étoile dans le ciel [4] Le front d'onde est une surface d'égale phase d'une onde, c'est-à-dire que ces points ont mis le même temps de parcours depuis la source. [5] Dans cette description, une étoile est considérée comme une source 15 lumineuse ponctuelle rayonnant un faisceau lumineux. Un faisceau lumineux est une onde électromagnétique se propageant selon une direction de propagation. Par onde plane on désigne une onde dont des fronts d'onde sont des plans perpendiculaires à la direction de propagation de l'onde. [6] Lorsqu'un observateur regarde une étoile dans le ciel par 20 l'intermédiaire d'un télescope, le télescope capte le faisceau lumineux rayonné par l'étoile. A partir du faisceau lumineux capté, le télescope détermine la position de l'étoile dans le ciel. Avant d'être capté par le télescope, le faisceau lumineux traverse un milieu turbulent. Par milieu turbulent on désigne un milieu dont l'indice de réfraction est spatialement hétérogène et généralement temporellement variant. Par 25 exemple, l'atmosphère est un milieu turbulent. En traversant l'atmosphère, le front d'onde est déformé. Cette déformation modifie en particulier son inclinaison. Pour l'observateur, cette inclinaison du front d'onde (également appelée pente du front d'onde) se traduit par un déplacement de l'image de l'étoile observée par le télescope au gré de la variation temporelle de l'indice de réfraction de l'atmosphère. Ce 30 phénomène est également connu sous l'expression anglaise de « tilt » ou « tip-tilt ». Afin de pouvoir corriger ce déplacement de l'image, par exemple par le biais d'une optique adaptative, il est nécessaire de connaitre au moins la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent. [7] Des dispositifs, connus du déposant, pour déterminer la pente du 35 front d'onde comportent : - un premier interféromètre apte à rayonner au moins deux premiers faisceaux monochromatiques de même longueur d'onde À1, les premiers faisceaux étant séparés l'un de l'autre par un premier plan médian par rapport auquel ils sont symétriques, les premiers faisceaux se propageant selon des directions de 40 propagation dirigées vers une cible de manière à ce que les premiers faisceaux traversent le milieu turbulent séparant le premier interféromètre de la cible et se superposent au niveau de cette cible pour former un premier interférogramme, - un instrument optique pour observer le premier interférogramme, cet 5 instrument comprenant un axe optique dirigé vers la cible, et - une unité de calcul apte à déterminer la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent suivant l'axe optique en fonction des observations du premier interférogramme réalisées par l'instrument optique. [8] Un tel dispositif est par exemple décrit dans la demande de brevet 10 WO 2010/007251. Ce dispositif utilise un interféromètre qui rayonne deux ensembles à deux longueurs d'onde différentes de trois faisceaux monochromatiques par l'intermédiaire de trois ouvertures disposées chacune au sommet d'un triangle. Généralement, une ouverture d'un interféromètre est une lentille ou un miroir et, plus rarement, un trou dans un masque. L'interférogramme obtenu grâce au trois 15 ouvertures est constitué de noeuds d'interférences réparties le long de trois directions non colinéaires. Dans la demande de brevet WO 2010/007251 l'axe de l'interféromètre est incliné par rapport à l'axe optique de l'instrument optique. De plus, l'axe optique est en dehors du plan médian de l'interféromètre. [9] Les directions de propagation des faisceaux se croisent au niveau de 20 la cible sur laquelle l'interférogramme est projeté. L'axe de l'interféromètre est la bissectrice de l'angle de ces directions de propagation des faisceaux et passant par le barycentre des ouvertures de l'interféromètre. [0010] L'axe optique est typiquement l'axe de symétrie de révolution, des miroirs et lentilles de l'instrument optique, dirigé vers la cible à observer. 25 [0011] Une telle disposition de l'interféromètre permet d'obtenir un interférogramme dont le contraste n'est pas optimal. Le contraste de l'interférogramme est la différence d'intensité entre les tâches les plus lumineuses et les zones sombres séparant ces tâches divisé par la somme de ces intensités. Or, moins le contraste est bon plus la mesure de la pente du front d'onde réalisée avec 30 ce dispositif est imprécise. [0012] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. [0013] L'invention porte ainsi sur un dispositif de détermination d'une pente d'un front d'onde d'une onde incidente traversant un milieu turbulent dans lequel l'axe optique de l'instrument optique est contenu dans le premier plan médian. 35 [0014] Le dispositif ci-dessus permet d'obtenir un interférogramme formé de franges lumineuses parallèles au premier plan médian. Lorsque cet interférogramme est observé par l'instrument optique dont l'axe optique est dans le premier plan médian, il possède un excellent contraste. Cela permet de réaliser une mesure précise de la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent. [0015] Les modes de réalisation de ce dispositif peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: ^ le premier interféromètre est disposé à côté de l'instrument optique de manière à ce que la projection orthogonale des directions de propagation des premiers faisceaux sur le plan médian est sécante avec l'axe optique, ^ le premier interféromètre rayonne uniquement deux premiers faisceaux pour former le premier interférogramme, ^ le premier interféromètre est également apte à rayonner au moins deux seconds faisceaux monochromatiques de même longueur d'onde À2 distincte de la longueur d'onde À1, ces seconds faisceaux étant séparés l'un de l'autre par le premier