Brevet FR3088119A1 — publié le 20200508

DISPOSITIF DE MESURE BASÉ SUR UNE MESURE OPTIQUE DANS UNE CAVITÉ OPTO- MÉCANIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des dispositifs de mesure optique, notamment, mais de manière non limitative, pour mesurer une concentration en gaz. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE On connaît dans l'art antérieur de nombreux dispositifs optiques pour mesurer une concentration en gaz, basés sur la propriété de chaque gaz d'absorber la lumière à des longueurs d'onde bien particulières (raies d'absorption). On peut citer par exemple la technique dite CEAS, pour l'anglais « cavity enhanced absorption spectroscopy », dans laquelle on injecte dans une cavité optiquement résonante un faisceau lumineux à une longueur d'onde d'absorption caractéristique d'un gaz. Lorsque la cavité est remplie par ce gaz, le faisceau lumineux est partiellement absorbé par le gaz dans la cavité. L'absorption est d'autant plus efficace que le faisceau lumineux effectue de nombreux allers-retours dans la cavité. La mesure de l'intensité lumineuse transmise par la cavité donne une information sur la concentration du gaz dans la cavité. Un inconvénient de cette technique réside notamment dans le fait que la source laser fournissant le faisceau lumineux possède des variations aléatoires de modes qui rendent le dispositif instable et bruité. Différentes solutions ont été proposées pour augmenter la stabilité. Par exemple, dans la technique dite 0A-CEAS, pour l'anglais « off-axis CEAS », on évite intentionnellement le couplage résonant à un mode de cavité unique. Pour cela, le faisceau laser injecté dans la cavité est désaxé relativement à l'axe de la cavité, et suit une trajectoire traçant un motif elliptique sur les miroirs qui délimitent la cavité. On mesure 2 l'intensité lumineuse en sortie de la cavité, intégrée sur tout le motif elliptique. Cette technique est décrite par exemple par P. Malara et al., dans l'article « Sensitivity enhancement of off-axis ICOS using wave/ength Modulation», Appl Phys B, Lasers and Optics (2012). En variante, on utilise une partie des photons résonants de la cavité comme contre-réaction sur la source laser, pour forcer une émission aux fréquences exactes de résonance de la cavité. Cette technique est décrite par exemple par D. Romanini et al., dans l'article « Fast, low-noise, mode-by-mode, cayity-enhanced absorption spectroscopy by diode-laser self-locking », Appl Phys B, Lasers and Optics (2005). 10 Chacune de ces solutions forme cependant un dispositif complexe et encombrant. Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de mesure, permettant notamment de mesurer une concentration en gaz, et capable d'offrir à la fois un encombrement réduit et une grande simplicité de réalisation et de réglage. 15 EXPOSÉ DE L'INVENTION Cet objectif est atteint avec un dispositif de mesure comportant : - une première source lumineuse, configurée pour émettre un faisceau lumineux d'excitation avec au moins un pic d'émission centré sur une longueur d'onde d'excitation ; 20 - une cavité optique dite d'excitation, optiquement résonante à ladite longueur d'onde d'excitation, et configurée pour recevoir en entrée ledit faisceau lumineux d'excitation ; - une seconde source lumineuse, configurée pour émettre un faisceau lumineux de mesure, avec un pic d'émission centré sur une longueur d'onde de mesure ; et 25 - un élément mécanique mobile et/ou déformable, monté mobile autour d'une position de retour élastique et/ou élastiquement déformable, situé à la fois sur le chemin optique du faisceau lumineux d'excitation dans la cavité optique d'excitation et sur le chemin optique du faisceau lumineux de mesure, et apte à être déplacé et/ou déformé par le faisceau lumineux d'excitation ; 3 l'un parmi le faisceau lumineux d'excitation et le faisceau lumineux de mesure étant apte à mettre en oscillation l'élément mécanique mobile et/ou déformable. De préférence, c'est le faisceau lumineux d'excitation qui est apte à mettre en oscillation l'élément mécanique mobile et/ou déformable, grâce à une intensité lumineuse supérieure à celle du faisceau lumineux d'excitation et notamment par un phénomène d'auto-oscillation (décrit plus loin). La cavité optique d'excitation et l'élément mécanique mobile et/ou déformable forment ensemble une cavité opto-mécanique, dans laquelle un phénomène optique et un phénomène mécanique interagissent l'un sur l'autre. En particulier, le faisceau 10 lumineux d'excitation confiné dans la cavité optique d'excitation est apte à déplacer et/ou déformer l'élément mécanique mobile et/ou déformable selon un mouvement oscillant. L'interaction entre un phénomène optique et un phénomène mécanique permet de réaliser une mesure sur le phénomène mécanique (mesure du déplacement ou de la 15 déformation de l'élément mécanique mobile et/ou déformable) plutôt que sur le phénomène optique directement (mesure d'une caractéristique du faisceau lumineux d'excitation). On s'affranchit ainsi des défauts de stabilité mentionnés en introduction, sans pour autant complexifier outre mesure le dispositif, ni augmenter notablement son encombrement. 20 Selon l'invention, la mesure sur le phénomène mécanique est réalisée à l'aide du faisceau lumineux de mesure, distinct du faisceau lumineux d'excitation. Cette mesure optique présente l'avantage d'offrir une grande précision pour un faible encombrement. En outre, les caractéristiques optiques du faisceau lumineux utilisé pour la mesure sont ainsi décorrellées des caractéristiques optiques du faisceau lumineux absorbé par le gaz, 25 ce qui permet de réaliser la détection dans des gammes de longueurs d'onde pour lesquelles on dispose de détecteurs particulièrement performants. En particulier, le faisceau lumineux absorbé par le gaz (faisceau lumineux d'excitation) peut être situé dans le moyen infrarouge, qui est la gamme spectrale la plus intéressante pour la spectrométrie de gaz, tandis que le faisceau lumineux utilisé pour la mesure (faisceau lumineux de mesure) peut être situé dans le visible, dans une gamme spectrale qui 4 n'impose pas l'utilisation d'un détecteur refroidi de type MCT (détecteur à base de Tellure de Mercure-Cadmium) pour mesurer un signal. Enfin, la mesure optique s'avère particulièrement avantageuse dans des variantes de l'invention dans lesquelles l'élément mécanique monté mobile et/ou déformable appartient à la fois à la cavité optique d'excitation et à une cavité optique de mesure recevant le faisceau lumineux de mesure. Le dispositif de mesure selon l'invention offre une limite de détection et une stabilité meilleures que les systèmes de type CEAS basés sur une cavité résonante simple, tout en présentant un encombrement et une complexité moindre en comparaison avec 10 les systèmes plus complexes présentés en introduction. De préférence, la longueur d'onde de mesure est située sur le spectre visible et proche infrarouge, entre 380 nm et 1 km, et la longueur d'onde d'excitation est située en dehors du spectre visible et proche infrarouge. 15 Avantageusement, le faisceau lumineux d'excitation est apte à mettre en oscillation l'élément mécanique mobile et/ou déformable, et le faisceau lumineux de mesure présente une intensité lumineuse au moins deux fois inférieure à celle du faisceau lumineux d'excitation. La longueur d'onde d'excitation correspond avantageusement au maximum d'un pic 20 de résonance de la cavité optique d'excitation à l'équilibre, la cavité optique d'excitation étant dite à l'équilibre lorsque l'élément mécanique mobile et/ou déformable se trouve dans une position centrale entre deux positions extrêmes de son mouvement d'oscillation. Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre une cavité optique dite de 25 mesure, optiquement résonante à ladite longueur d'onde de mesure et configurée pour recevoir en entrée le faisceau lumineux de mesure, avec l'élément mécanique mobile et/ou déformable qui appartient à la fois à la cavité optique d'excitation et à la cavité optique de mesure. La longueur d'onde de mesure peut alors être située sur un pic de résonance de la 30 cavité optique de mesure à l'équilibre, la cavité optique de mesure étant dite à l'équilibre 5 lorsque l'élément mécanique mobile et/ou déformable se trouve dans une position centrale entre deux positions extrêmes de son mouvement d'oscillation. La longueur d'onde de mesure peut en particulier être située sur une pente dudit pic de résonance. Avantageusement, une première face de l'élément mécanique mobile et/ou déformable est optiquement réfléchissante à la longueur d'onde d'excitation, et une seconde face de l'élément mécanique mobile et/ou déformable, opposée à ladite première face, est optiquement réfléchissante à la longueur d'onde de mesure, avec la cavité optique d'excitation qui s'étend du côté de la première face de l'élément 10 mécanique mobile et/ou déformable et la cavité optique de mesure qui s'étend du côté de la seconde face de l'élément mécanique mobile et/ou déformable. La cavité optique d'excitation et la cavité optique de mesure peuvent se recouvrir au moins partiellement, avec l'élément mécanique mobile et/ou déformable qui s'étend dans une région située à la fois à l'intérieur de la cavité optique d'excitation et à 15 l'intérieur de la cavité optique de mesure. De préférence, l'élément mécanique mobile et/ou déformable s'étend selon une surface comprise entre 100*100 pm2 et 10*10 mm2. Au moins une région à l'intérieur de la cavité optique d'excitation peut être adaptée à recevoir un milieu gazeux ou liquide, avec la longueur d'onde d'excitation qui 20 correspond à une longueur d'onde d'absorption caractéristique d'un gaz ou d'un liquide prédéterminé, de sorte qu'en fonctionnement, la présence dudit gaz ou liquide prédéterminé dans la cavité optique d'excitation modifie l'oscillation de l'élément mécanique mobile et/ou déformable. De préférence, l'élément mécanique mobile et/ou déformable s'étend alors à l'intérieur d'un logement sous vide. 25 En variante, l'élément mécanique mobile et/ou déformable peut comporter une zone réceptrice pour recevoir une ou plusieurs particules, avec l'élément mécanique mobile et/ou déformable qui est configuré pour qu'en fonctionnement, son oscillation soit modifiée par la présence desdites particules sur la zone réceptrice. L'invention couvre également un système comprenant un interféromètre dont l'un 30 des bras comporte la cavité optique de mesure. 