plan médian par rapport auquel ils sont symétriques, les seconds faisceaux se propageant selon des directions de propagation dirigées vers la cible de manière à ce que les seconds faisceaux traversent le milieu turbulent et se superposent au niveau de cette cible pour former un second interférogramme, et l'unité de calcul est apte à déterminer la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent suivant l'axe optique en fonction des observations des premier et second interférogrammes réalisés par l'instrument optique, ^ les directions de propagation des premiers faisceaux sont séparées d'une distance Dl, les directions de propagation des seconds faisceaux sont séparées d'une distance D2, et les longueurs d'ondes À1 et À2 et les distances Dl et D2 sont déterminées de manière à vérifier la relation suivante : À1/D1 = À2/D2 ^ l'interféromètre comporte un module de centrage permettant de superposer les premier et second interférogrammes l'un au-dessus de l'autre, ^ l'unité de calcul est apte à déterminer une mesure absolue de la pente du front d'onde d'une onde traversant ce milieu turbulent suivant l'axe optique en fonction des observations du ou des interférogrammes à deux longueurs d'ondes différentes, ^ le dispositif comporte un second interféromètre apte à rayonner des troisièmes faisceaux monochromatiques de même longueur d'onde À1, les troisièmes faisceaux étant séparés l'un de l'autre par un second plan médian par rapport auquel ils sont symétriques, le second plan médian étant sécant avec le premier plan médian, les troisièmes faisceaux se propageant selon des directions de propagations dirigées vers la cible de manière à ce que les troisièmes faisceaux traversent le milieu turbulent séparant le second interféromètre de la cible et se superposent au niveau de la cible pour former un troisième interférogramme, l'axe optique de l'instrument optique est également contenu dans le second plan médian, et l'unité de calcul est apte à déterminer, dans des directions perpendiculaires soit au premier plan médian soit au second plan médian, la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent suivant l'axe optique en fonction des observations des premiers et troisième interférogrammes réalisés par l'instrument optique, ^ le premier interféromètre comprend au moins un premier et un second séparateur apte à séparer spatialement, respectivement, des premier et deuxième faisceaux polychromatiques en deux faisceaux monochromatiques, ces séparateurs étant disposés de façon symétrique par rapport au plan médian, chaque séparateur comportant à cet effet : un disperseur apte à disperser un faisceau polychromatique comportant deux composantes spectrales de longueur d'onde À1 et À2 de manière à séparer ce faisceau polychromatique en deux faisceaux monochromatiques, respectivement, de longueur d'onde À1 et À2, se propageant dans des directions de propagations sécantes, et un focalisateur apte à focaliser les deux faisceaux monochromatiques de manière à ce que, après avoir traversé ce focalisateur, les directions de propagation de ces deux faisceaux monochromatiques soient dirigés sur la cible, ^ le dispositif comprend un module de positionnement apte à déplacer le focalisateur par rapport disperseur pour faire varier la distance D qui sépare les directions de propagation des deux faisceaux monochromatiques, ^ le premier interféromètre rayonne uniquement trois premiers faisceaux dont les directions de propagation ne sont pas contenues dans un même plan pour former le premier interférogramme, ^ l'instrument optique comprend une optique adaptative commandable apte à corriger l'image observée par l'instrument optique, et une unité de commande apte à commander l'optique adaptative en fonction de la pente du front d'onde calculée par l'unité de calcul, et ^ l'instrument optique est un télescope. [0016] Ces modes de réalisation comportent en outre les avantages suivants: ^ lorsque le premier interféromètre est disposé à côté de l'instrument optique, des diffusions parasites créées par des particules rétrodiffusantes du milieu traversé par les faisceaux dans le champ de vision de l'instrument sont limitées, ^ lorsque le premier interféromètre rayonne uniquement deux premiers faisceaux monochromatiques, le contraste du premier interférogramme est maximisé, ^ lorsque le premier interféromètre rayonne également deux seconds faisceaux monochromatiques de même longueurs d'onde À2 distinctes de la longueur d'onde À1, un second interférogramme est formé sur la cible, ^ lorsque les directions de propagation des premiers et seconds faisceaux sont séparées par des distances Dl et D2 vérifiant la relation d'égalité décrite plus haut, le pas séparant les franges des deux interférogrammes formés sur la cible est de même largeur, ^ lorsque le premier interférogramme ou la superposition des premier et second interférogrammes rayonne à au moins deux longueurs d'onde différentes, le dispositif permet de déterminer la mesure absolue de la pente du front d'onde, ^ lorsque deux interféromètres à bases non parallèles sont installés la pente du front d'onde peut être déterminée dans deux directions distinctes, ^ lorsqu'un interféromètre utilise des séparateurs, les directions de propagation des premiers et second faisceaux rayonnés sont séparées et focalisées sur la cible, ^ lorsque cet interféromètre comporte en plus un module de positionnement, il est possible d'ajuster les distances Dl et D2, ^ lorsque l'interférogramme est créé avec trois faisceaux non colinéaires, il est possible de déterminer la pente du front d'onde dans au moins deux directions différentes à partir de l'observation de cet interférogramme; ^ lorsque le dispositif comporte en plus une optique adaptative, le