6 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : 5 la figure 1 illustre de manière schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de mesure selon l'invention ; - les figures 2A et 2B illustrent le lien, dans une cavité optiquement résonante, entre la position du miroir de fond et la longueur d'onde de résonance ; les figures 3A à 3C illustrent le positionnement des longueurs d'onde d'excitation 10 et de mesure, relativement aux réponses spectrales respectives des cavités optiques du dispositif de la figure 1 ; les figures 4A et 4B illustrent l'intensité lumineuse, respectivement la phase, du faisceau lumineux de mesure émergeant du dispositif de la figure 1 ; - la figure 5 illustre de manière schématique une variante du mode de réalisation 15 de la figure 1 ; les figures 6 à 8 illustrent de manière schématique différentes variantes d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de mesure selon l'invention ; - la figure 9 illustre de manière schématique un troisième mode de réalisation d'un dispositif de mesure selon l'invention ; 20 la figure 10 illustre de manière schématique un système comportant un dispositif de mesure selon l'invention et des moyens pour réaliser une mesure sur le faisceau lumineux de mesure émergeant dudit dispositif ; les figures 11A à 11D et 12A à 12C illustrent respectivement deux procédés de réalisation d'un dispositif de mesure selon l'invention. 25 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La figure 1 illustre de manière schématique un premier mode de réalisation d'un dispositif de mesure 100 selon l'invention, formant ici plus particulièrement un capteur de gaz pour mesurer une concentration d'un gaz prédéterminé. 7 Le dispositif 100 est représenté selon une vue en coupe dans le plan (x0z) d'un repère orthonormé (Oxyz). Le dispositif 100 comporte ici : une première source lumineuse 110; 5 une première cavité optique 120, dite cavité optique d'excitation ; une seconde source lumineuse 130; et une seconde cavité optique 140, dite cavité optique de mesure. La première source lumineuse 110 est formée d'une source laser, avec un spectre d'émission qui présente un ou plusieurs pic(s) d'émission centrés chacun sur une 10 longueur d'onde d'excitation respective 4, où 4 qui correspond à une raie d'absorption caractéristique du gaz dont on souhaite mesurer la concentration. Une longueur d'onde d'excitation 4 est comprise de préférence entre 1 Rm et 15 Rm, et plus préférentiellement entre 3 Rm et 12 Rm (infrarouge moyen). Cette gamme de longueurs d'onde regroupe les longueurs d'onde utiles pour identifier de nombreux composés 15 gazeux, notamment les alcanes, les composés organiques volatiles, les oxydes de soufre ou d'azote, etc. On a par exemple 4 = 4,23 Rm, ce qui correspond à l'une des longueurs d'onde d'absorption du dioxyde de carbone. Selon d'autres variantes, une longueur d'excitation AE peut être située dans l'ultra-violet, par exemple pour détecter l'ozone (à 254 nm). La première source lumineuse 110 est constituée par exemple d'un laser à 20 cascade quantique (QCL, pour l'anglais « quantum cascade laser»). Le faisceau lumineux émis par la première source lumineuse 110 est nommé faisceau lumineux d'excitation, 111. En utilisation, le faisceau lumineux d'excitation 111 se propage selon l'axe (Oz), jusqu'à la cavité optique d'excitation 120. La cavité optique d'excitation 120 est une cavité Fabry-Pérot, ici une cavité linéaire 25 alignée selon l'axe (Oz) et délimitée par un miroir d'entrée 121 et un miroir de fond. Elle présente une longueur de quelques centimètres selon l'axe (Oz). De préférence, le facteur de qualité de la cavité optique d'excitation 120 est supérieur ou égal à 104 et même 105, grâce à des miroirs de grande qualité (réflectivité supérieure ou égale à 98% par exemple). On a par exemple, sans absorption par un milieu gazeux dans la cavité optique 30 d'excitation 120, un facteur de qualité d'environ 150000, et une finesse d'environ 1000, 8 ces valeurs variant légèrement en fonction de l'absorption. La cavité optique d'excitation 120 est optiquement résonante à la longueur d'onde d'excitation À. Le miroir de fond est formé ici d'un élément mécanique oscillant 150, réfléchissant à la longueur d'onde d'excitation 2E. En utilisation, le faisceau lumineux d'excitation 111 effectue plusieurs allers et retours dans la cavité optique d'excitation 120. La seconde source lumineuse 130 est formée d'une source laser émettant dans le spectre visible ou proche infrarouge, à des longueurs d'onde situées entre 380 nm et 1 µm pour lesquelles il existe des photo-détecteurs présentant d'excellentes performances en détection. Le spectre d'émission de la seconde source lumineuse 130 10 présente en particulier un pic d'émission centré sur une longueur d'onde dite de mesure, AD, avec par exemple AD = 830 nm. Le faisceau lumineux émis par la seconde source lumineuse 130 est nommé faisceau lumineux de mesure, 131. En utilisation, le faisceau lumineux de mesure 131 se propage selon l'axe (Oz), jusqu'à la cavité optique de mesure 140, où il effectue plusieurs allers et retours avant d'émerger de cette dernière. Le 15 faisceau lumineux de mesure 131 est de préférence un signal continu. La cavité optique de mesure 140 est une cavité Fabry-Pérot, ici une cavité linéaire alignée selon l'axe (Oz), et délimitée par un miroir d'entrée 141, et un miroir de fond. De préférence, le facteur de qualité de la cavité optique de mesure 140 est supérieur ou égal à 104, grâce à des miroirs de grande qualité (réflectivité supérieure ou égale à 95% par 20 exemple). On a par exemple un facteur de qualité d'environ 73000, et une finesse d'environ 30. La cavité optique de mesure 140 est optiquement résonante à la longueur d'onde de mesure AD. Le miroir de fond est formé ici par l'élément mécanique oscillant 150, également réfléchissant à la longueur d'onde de mesure AD. L'élément mécanique oscillant 150 sert de miroir de fond pour chacune de ces deux 25 cavités 120 et 140. Il s'étend entre les deux cavités optiques 120 et 140. L'élément mécanique oscillant 150 est élastiquement déformable, apte à se déformer mécaniquement en réponse à l'application d'une force mécanique externe, et à revenir à sa forme initiale à l'arrêt de l'application de ladite force. Au repos, il s'étend de préférence dans un plan (x0y) orthogonal à l'axe (Oz), avec de chaque côté l'une des deux 30 cavités optiques 120 et 140. En réponse à l'application d'une force mécanique orientée 9 selon l'axe (Oz), l'élément mécanique oscillant 150 s'incurve en direction de l'une ou l'autre des cavités optiques 120 et 140. L'élément mécanique oscillant 150 forme ainsi un élément mécanique mobile et/ou déformable selon l'invention, apte à se déformer sous l'effet d'une force de pression, et à revenir à sa forme initiale lorsqu'il n'est plus soumis à cette force de pression. En particulier, l'élément mécanique oscillant 150 est apte à se déformer en s'incurvant, sous l'effet d'une force de pression orientée selon l'axe (0z). L'élément mécanique oscillant 150 est constitué ici d'une membrane revêtue d'un ou plusieurs revêtements réfléchissants. De préférence, le ou les revêtement(s) réfléchissant(s) s'étendent chacun sur toute la surface de la membrane, dans un plan 10 parallèle au plan (Oxy). Chaque revêtement réfléchissant peut être constitué d'une fine couche de métal, par exemple en argent ou en or. L'élément mécanique oscillant 150 comporte par exemple deux revêtements réfléchissants, recouvrant respectivement l'une et l'autre face de la membrane, et formant miroir de fond respectivement pour la cavité optique d'excitation et la cavité optique de mesure. En variante, un même revêtement 15 réfléchissant peut former à la fois le miroir de fond de la cavité optique d'excitation et le miroir de fond de la cavité optique de mesure. La membrane est quant à elle constituée par exemple de nitrure de silicium. L'élément mécanique oscillant 150 présente, dans un plan parallèle au plan (Oxy), une surface comprise entre 100*100 jun' et quelques mm2, par exemple un carré de 1 mm2. Son épaisseur (selon (Oz)) est comprise entre quelques 20 dizaines de nanomètres et quelques micromètres, par exemple 50 nm. L'élément mécanique oscillant 150 est monté solidaire d'un support périphérique 151, et tendue à l'intérieur dudit support périphérique 151 avec une contrainte biaxiale en tension de l'ordre de 100 MPa. L'élément mécanique oscillant 150 peut ainsi osciller autour d'une position d'équilibre, à l'image d'un tambour. Un tel dimensionnement de l'élément 25 mécanique oscillant 150 permet d'atteindre des fréquences de résonance mécaniques de plusieurs MHz. Le support périphérique 151 est de préférence traité antireflet à la longueur d'onde d'excitation, de manière à minimiser son impact sur le faisceau lumineux d'excitation. Dans l'exemple illustré à la figure 1, l'élément mécanique oscillant 150 est monté 30 solidaire du support périphérique 151, par l'intermédiaire d'un raccord périphérique 152. 10 Le raccord périphérique peut être constitué d'une rondelle, ou d'une série de bras, s'étendant entre l'élément mécanique oscillant 150 et le support périphérique 151 en entourant l'élément mécanique oscillant 150. Le raccord périphérique 152 est optionnel. Il peut être formé rigide. Selon une variante de l'invention, le raccord périphérique 152 est élastiquement déformable, tandis que l'élément mécanique oscillant 150 forme un élément rigide. En particulier, le raccord périphérique 152 est apte à se déformer mécaniquement en réponse à l'application d'une force mécanique externe, et à revenir à sa forme initiale à l'arrêt de l'application de ladite force. Au repos, le raccord périphérique 152 s'étend de 10 préférence dans un plan (x0y) orthogonal à l'axe (Oz), avec de chaque côté l'une des deux cavités optiques 120 