phénomène de « tilt » observé par l'instrument optique est corrigé. [0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique en vue de côté d'un dispositif de détermination d'une pente d'un front d'onde d'une onde incidente traversant un milieu turbulent, - la figure 2 est une illustration schématique en vue de face du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une illustration schématique en vue de côté d'un interféromètre du dispositif de la figure 1, - la figure 4 est une illustration schématique en vue de côté d'un séparateur de l'interféromètre de la figure 3, - la figure 5 est une illustration schématique d'un interférogramme réalisé à partir de l'interféromètre de la figure 3, et - la figure 6 est une illustration schématique en vue de face d'une variante du dispositif de la figure 1. [0018] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. [0019] Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détails. [0020] Par ailleurs, toutes les figures sont orientées dans un repère orthonormé commun formé par des directions X, Y et Z. [0021] Les figures 1 et 2 représentent un dispositif 2 de détermination d'une pente d'un front d'onde d'une onde incidente traversant un milieu turbulent. Dans l'exemple, le milieu est l'atmosphère. Il existe de nombreuses perturbations qui peuvent modifier localement l'indice de réfraction de l'atmosphère et donc la pente d'un front d'onde traversant l'atmosphère. Sur la figure 1, une perturbation 4 de l'atmosphère est symbolisé par un prisme afin d'illustrer les conséquences de cette perturbation sur la pente du front d'onde. [0022] Le dispositif 2 comprend un interféromètre 6 apte à créer un interférogramme sur une cible 8. Ici, la cible 8 est la mésosphère située à environ quatre-vingt dix kilomètres d'altitude. La mésosphère comprend des atomes de sodium. [0023] L'interféromètre 6 rayonne deux paires de faisceaux lasers 12, 14, et 19, 20 aptes à interférer entre eux par paire. La structure interne de l'interféromètre 6 est décrite plus en détail en référence aux figures 3 et 4. Les faisceaux 12, 14, 19 et 20 sont des ondes planes monochromatiques. Les faisceaux 12 et 14 ont une même longueur d'onde À1. Les faisceaux 19, 20 ont une même longueur d'onde À2. La longueur d'onde À2 est distincte de la longueur d'onde À1. Avantageusement, les faisceaux 12, 14, 19 et 20 sont cohérents temporellement et spatialement. Les faisceaux 12, 14 et 19, 20 de chaque paire sont séparés l'un de l'autre par un plan médian 18 par rapport auquel ils sont symétriques. Dans l'exemple, le plan médian 18 est parallèle aux directions X et Z et donc perpendiculaire au plan de la feuille. Les faisceaux de chaque paire 12, 14, et 19, 20 se propagent selon des directions de propagation dirigées vers la cible 8. Les faisceaux traversent la perturbation 4 séparant l'interféromètre 6 de la cible 8 et se superposent au niveau de la cible 8 pour former des interférogrammes. La paire de faisceaux 12, 14 crée un interférogramme 16 tandis que la paire de faisceaux 19, 20 crée un interférogramme 22. Les directions de propagation des faisceaux 12, 14, 19 et 20 sont telles que les faisceaux se croisent sur la cible 8. Les directions de propagation des faisceaux 12, 14 sont séparées l'une de l'autre d'une distance Dl. Les directions de propagation des faisceaux 19 et 20 sont séparées l'une de l'autre d'une distance D2. Les distances Dl et D2 correspondent aux distances qui séparent les ouvertures qui rayonnent, respectivement, les paires de faisceaux, respectivement, 12, 14 et 19, 20. [0024] Les longueurs d'onde À1 et À2 sont choisies de manière à ce que lorsqu'une onde polychromatique comportant deux composantes spectrales de longueurs d'onde À1 et À2 irradie un atome de sodium, au moins un des électrons de valence de cet atome passe d'un niveau d'énergie n à un niveau d'énergie supérieur n+k, où n et k sont des nombres entiers positifs. Dans l'exemple, la longueur d'onde À1 est de 589nm et la longueur d'onde À2 est de 569nm. [0025] .Le pas entre les franges des interférogrammes 16 et 22 sont fonctions, respectivement, des distances Dl et D2. Dans ce mode de réalisation, les distances Dl et D2 sont déterminées de manière à ce que les pas entre les franges des interférogrammes 16 et 22 soient les mêmes. A cet effet, les distances Dl et D2 sont déterminées de manière à vérifier la relation suivante : À1/D1 = À2/D2 (relation R1) [0026] La forme des interférogrammes 16 et 22 est plus détaillée en référence à la figure 5. [0027] L'interféromètre 6 comporte également un module 23 de centrage permettant de superposer les franges des interférogrammes 16 et 22 les unes au-dessus des autres. Par exemple, ce module 23 est un jeu de miroirs permettant de faire varier le chemin optique d'un des faisceaux 19 et/ou 20. Il permet de modifier la différence de marche entre les deux faisceaux 19 et 20 et donc de déplacer en translation l'interférogramme 22 perpendiculairement au plan 18. Un tel déplacement ne modifie pas le pas entre les franges de l'interférogramme. Dans ces conditions, on dit que l'interférogramme obtenu est invariant par translation. Dans ce cas, l'interférogramme 16 est fixe sur la cible 8 et l'interférogramme 22 se déplace perpendiculairement au plan 18. En complément, le module 23 peut également faire varier le chemin optique d'un des faisceaux 12 et/ou 14. Dans ce dernier cas, l'interférogramme 22 et l'interférogramme 16 peuvent être déplacés perpendiculairement au plan 18. [0028] Le dispositif 2 comporte également un interféromètre 60. La position de l'interféromètre 60 dans le dispositif 2 est davantage visible sur la figure 2. L'interféromètre 60 est identique à l'interféromètre 6 à l'exception du fait que les