et 140. Lorsqu'une force mécanique orientée selon l'axe (Oz) s'exerce sur l'élément mécanique oscillant 150, ce dernier se déplace en translation selon l'axe (Oz) en entraînant avec lui le raccord périphérique 152 qui se déforme. L'élasticité du raccord périphérique 152 permet de ramener l'élément mécanique oscillant 150 à sa 15 position initiale, lorsque ladite force mécanique cesse de s'exercer sur l'élément mécanique oscillant 150. L'élément mécanique oscillant 150 forme ainsi un élément mécanique mobile et/ou déformable selon l'invention, apte à se déplacer en translation selon l'axe (Oz), autour d'une position de retour élastique. La position de retour élastique correspond à la position de l'élément mécanique oscillant 150 le long de l'axe (Oz), en 20 l'absence d'application sur ce dernier d'une force mécanique externe orientée selon l'axe (Oz). Selon d'autres variantes, l'élément mécanique oscillant 150 peut être à la fois élastiquement déformable, et mobile en translation autour d'une position de retour élastique. La cavité optique de mesure et la cavité optique d'excitation s'étendent ensemble à 25 l'intérieur d'une enceinte 101 comportant au moins deux logements étanches. Un premier logement 122 est situé à l'intérieur de la cavité optique d'excitation 120, et configuré pour recevoir un milieu gazeux sur lequel on souhaite réaliser une mesure de concentration. A la figure 1, on a représenté de façon schématique deux ouvertures 123A 123B dans l'enceinte 101, formant respectivement une entrée et une 11 sortie pour l'arrivée d'un milieu gazeux dans le logement 122, respectivement la sortie du milieu gazeux hors du logement 122. Un second logement 142 est mis sous vide, et s'étend à la fois dans la cavité optique d'excitation et dans la cavité optique de mesure en encadrant l'élément mécanique oscillant 150. Le second logement 142 forme un logement de mise sous vide de l'élément mécanique oscillant. Le vide désigne ici un milieu à une pression inférieure à 10' bar et même inférieure ou égale à 10-6 bar (avec 1 bar équivalent à 105 Pa). L'élément mécanique oscillant étant mis sous vide, il peut former un oscillateur mécanique avec un facteur de qualité élevé pouvant atteindre 104 à 105. 10 Ici, le logement 142 s'étend sur toute la cavité optique de mesure 140, et sur une partie de la cavité optique d'excitation 120, en étant séparé du logement 122 par une plaque d'étanchéité 143. La plaque d'étanchéité réalise une isolation entre les deux logements 121, 142. Elle est transparente à la longueur d'onde du faisceau lumineux d'excitation 111. De préférence, elle est traitée antireflet à cette même longueur d'onde. 15 La mise sous vide de l'élément mécanique oscillant n'est pas un élément essentiel de l'invention, et des variantes peuvent être mises en oeuvre, dans lesquelles la cavité optique de mesure et la cavité optique d'excitation sont toutes deux entièrement remplies par le milieu à étudier. Afin de mieux comprendre la suite, on a illustré en figures 2A et 2B, le lien entre la 20 position de l'élément mécanique oscillant 150, et la position des pics de résonance de la cavité optique d'excitation 120. La figure 2A illustre de manière schématique la cavité optique d'excitation 120, pour deux positions de l'élément mécanique oscillant 150, respectivement à une distance d et à une distance d + Sz du miroir d'entrée 121. Les deux positions de l'élément 25 mécanique oscillant 150 sont notées respectivement 150(d) et 150(d + 6z). La figure 2B illustre la position spectrale de la résonance de la cavité optique d'excitation, lorsque l'élément mécanique oscillant 150 est situé à une distance d du miroir d'entrée 121, respectivement d + 8z. L'axe des abscisses est une fréquence optique en Hz, la longueur d'onde et la fréquence optique étant liées par la célérité de la 30 lumière dans le vide. L'axe des ordonnées est une fonction de transfert, sans unité, 12 correspondant à une densité d'énergie réfléchie ou transmise par la cavité optique, et normalisée à l'unité au maximum de la réflexion ou de la transmission. La résonance se traduit par un pic, nommé pic de résonance, sur la fonction de transfert de la cavité optique en fonction de la fréquence. On voit à la figure 2B que la position spectrale de la résonance dépend de la position de l'élément mécanique oscillant 150. Les deux positions du pic de résonance sont notées respectivement 12(d) et 12(d + Sz). En fonctionnement, le faisceau lumineux d'excitation 111 est confiné dans la cavité optique d'excitation 120, où il forme une onde stationnaire qui exerce sur l'élément mécanique oscillant 150 une pression de radiation. Cette pression de radiation forme une 10 force mécanique externe orientée selon l'axe (0z), apte à déformer élastiquement et/ou déplacer autour d'une position de retour élastique l'élément mécanique oscillant. Dans l'exemple illustré en figure 2, la pression de radiation déplace légèrement l'élément mécanique oscillant le long de l'axe (Oz). Ce déplacement modifie très légèrement la longueur d'onde de résonance de la cavité optique d'excitation 120. La longueur d'onde 15 du faisceau lumineux d'excitation 111 ne correspondant plus exactement à la longueur d'onde de résonance de la cavité optique d'excitation 120, la pression de radiation exercée sur l'élément mécanique oscillant 150 diminue, de sorte qu'il retourne vers sa position initiale, où il va de nouveau être soumis à une forte pression de radiation. L'élément mécanique oscillant réalise ainsi un mouvement d'oscillation mécanique à une 20 fréquence fi, nommé auto-oscillation. Si le faisceau lumineux d'excitation 111 est continu, la fréquence f1 de l'auto-oscillation est fixée par les caractéristiques géométriques de la cavité optique d'excitation 120 et de l'élément mécanique oscillant. Si le faisceau lumineux d'excitation 111 est modulé en amplitude, fi correspond à la fréquence de modulation du faisceau 111. Un faisceau lumineux d'excitation 111 modulé 25 en amplitude permet par exemple d'exciter uniquement certains modes mécaniques d'intérêt de l'élément mécanique oscillant 150. En tout état de cause, fi est généralement supérieure 500 kHz, par exemple 1 MHz. Le même phénomène se produit lorsque la pression de radiation déforme légèrement l'élément mécanique oscillant, en l'incurvant le long de l'axe (Oz). 13 Pour éviter de générer une trop forte pression de radiation dans la cavité optique de mesure, susceptible de perturber l'oscillation de l'élément mécanique oscillant générée par le faisceau lumineux d'excitation 111, la puissance lumineuse du faisceau lumineux de mesure 131 est choisie bien inférieure à celle du faisceau lumineux d'excitation 111. De cette manière, la pression de radiation exercée sur l'élément mécanique oscillant 150 par le faisceau lumineux de mesure 131 est négligeable, au regard de la pression de radiation exercée par le faisceau lumineux d'excitation 111. Le rapport de la puissance lumineuse du faisceau lumineux d'excitation divisée par la puissance lumineuse du faisceau lumineux de mesure est supérieur ou égal à 2, et même 10 supérieur ou égal à 10. Par exemple, le faisceau lumineux d'excitation injecté dans la cavité optique d'excitation 120 présente une puissance lumineuse PE = 14W, et le faisceau lumineux de mesure injecté dans la cavité optique de mesure 140 présente une puissance lumineuse PD = 1p.W. Dans la suite, on parlera indistinctement d'intensité lumineuse ou de puissance lumineuse, ces deux grandeurs étant liées. 15 En fonctionnement, l'élément mécanique oscillant 150 est donc mis en oscillation, sous l'effet d'une pression de radiation exercée par le faisceau lumineux d'excitation 111 confiné dans la cavité optique d'excitation 120. La distance entre le miroir d'entrée 121 de la cavité optique d'excitation 120 et le miroir d'entrée 141 de la cavité optique de mesure 140 est fixe. Par conséquent, 20 l'oscillation de l'élément mécanique oscillant 150 se traduit par une oscillation de la longueur de la cavité optique de mesure 140, et donc une oscillation de la position spectrale des pics de résonance de cette dernière. Ladite oscillation de la position spectrale des pics de résonance se traduit par une modulation d'amplitude sur le faisceau lumineux de mesure transmis ou réfléchi par la cavité optique de mesure 140, émergeant 25 de cette dernière après y avoir effectué plusieurs allers et retours. En fonctionnement, et en présence de dioxyde de carbone dans le logement 122, le dioxyde de carbone absorbe en partie le faisceau lumineux d'excitation circulant dans la cavité optique d'excitation, avec un taux d'absorption qui dépend de la concentration en dioxyde de carbone. Cette absorption a pour conséquence que la pression de radiation 30 qui s'exerce sur l'élément mécanique oscillant est moins forte. Par conséquent, 14 l'amplitude des oscillations de l'élément mécanique oscillant 150 diminue, ce qui se traduit par une variation des caractéristiques du faisceau lumineux de mesure émergeant de la cavité optique de mesure 140 après y avoir effectué plusieurs passages. En particulier, l'amplitude de modulation et la phase du faisceau lumineux de mesure émergeant de la cavité optique de mesure sont modifiées. Le faisceau lumineux de mesure émergeant de la cavité optique de mesure 140 vérifie en particulier la condition suivante : 31/CRQopt SI = -r /0 (1) vR 2z avec SIR l'amplitude crête à crête de la modulation d'intensité lumineuse du 10 faisceau lumineux de mesure émergeant de la cavité optique de mesure 140, (5z le déplacement de l'élément mécanique oscillant 150, g le coefficient de couplage optomécanique reliant la résonance optique dans la cavité optique d'excitation et le déplacement mécanique de l'élément mécanique oscillant, 15 Qopt le facteur de qualité optique de la cavité optique d'excitation, vR la fréquence de résonance optique de la cavité optique d'excitation, et CR= (Rritix-IRmin le contraste du faisceau lumineux de mesure émergeant de la 1Rmax cavité optique de mesure 140. Sur les figures 3A à 3C, l'axe des abscisses correspond à une longueur d'onde, et 20 l'axe des ordonnées correspond à une fonction de