faisceaux 12, 14, 19 et 20 sont, respectivement, remplacés par des faisceaux 120, 140 monochromatiques de même longueur d'onde À1 et, éventuellement, des faisceaux 190 et 200 monochromatiques de même longueur d'onde À2. Les faisceaux 120 et 140 sont séparés l'un de l'autre par un plan médian 180 par rapport auquel ils sont symétriques. Les interféromètres 6 et 60 sont à base non parallèle, c'est-à-dire que les plans 180 et 18 sont sécants. Dans l'exemple, le plan médian 180 est parallèle aux directions X et Y. Les plans 180 et 18 sont donc perpendiculaires. L'intersection entre les plans 180 et 18 définit une droite d'intersection. Les faisceaux 120, 140, et 190 et 200 se propagent selon des directions de propagations dirigées vers la cible 8. Ils traversent la perturbation 4 séparant l'interféromètre 60 de la cible 8 et se superposent au niveau de la cible 8 pour former, respectivement, des interférogrammes 160, 220. Pour simplifier la figure 1, les interférogramme 160 et 220 sont représentés à côté des interférogrammes 16, 22. Toutefois, de préférence, les interférogrammes 160 et 220 sont créés sur la cible 8 au même endroit que les interférogrammes 16, 22. Pour que l'observation des interférogrammes 160, 220 ne soient pas gênée par la présence des interférogrammes 16, 22, par exemple, la projection des interférogrammes 160, 220 est alternée temporellement avec la projection des interférogrammes 16, 22. Ainsi, les projections des interférogrammes sont multiplexées temporellement. [0029] Le dispositif 2 comprend un instrument optique 24 pour observer les interférogrammes 16, 22, 160 et 220 sur la cible 8. Ici, l'instrument 24 est un télescope. L'instrument 24 présente un axe optique 26 dirigé vers la cible 8. Cet instrument 24 et les interféromètres 6, 60 sont disposés les uns par rapport aux autres de manière à ce que l'axe optique 26 soit confondu avec la droite d'intersection des plans médians 18 et 180. L'axe optique 26 est alors contenu à la fois dans les plans médians 18 et 180. Lorsque l'axe optique 26 est placé dans le plan médian de l'interféromètre, les interférogrammes créés par cet interféromètre sont vus comme un ensemble de franges lumineuses qui s'étendent chacune parallèlement au plan médian. Dans ce cas, les interférogrammes observés par l'instrument 24 sont invariants quelle que soit la position de l'axe optique 26 dans ce plan médian. [0030] De plus, ici l'interféromètre 6 est disposé en dehors du champ de vision de l'instrument 24. Par exemple, l'interféromètre 6 est disposé à côté de l'instrument 24 lorsqu'ils sont observés depuis un point situé sur l'axe optique 26. Autrement dit, l'instrument 24 et l'interféromètre 6 sont disposés l'un par rapport à l'autre de manière à ce que les projections orthogonales des directions de propagation des faisceaux 12, 14, 19 et 20 sur le plan médian 18 soient sécantes avec l'axe optique 26. Dans ces conditions, l'interféromètre 6 n'obstrue pas le champ de vision de l'instrument 20. De plus, si le milieu turbulent est rétrodiffusant cela permet d'éviter la pollution de l'observation des interférogrammes 16, 22 due à des particules rétrodiffusantes présentes entre l'instrument 24 et la cible 8. En effet, dans l'atmosphère il existe de nombreuses particules rétrodiffusantes, telles que des molécules ou des aérosols, qui diffusent la lumière des faisceaux 12, 14, 19 et 20. Ces particules rétrodiffusantes sont particulièrement gênantes si l'axe de l'interféromètre et l'axe optique 26 de l'instrument 24 sont confondus. En effet, dans ce dernier cas, ces particules diffusent de la lumière dans le champ de vision de l'instrument 24. Lorsque l'interféromètre 6 est en dehors du champ de vision de l'instrument 24, la lumière diffusée par les particules rétrodiffusantes se trouvent également essentiellement en dehors du champ de vision de l'instrument 24. [0031] De façon similaire, l'interféromètre 60 est disposé en dehors du champ de vision de l'instrument 24. [0032] Le dispositif 2 comporte également une unité 28 de calcul connectée à l'instrument 24. L'unité 28 est apte à déterminer dans les directions Y et Z, la mesure absolue de la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant la perturbation 4 suivant l'axe optique 26 en fonction des observations des interférogrammes 16, 22, 160 et 220. La détermination dans une certaine direction de la mesure absolue de la pente du front d'onde à partir des observations de deux interférogrammes est connue en soi. Généralement, on utilise la mesure d'un déplacement de l'interférogramme qui est fonction de la pente du front d'onde. En particulier, en cas de superposition des deux jeux d'interférogrammes, l'unité 28 peut en séparer aisément les images dans leur espace de Fourier. Une méthode de détermination est notamment décrite dans la publication : Meilard, N., Foy, R., Talion, M. Thiébaut, 2010, « End-to-end model for the Polychromatic Laser Guide Star project (ELP-OA) », dans « 1 Sr AO4ELT Conference : Adaptative Optics for Extremely Large Telescopes », Eds. Y. Clénet, J.-M. Coinan, T. Fusco, G. Rousset, EDP Sciences . [0033] Enfin, le dispositif 2 comporte une optique adaptative 25 apte à corriger en temps réel l'image observée par l'instrument optique 24. Par exemple, l'optique adaptative 25 comporte un correcteur comprenant, ici, un jeu 27 d'actionneurs apte à modifier localement la courbure du miroir primaire du télescope. L'optique adaptative 25 comporte également une unité 29 de commande des actionneurs du jeu 27. Dans l'exemple, l'unité de commande 29 est connectée à l'unité 28 de manière à commander le jeu 27 d'actionneurs en fonction de la mesure absolue de la pente du front d'onde déterminée par cette unité 28. Ainsi, l'optique adaptative 25 limite le phénomène de « tilt » observé sur l'instrument 24. Dans l'exemple, l'optique adaptative 25 est disposée au sein de l'instrument 24. [0034] L'interféromètre 6 va maintenant être décrit plus en détail en référence aux figures 3 et 4. L'interféromètre 6 comporte une source 30 rayonnant un faisceau laser polychromatique 31 comportant uniquement deux composantes spectrales de longueur d'onde À1 et À2. Le faisceau 31 se propage selon une direction de propagation dirigée vers un diviseur 32 apte à diviser le faisceau 31 en deux faisceaux 33 et 34 polychromatiques comportant les deux composantes spectrales de longueur d'onde À1 et À2. Dans l'exemple, le diviseur 32 est réalisé à partir d'un jeu de miroirs (non représenté). Ici, les faisceaux 33 et 34 se propagent selon des directions de propagation parallèles entre elles. Avantageusement, les faisceaux 33 et 34 sont en phase. [0035] Les directions de propagation des faisceaux 33 et 34 sont dirigées, respectivement, vers des séparateurs 36 et 38 apte à séparer spatialement les faisceaux polychromatiques 33 et 34 en deux faisceaux monochromatiques respectivement 12 et 19, et 14 et 20. Dans l'exemple, les séparateurs 36 et 38 sont disposés symétriquement par rapport au plan médian 18. Ici, les séparateurs 36 et 38 sont identiques. Aussi, pour simplifier la description, seul le séparateur 36 est décrit en détail. [0036] Le séparateur 36 comprend un disperseur, constitué d'un prisme 40 dans ce mode de réalisation, apte à réfracter le faisceau 33. On note n(Ài) l'indice de réfraction du prisme 40. Cet indice de réfraction varie en fonction de la longueur d'onde Ài de l'onde traversant le prisme 40. Le faisceau 33 traverse le prisme 40. Pour simplifier, on considère le problème en deux dimensions. Dans l'exemple illustré, la section transversale du prisme 40 est un triangle rectangle. On note Cl et C2 (figure 4) des côtés de ce prisme 40 formant un angle droit. On note H l'hypoténuse du prisme 40. On définit l'angle a comme l'angle formé par l'hypoténuse H et par le côté C2. Ici, le faisceau 33 pénètre dans le prisme 40 par l'hypoténuse H et sort du prisme 40 par le côté C2. On définit l'angle [i comme l'angle formé par la direction de propagation du faisceau 33 et par l'hypoténuse H. L'angle [i est l'angle d'incidence du faisceau 33. [0037] En traversant le prisme 40, les composantes spectrales du faisceau 33 sont réfractées. L'indice de réfraction du prisme variant suivant la longueur d'onde de l'onde pénétrant dans le prisme 40, la réfraction subie par la composante spectrale de longueur d'onde À1 est distincte de la réfraction subie par la composante spectrale de longueur d'onde À2. Ainsi, le prisme 40 sépare le faisceau polychromatique 33 pour former les deux faisceaux monochromatiques 12 et 19. Après avoir traversé le prisme 40, les faisceaux 12 et 19 se propagent selon deux directions de propagation distinctes. On note 81 l'angle formé par la direction de propagation du faisceau 12 et le côté C2. On note 82 l'angle formé par la direction de propagation du faisceau 19 et le côté C2. Les angles 81 et 82 peuvent être déterminés à l'aide de la relation suivante: 81= [i-a+aresin (n(À1).sin(a-aresin(sin([3)/n(À1))) 82= R-a+aresin (n(À2).sin(a-aresin(sin([3)/n(À2))) [0038] On note alors A0 la différence entre l'angle 01 et l'angle 02. [0039] Les faisceaux 12 et 19 sont dirigés vers un focalisateur propre à focaliser les faisceaux sur la cible 8. Ici, ce focalisateur est constitué d'un prisme 42. Ce prisme 42 est apte à réfracter les deux faisceaux 12 et 19 reçus de manière à ce que les directions de propagation de ces faisceaux 12 et 19 convergent vers la cible 8 après avoir traversé ce prisme 42. [0040] Dans l'exemple, les prismes 40 et 42 sont identiques et tournés l'un vers l'autre de manière à ce que leurs côtés C2 respectifs soient en vis-à-vis. Aussi, de la même manière que pour le prisme 40, en traversant le prisme 42, la réfraction subie par le faisceau 19 de longueur d'onde À2 est distincte de la réfraction subie par le faisceau 12 de longueur d'onde À1. Le prisme 42 est conformé avec le prisme 40 de manière à pouvoir focaliser les faisceaux 12 et 19 sur la cible 8. Dans l'exemple, les côtés C2 des prismes 40 et 42 sont disposés parallèlement l'un à l'autre. On note L la distance séparant les côtés C2 des prismes 40 et 42. Les faisceaux 12 et 19 sortent du prisme 42 par son hypoténuse H et se propagent ensuite dans des directions de propagation convergeant vers la cible 8. Les ouvertures rayonnant les faisceaux 12 et 19 sont séparées d'une distance D. Il est possible de dimensionner la distance D à l'aide de la relation suivante: D = 2.L.tan(a9) [0041] L'interféromètre 6 comporte par ailleurs un module 44 de positionnement permettant d'ajuster la distance D pour que la relation R1 soit vérifiée. 10 A cet effet, le module 44 modifie la distance L ou l'angle 49. [0042] Un interférogramme va maintenant être décrit plus en détail en référence à la figure 5 dans le cas particulier des interférogrammes 16 et 22. [0043] Les interférogrammes 16 et 22 comportent chacun des franges lumineuses parallèles au plan médian 18. Les franges lumineuses correspondent 15 aux points de la cible 8 au niveau desquels se superposent deux ondes en phase appartenant, respectivement, aux faisceaux 12 et 14. Les franges lumineuses sont séparées par des interfranges formant des zones sombres. Les interfranges sont les distances séparant deux franges lumineuses. Les interfranges correspondent aux points de la cible 8 au niveau desquels se superposent deux ondes en opposition de 20 phase appartenant, respectivement, aux faisceaux 12 et 14. [0044] Ici, puisque les distances D1 et D2 et les longueurs