transfert. De manière avantageuse, et comme illustré en figure 3A, la longueur d'onde d'excitation 2E correspond à la longueur d'onde centrale d'un pic de résonance de la cavité optique d'excitation 120 à l'équilibre, en l'absence d'absorption du faisceau lumineux d'excitation par un gaz dans la cavité optique d'excitation 120. La cavité optique 25 d'excitation 120 est dite à l'équilibre, lorsque l'élément mécanique oscillant 150 se trouve dans une position centrale entre les deux positions extrêmes de son mouvement d'oscillation. Comme illustré en figure 3B, de manière avantageuse, la longueur d'onde de mesure 2D est située sur une pente d'un pic de résonance de la cavité optique de mesure 15 140 à l'équilibre, en l'absence d'absorption du faisceau lumineux d'excitation par un gaz dans la cavité optique d'excitation 120. La cavité optique de mesure 140 est dite à l'équilibre, lorsque l'élément mécanique oscillant 150 se trouve dans une position centrale entre les deux positions extrêmes de son mouvement d'oscillation. Ce positionnement de la longueur d'onde de mesure 2.1) relativement au pic de résonance de la cavité optique de mesure 140 permet de maximiser la variation du faisceau lumineux de mesure générée par le mouvement de l'élément mécanique oscillant 150. En se plaçant plus particulièrement dans une zone quasiment rectiligne du pic de résonance, à mi-hauteur du pic, on s'assure également de la linéarité de la relation entre le 10 déplacement et/ou la déformation de l'élément mécanique oscillant 150, et des variations d'amplitude de modulation et de phase sur le faisceau lumineux de mesure émergeant de la cavité optique de mesure. A la figure 3B, on a représenté par des traits verticaux les deux positions extrêmes de la longueur d'onde de mesure AD relativement au pic de résonance, au cours du 15 mouvement d'oscillation de l'élément mécanique oscillant 150, et en l'absence d'absorption du faisceau lumineux d'excitation par le gaz. Formellement, la longueur d'onde de mesure 2.1) reste fixe, et c'est le pic de résonance qui se déplace. Pour des raisons de lisibilité de la figure, on a représenté plutôt un pic de résonance fixe, et une longueur d'onde de mesure qui se déplace. L'oscillation de la position spectrale du pic de 20 résonance se traduit par une modulation d'amplitude sur le faisceau de mesure émergeant de la cavité optique de mesure 140. Ladite modulation présente une amplitude crête à crête Ai. De la même manière, la figure 3C illustre par des traits verticaux les deux positions extrêmes de la longueur d'onde de mesure AD relativement au pic de résonance, au cours 25 du mouvement d'oscillation de l'élément mécanique oscillant 150, et après absorption d'une partie de la puissance du faisceau lumineux d'excitation par le gaz. Le faisceau lumineux de mesure émergeant de la cavité optique de mesure 140 présente cette fois une amplitude crête à crête A2, avec Az REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure (100 ; 500 ; 600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 1100 ; 1200) comportant : une première source lumineuse (110; 610; 710; 910), configurée pour émettre un faisceau lumineux d'excitation (111; 611; 711; 911) avec au moins un pic d'émission centré sur une longueur d'onde d'excitation (ÀE) ; et une cavité optique dite d'excitation (120; 620; 720; 920; 1120), optiquement résonante à ladite longueur d'onde d'excitation, et configurée pour recevoir en entrée ledit faisceau lumineux d'excitation ; 10 caractérisé en ce que le dispositif de mesure comporte en outre : - une seconde source lumineuse (130; 630; 730; 1030), configurée pour émettre un faisceau lumineux de mesure (131 ; 631 ; 731 ; 931 ; 1031), avec un pic d'émission centré sur une longueur d'onde de mesure (AD); et - un élément mécanique mobile et/ou déformable (150; 550; 650; 750; 850; 15 950; 1150; 1250), monté mobile autour d'une position de retour élastique et/ou élastiquement déformable, situé à la fois sur le chemin optique du faisceau lumineux d'excitation (120; 620; 720; 920; 1120) dans la cavité optique d'excitation et sur le chemin optique du faisceau lumineux de mesure (131; 631; 731; 931; 1031), et apte à être déplacé et/ou déformé par le faisceau lumineux 20 d'excitation ; et en ce que l'un parmi le faisceau lumineux d'excitation et le faisceau lumineux de mesure est apte à mettre en oscillation l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150 ; 550 ; 650 ; 750 ; 850 ; 950 ; 1150 ; 1250). 25 2. Dispositif (100 ; 500 ; 600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 1100 ; 1200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur d'onde de mesure (AD) est située sur le spectre visible et proche infrarouge, entre 380 nm et 1µm, et en ce que la longueur d'onde d'excitation (À) est située en dehors du spectre visible et proche infrarouge. 