d'onde À1 et À2 vérifient la relation R1 la largeur des interfranges des interférogrammes 16 et 22 est égale. La largeur de ces interfranges est alors donnée par la relation suivante : Int = À1/D1 = À2/D2, 25 où Int est la largeur des interfranges des interférogrammes 16 et 22. [0045] Ici, les interférogrammes 16 et 22 sont superposés l'un sur l'autre par l'intermédiaire du module de centrage 23. Dès lors, les franges lumineuses de ces interférogrammes 16 et 22 se chevauchent, de préférence, en totalité. La superposition en totalité de plusieurs franges des interférogrammes 16 et 22 est 30 rendue possible par le fait que les largeurs des interfranges de ces interférogrammes sont les mêmes. La superposition de ces interférogrammes forme alors un interférogramme résultant 53 représenté sur la figure 5. Chaque frange 50 de cet interférogramme résultant est le résultat de la superposition d'une frange de l'interférogramme 16 avec une frange de l'interférogramme 22. De même, chaque 35 interfrange 52 est le résultat de la superposition d'un interfrange de l'interférogramme 16 avec un interfrange de l'interférogramme 22. [0046] De la même manière les faisceaux de l'interféromètre 60 se superposent sur la cible 8 pour former un interférogramme résultant (non représenté) dont les franges lumineuses sont parallèles au plan médian 180. [0047] Seuls les atomes de sodium de la cible 8 situés au niveau des franges sont excités par les faisceaux 12, 14. En effet, les longueurs d'onde À1 et À2 étant déterminées comme décrit plus haut, l'énergie apportée aux atomes de sodium par ces faisceaux 12, 14 entrainent le passage d'au moins un électron de valence d'un atome de sodium d'un niveau d'énergie n à un niveau d'énergie n+k. En réponse à cette excitation, l'atome de sodium se désexcite rayonnant alors une cascade de radiations de longueur d'onde Ài. Chaque émission d'une radiation de longueur d'onde Ài correspond à un passage d'un électron de valence de l'atome de sodium d'un niveau n+k à un niveau n+k-j, où j est un nombre entier positif inférieur au nombre entier n+k. [0048] Ces radiations aux longueurs d'onde Ài sont observées par l'instrument 24 donnant ainsi une image de l'interférogramme résultant 53. Les longueurs d'onde Ài des radiations émises étant différentes les unes des autres, lorsque les différentes radiations traversent la perturbation 4 pour être observées par l'instrument 24, celles-ci sont plus ou moins réfractées. En conséquence, l'image de l'interférogramme résultant 53 observée par l'instrument 24 est un ensemble d'interférogrammes réfractés possédant la même largeur d'interfrange que l'interférogramme résultant 53 mais translatés les uns par rapport aux autres. A partir de l'observation de la position de ces interférogrammes réfractés pour différentes longueurs d'onde Ài, l'unité 28 détermine la mesure absolue de la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant la perturbation 4 suivant l'axe optique 22. Dans cet exemple, les longueurs d'onde Ài sont comprises entre 330nm et 2,34pm. [0049] Pour déterminer la pente dans la direction Y, l'unité 28 utilise l'observation de l'interférogramme résultant de la superposition des interférogrammes 16 et 22. Pour déterminer la pente dans la direction Z, l'unité 28 utilise l'observation de l'interférogramme résultant de la superposition des interférogrammes 160 et 220. [0050] La figure 6 illustre un dispositif 80 de détermination de la pente du front d'onde identique au dispositif 2 à l'exception du fait que l'interféromètre 6 est remplacé par un interféromètre 59 et que l'interféromètre 60 est omis. Ce dispositif 80 est particulièrement adapté au cas où l'épaisseur Ec de la cible 8 est très petite devant la distance Dd qui sépare cette cible de l'instrument optique 24. L'épaisseur de la cible 8 est l'épaisseur du milieu rétrodiffusant qui la constitue. Par exemple, dans le cas de la cible 8, il s'agit sensiblement de l'épaisseur de la couche de sodium dans la mésophère. On considère que l'épaisseur Ec est très petite si Ec est au moins 10 et, de préférence, 100 ou 1000 fois inférieure à Int x Dd / Da, où Da désigne la distance entre les axes optiques de l'interféromètre et de l'instrument optique, un télescope dans le cas représenté sur la figure 6. [0051] L'interféromètre 59 est identique à l'interféromètre 6 sauf qu'il comporte trois ouvertures non alignées pour projeter simultanément trois faisceaux 40 monochromatiques 82, 84 et 86 de même longueur d'onde. Par exemple, les ouvertures sont disposées chacune au sommet d'un triangle équilatéral. Les directions de propagation de ces trois faisceaux sont symétriques par rapport à un plan médian 88. Dans ce dispositif 80, le plan médian 88 passe par la direction de propagation du faisceau 82 et par l'axe optique 26. Les directions de propagation 82, 84 et 86 sont dirigées vers la perturbation 4 de manière à ce que les faisceaux 82, 84 et 86 traverse cette perturbation 4 et se superposent sur une cible pour former un interférogramme. [0052] Le dispositif 80 n'est pas décrit plus en détail. Le fonctionnement du dispositif 80 se déduit directement du fonctionnement du dispositif 2. [0053] De nombreux autres modes de réalisation sont possibles. Par exemple, les longueurs d'onde À1 et À2 ne sont pas nécessairement égales à 569nm et 589nm. D'autres longueurs d'onde peuvent être utilisées. Les faisceaux 12 et 14 peuvent ne pas avoir la même longueur d'onde que les faisceaux 120 et 140. De même, les faisceaux 19 et 20 peuvent ne pas avoir la même longueur d'onde que les faisceaux 190 et 200. [0054] Pour des applications ne nécessitant pas l'utilisation de deux longueurs d'ondes différentes, les interféromètres 6 et 60 peuvent être simplifiés