30 3. Dispositif (100; 500; 600; 700; 800; 900; 1100; 1200) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le faisceau lumineux d'excitation (111 ; 611 ; 711 ; 911) est apte à mettre en oscillation l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150; 550; 650 ; 750; 850; 950 ; 1150 ; 1250), et en ce que faisceau lumineux de mesure (131 ; 631 ; 731 ; 931 ; 1031) présente une intensité lumineuse au moins deux fois inférieure à celle du faisceau lumineux d'excitation. 4. Dispositif (100 ; 500 ; 600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 1100 ; 1200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la longueur d'onde d'excitation (ÀE) correspond au maximum d'un pic de résonance de la cavité optique d'excitation à l'équilibre, la cavité optique d'excitation (120; 620; 720; 920; 1120) étant dite à l'équilibre lorsque l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150 ; 550; 650; 750; 850; 950; 1150; 1250) se trouve dans une position centrale entre deux positions extrêmes de son mouvement d'oscillation. 5. Dispositif (100 ; 500 ; 600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 1100 ; 1200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une cavité optique dite de mesure (140; 540; 640; 740; 940; 1040; 1140), optiquement résonante à ladite longueur d'onde de mesure (4) et configurée pour recevoir en entrée le faisceau lumineux de mesure (131; 631; 731; 931; 1031), et en ce que l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150; 550; 650; 750; 850; 950; 1150; 1250) appartient à la fois à la cavité optique d'excitation (120 ; 620; 720; 920; 1120) et à la cavité optique de mesure (140 ; 540 ; 640 ; 740 ; 940 ; 1040 ; 1140). 6. Dispositif (100 ; 500 ; 600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 1100 ; 1200) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur d'onde de mesure (2D) est située sur un pic de résonance de la cavité optique de mesure à l'équilibre, la cavité optique de mesure (140; 540; 640; 740; 940; 1040; 1140) étant dite à l'équilibre lorsque l'élément mécanique 31 mobile et/ou déformable (150 ; 550 ; 650 ; 750 ; 850 ; 950 ; 1150 ; 1250) se trouve dans une position centrale entre deux positions extrêmes de son mouvement d'oscillation. 7. Dispositif (100; 500; 600; 700; 800; 900; 1100; 1200) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la longueur d'onde de mesure (AD) est située sur une pente dudit pic de résonance. 8. Dispositif (100; 500; 900; 1100) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'une première face de l'élément mécanique mobile et/ou déformable 10 (150; 550; 950; 1150) est optiquement réfléchissante à la longueur d'onde d'excitation (2E), et en ce qu'une seconde face de l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150; 550; 950; 1150), opposée à ladite première face, est optiquement réfléchissante à la longueur d'onde de mesure (AD), avec la cavité optique d'excitation (120; 920; 1120) qui s'étend du côté de la première face de l'élément mécanique mobile et/ou déformable 15 et la cavité optique de mesure (140; 540; 940; 1040; 1140) qui s'étend du côté de la seconde face de l'élément mécanique mobile et/ou déformable. 9. Dispositif (600; 700; 800; 1200) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la cavité optique d'excitation (620 ; 720) et la cavité optique de 20 mesure (640; 740) se recouvrent au moins partiellement, et en ce que l'élément mécanique mobile et/ou déformable (650; 750; 850; 1250) s'étend dans une région située à la fois à l'intérieur de la cavité optique d'excitation et à l'intérieur de la cavité optique de mesure. 25 10. Dispositif (100 ; 500 ; 600 ; 700 ; 800 ; 900 ; 1100 ; 1200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150; 550; 650; 750; 850; 950; 1150; 1250) s'étend selon une surface comprise entre 100*100 ilrn2 et 10*10 mm2. 32 11. Dispositif (100; 500; 600; 700; 800; 1100; 1200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une région (122 ; 522; 622) à l'intérieur de la cavité optique d'excitation (120; 620 ; 720 ; 1120) est adaptée à recevoir un milieu gazeux ou liquide, et en ce que la longueur d'onde d'excitation (,1E) correspond à une longueur d'onde d'absorption caractéristique d'un gaz ou d'un liquide prédéterminé, de sorte qu'en fonctionnement, la présence dudit gaz ou liquide prédéterminé dans la cavité optique d'excitation modifie l'oscillation de l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150; 550; 650; 750; 850; 1150; 1250). 10 12. Dispositif (100 ; 500 ; 600 ; 700 ; 800 ; 1100 ; 1200) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément mécanique mobile et/ou déformable (150; 550; 650; 750 ; 850 ; 1150 ; 1250) s'étend à l'intérieur d'un logement sous vide (142 ; 542). 13. Dispositif (900) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce 15 que l'élément mécanique mobile et/ou déformable (950) comporte une zone réceptrice pour recevoir une ou plusieurs particules, et en ce que l'élément mécanique mobile et/ou déformable (950) est configuré pour qu'en fonctionnement, son oscillation soit modifiée par la présence desdites particules sur la zone réceptrice. 20 14. Système (10) comportant un dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend un interféromètre dont l'un des bras (102) comporte la cavité optique de mesure (1040).