pour rayonner uniquement deux faisceaux monochromatiques de même longueur d'onde. Dans ce contexte, l'unité de calcul 28 est apte à déterminer la variation de la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu 4 suivant l'axe optique 26. [0055] Il est préférable que les directions de propagation des faisceaux convergent vers la cible. Toutefois, il est aussi possible d'utiliser des faisceaux dont les directions de propagation sont parallèles. Bien que parallèles, les faisceaux se superposent en partie sur la cible car ils se dispersent un petit peu, du fait de la diffraction et aussi car ils peuvent ne peuvent pas être parfaitement collimatés et se dispersent un petit peu. Que les faisceaux soient focalisés sur la cible ou parallèles, on considère dans ces deux cas qu'ils sont dirigés vers la cible. [0056] Dans l'interféromètre 6, une lentille collimatrice peut être disposée en entrée des séparateurs 36, 38 afin de limiter la dispersion des faisceaux 33,34. De même, une lentille collimatrice peut être disposée en sortie des séparateurs 36, 38 afin de limiter la dispersion des faisceaux 12, 14, 19 et 20. [0057] Le prisme 40 et/ou 42 peut être remplacé par tout dispositif remplissant la même fonction. Par exemple, le prisme 40 ou 42 est remplacé par un réseau de diffraction, des lames dichroïques ou autres. [0058] Le prisme 40 ou 42 n'a pas nécessairement un angle droit. L'angle droit peut être remplacé par un angle quelconque. [0059] La source 30 peut être remplacée par une source polychromatique comportant N composantes spectrales de longueurs d'onde distinctes les unes des autres, où N est un nombre entier positif supérieur à deux. A l'inverse, la source 30 peut aussi être remplacée par une source monochromatique. Dans ce dernier cas, les séparateurs 36, 38 peuvent être omis. [0060] Le nombre de faisceaux monochromatiques de même longueur d'onde rayonnés par l'interféromètre 6 est, de préférence, limité à deux. Toutefois, le nombre de faisceaux monochromatiques de même longueur d'onde peut également être supérieur ou égal à trois. Lorsqu'il y a plus de deux faisceaux, les ouvertures de l'interféromètre rayonnant chacun de ces faisceaux peuvent être alignés ou non. [0061] Plusieurs interféromètres peuvent être utilisés pour mesurer la pente dans une même direction. Dans ce cas, les interférogrammes réalisés par ces interféromètres sont de préférence superposés les uns sur les autres par le module de guidage 23 afin d'augmenter l'intensité des franges lumineuses de l'interférogramme résultant créé sur la cible. [0062] Si la pente du front d'onde doit être déterminée dans une seule direction, l'un des interféromètres 6, 60 est omis. Par contre, si la pente du front d'onde doit être déterminée dans plus de trois directions, un ou plusieurs interféromètres supplémentaires peuvent être ajoutés. [0063] Le multiplexage temporelle des interférogrammes 16, 22 et 160, 220 peut être omis. Dans ce cas, les interférogrammes 16, 22 se superposent avec les interférogrammes 160, 220, au prix éventuellement d'une perte d'efficacité dans le processus de rétrodiffusion si celui ci sature à l'intersection des franges des jeux d'interférogrammes. [0064] L'optique adaptative 25 peut être omise du dispositif 2. Par exemple, le dispositif 2 peut être uniquement utilisé pour déterminer la pente d'un front d'onde. L'unité de contrôle 28 peut alors transmettre la pente déterminée par le dispositif 2 à une optique adaptative d'un autre instrument optique que l'instrument 24. [0065] L'instrument optique 24 n'est pas nécessairement un télescope. Il peut s'agir d'une lunette, d'une caméra ou de tout autre instrument optique. [0066] Le milieu turbulent n'est pas nécessairement un gaz. Il peut aussi s'agir dans d'autres applications d'un milieu liquide ou solide à partir du moment où celui-ci est transparent aux faisceaux émis. [0067] Les applications des dispositifs 2 et 80 ne sont pas limitées au domaine de l'astronomie. Ces dispositifs peuvent être utilisés dans d'autres domaines d'application telles que les télécommunications aérospatiales ou les observations médicales. Par exemple, dans le domaine médical, un dispositif de détermination de la pente d'un front d'onde peut être utilisé pour régler l'optique adaptative d'un appareil d'observation de la rétine. Dans cette application le milieu turbulent est l'humeur vitreuse. [0068] L'interféromètre équipé des séparateurs 36, 38 peut être mise en oeuvre indépendamment du fait que l'axe optique 26 soit compris dans le plan médian 40 de cet interféromètre. De façon plus générale, l'interféromètre équipé des séparateurs REVENDICATIONS1. Dispositif de détermination d'une pente d'un front d'onde d'une onde incidente traversant un milieu turbulent, ce dispositif comportant : - un premier interféromètre (6; 59) apte à rayonner au moins deux premiers faisceaux (12, 14; 82, 84, 86) monochromatiques de même longueur d'onde À1, les premiers faisceaux (12, 14; 82, 84, 86) étant séparés l'un de l'autre par un premier plan médian (18) par rapport auquel ils sont symétriques, les premiers faisceaux (12, 14; 82, 84, 86) se propageant selon des directions de propagation dirigées vers une cible (8) de manière à ce que les premiers faisceaux (12, 14; 82, 84, 86) traversent le milieu turbulent séparant le premier interféromètre (6) de la cible (8) et se superposent au niveau de cette cible (8) pour former un premier interférogramme (16, 22), - un instrument optique (24) pour observer le premier interférogramme (16, 22), cet instrument (24) comprenant un axe optique (26) dirigé vers la cible (8), et - une unité de calcul (28) apte à déterminer la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent suivant l'axe optique (26) en fonction des observations du premier interférogramme (16, 22) réalisées par l'instrument optique (24), caractérisé en ce que l'axe optique (26) de l'instrument optique (24) est contenu dans le premier plan médian (18). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le premier interféromètre (6; 59) est disposé à côté de l'instrument optique (24) de manière à ce que la projection orthogonale des directions de propagation des premiers faisceaux (12, 14, 19, 20; 82, 84, 86) sur le plan médian (18) est sécante avec l'axe optique (26). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le premier interféromètre (6) rayonne uniquement deux premiers faisceaux (12, 14) pour former le premier interférogramme (16). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - le premier interféromètre (6) est également apte à rayonner au moins deux seconds faisceaux (19, 20) monochromatiques de même longueur d'onde À2 distincte de la longueur d'onde À1, ces seconds faisceaux (19, 20) étant séparés l'un de l'autre par le premier plan médian (18) par rapport auquel ils sont symétriques, les seconds faisceaux (19, 20) se propageant selon des directions de propagation dirigées vers la cible (8) de manière à ce que les seconds faisceaux (19, 20) traversent le milieu turbulent et se superposent au niveau de cette cible (8) pour former un second interférogramme (22), et- l'unité de calcul (28) est apte à déterminer la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent suivant l'axe optique (26) en fonction des observations des premier et second interférogrammes (16, 22) réalisés par l'instrument optique (24). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel : - les directions de propagation des premiers faisceaux (12, 14) sont séparées d'une distance Dl, - les directions de propagation des seconds faisceaux (19, 20) sont séparées 10 d'une distance D2, et - les longueurs d'ondes À1 et À2 et les distances Dl et D2 sont déterminées de manière à vérifier la relation suivante : À1/D1 = À2/D2 15 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'interféromètre (6) comporte un module (23) de centrage permettant de superposer les premier et second interférogrammes (16, 22) l'un au-dessus de l'autre. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 20 lequel l'unité de calcul (28) est apte à déterminer une mesure absolue de la pente du front d'onde d'une onde traversant ce milieu turbulent suivant l'axe optique en fonction des observations du ou des interférogrammes (16, 22) à deux longueurs d'ondes différentes. 25 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - le dispositif comporte un second interféromètre (60) apte à rayonner des troisièmes faisceaux (120, 140) monochromatiques de même longueur d'onde À1, les troisièmes faisceaux (120, 140) étant séparés l'un de l'autre par un 30 second plan médian (180) par rapport auquel ils sont symétriques, le second plan médian (180) étant sécant avec le premier plan médian (18), les troisièmes faisceaux (120, 140) se propageant selon des directions de propagations dirigées vers la cible (8) de manière à ce que les troisièmes faisceaux (120, 140) traversent le milieu turbulent séparant le second 35 interféromètre (60) de la cible et se superposent au niveau de la cible (8) pour former un troisième interférogramme (160), - l'axe optique (26) de l'instrument optique (24) est également contenu dans le second plan médian (180), et - l'unité de calcul (28) est apte à déterminer, dans des directions 40 perpendiculaires soit au premier plan médian (18) soit au second plan médian(180), la pente du front d'onde de l'onde incidente traversant le milieu turbulent suivant l'axe optique (26) en fonction des observations des premiers et troisième interférogrammes (16, 160) réalisés par l'instrument optique, 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier interféromètre (6) comprend au moins un premier et un second séparateur (36, 38) apte à séparer spatialement, respectivement, des premier et deuxième faisceaux polychromatiques (33, 34) en deux faisceaux monochromatiques, ces séparateurs étant disposés de façon symétrique par rapport au plan médian, chaque séparateur comportant à cet effet : un disperseur (40) apte à disperser un faisceau polychromatique comportant deux composantes spectrales de longueur d'onde À1 et À2 de manière à séparer ce faisceau polychromatique en deux faisceaux monochromatiques, respectivement, de longueur d'onde À1 et À2, se propageant dans des directions de propagations sécantes, et un focalisateur (42) apte à focaliser les deux faisceaux monochromatiques de manière à ce que, après avoir traversé ce focalisateur (42), les directions de propagation de ces deux faisceaux monochromatiques soient dirigés sur la cible. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le dispositif comprend un module (44) de positionnement apte à déplacer le focalisateur (42) par rapport disperseur (40) pour faire varier la distance D qui sépare les directions de propagation des deux faisceaux monochromatiques. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le premier interféromètre (80) rayonne uniquement trois premiers faisceaux (82, 84, 86) dont les directions de propagation ne sont pas contenues dans un même plan pour former le premier interférogramme. 30 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'instrument optique (24) comprend une optique adaptative (25) commandable apte à corriger l'image observée par l'instrument optique (24), et une unité de commande (28) apte à commander l'optique adaptative (25) en fonction de la 35 pente du front d'onde calculée par l'unité de calcul (28). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'instrument optique (24) est un télescope.25