Brevet FR3070767A1 (20190308)

REVENDICATIONS1. Système LIDAR (10) configuré pour illuminer une cible avec une impulsion d'illumination et pour récupérer une impulsion signal (1s) issue d'une réflexion de l'impulsion d'illumination sur la cible, les impulsions d'illumination 5 et signal présentant une même fréquence signal (os), le système LIDAR comprenant : - une source laser (LS) configurée pour générer un signal d'émission-détection (Sed) avec une fréquence de répétition f, ledit signal d'émission-détection comprenant une première impulsion (11) destinée à générer 10 l'impulsion d'illumination et présentant une première fréquence (cop1) puis une deuxième impulsion (12) séparée temporellement de la première impulsion d'un temps de séparation (Ar) et présentant une deuxième fréquence (cop2), - un premier dispositif de conversion de fréquence (FC-up) configuré pour 15 générer une impulsion convertie (Ic) à partir de l'impulsion signal (1s) et de la deuxième impulsion (12) par un procédé non linéaire de sommation de fréquence, l'impulsion convertie présentant une fréquence convertie (coc) égale à la somme de la fréquence signal (cos) et de la deuxième fréquence (E)p2). 20\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon la revendication 1 dans lequel la première impulsion présente une première durée (T1) et la deuxième impulsion présente une deuxième durée (r2) supérieure à la première durée (T1), et dans lequel le temps de séparation (Ar) est déterminé à partir d'une distance minimale 25 (dmin) de détection de la cible souhaitée et la deuxième durée (T2) est déterminée à partir d'une distance maximale (dmax) de détection de la cible souhaitée.\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon les revendications 1 ou 2 dans lequel le premier 30 dispositif de conversion de fréquence (FC-up) comprend un premier cristal non linéaire (NLCu). 28\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon la revendication 3 dans lequel le premier cristal non linéaire (NLCu) est disposé dans une cavité résonnant à la deuxième fréquence (00p2).\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon les revendications précédentes dans lequel la source laser (LS) est configurée pour que la première fréquence (wri) et la deuxième fréquence (0)p2) présentent une même valeur dénommée fréquence de pompe (cop), le système LIDAR comprenant en outre un deuxième dispositif de conversion de fréquence (FC-down) configuré pour générer l'impulsion d'illumination (1;11) à la fréquence signal (cos) à partir de la première impulsion (11) à la fréquence de pompe (cor) par un procédé non linéaire de soustraction de fréquence, la fréquence signal (cos) obtenue étant égale à la fréquence de pompe (cor) moins une fréquence intermédiaire (coi).\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon la revendication 5 dans lequel le deuxième dispositif de conversion de fréquence (FC-down) comprend un deuxième cristal non linéaire (NLCd).\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon la revendication 6 dans lequel le deuxième dispositif de conversion de fréquence comprend en outre une diode laser signal (DLs) configurée pour illuminer le deuxième cristal non linéaire (NLCd) avec un faisceau présentant la fréquence signal de sorte que ce faisceau soit amplifié dans le premier cristal non linéaire au fur et à mesure de sa propagation.\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel le deuxième cristal non linéaire (NLCd) est disposé dans une cavité résonnant à la fréquence signal (cos) et/ou à la fréquence intermédiaire (0);) et forme un oscillateurparamétrique (0P0).\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel la source laser (LS) est configurée pour que la première fréquence (cop1) et la deuxième fréquence (wp2) présentent une valeur différente, et dans lequel la fréquence signal (cos) est égale à la première fréquence. 29\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon l'une des revendications précédentes dans lequel la source laser (LS) et le premier dispositif de conversion de fréquence (FCup) sont deux éléments distincts, le système LIDAR comprenant en outre un séparateur (S) configuré pour séparer spatialement la première impulsion de 5 la deuxième impulsion, afin que la deuxième impulsion puisse être injectée dans le premier dispositif de conversion de fréquence (FC-up).\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon la revendication précédente dans lequel la source laser (LS) est un système comprenant un oscillateur et au moins un 10 amplificateur à fibre.\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon la revendication précédente dans lequel l'oscillateur comprend au moins une diode laser (DL, DL1, DL2) configurée pour réaliser un profil temporel de la première et/ou de la deuxième 15 impulsion par modulation directe du courant injecté dans ladite diode laser.\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel la source laser (LS) est un laser en anneau (RG) présentant une cavité laser et comprenant une cellule électro-optique (IM) pour moduler l'intensité à 20 l'intérieur de la cavité laser, et dans lequel le premier cristal non-linéaire (NLCu) est disposé dans la cavité laser dudit laser en anneau.\n<CLM>\1\tSystème LIDAR selon la revendication précédente dans lequel ladite 25 cellule (IM) est en outre configurée de sorte que la première impulsion (11) et la deuxième impulsion (12) présentent deux polarisations orthogonales, un miroir de la cavité laser étant un séparateur de polarisation (PBS) configuré pour transmettre la polarisation correspondant à la première impulsion, permettant l'extraction de ladite première impulsion de la cavité laser. 30\n<CLM>\1\tProcédé (60) de détection d'une cible de type LIDAR comprenant les étapes consistant à: -générer (100) périodiquement à partir d'une source laser unique, un signal d'émission-détection (Sed), le signal d'émission-détection comprenant une 35 première impulsion (11) présentant une première fréquence (41) puis une 30 deuxième impulsion (12) présentant une deuxième fréquence (cop2) et étant séparée de la première impulsion d'un temps de séparation (AT) et, - illuminer (110) une cible avec une impulsion d'illumination (lm) obtenue à partir de la première impulsion (11), 5 -recevoir (120) une impulsion signal (ls) issue d'une réflexion de l'impulsion d'illumination sur la cible, les impulsions d'illumination et signal présentant une même fréquence signal (ws), -générer (130) une impulsion convertie (1c) à partir de l'impulsion signal (ls) et de la deuxième impulsion (12) par un procédé non linéaire de sommation 10 de fréquence, l'impulsion convertie présentant une fréquence convertie (coc) égale à la somme de la fréquence signal (cos) et de la deuxième fréquence (E0p2), - détecter (140) l'impulsion convertie. 15\n<CLM>\1\tProcédé (60) selon la revendication précédente dans lequel la première fréquence (41) et la deuxième fréquence (o1) présentent une même valeur dénommée fréquence de pompe (0op2), le procédé comprenant en outre une étape (106) consistant à générer l'impulsion d'illumination (1;11) à la fréquence signal (cos) à partir de la première impulsion (11) par un procédé non linéaire 20 de conversion de fréquence, la fréquence signal (cos) obtenue étant égale à la fréquence de pompe (cop) moins une fréquence intermédiaire (coi).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 15 ou 16 dans lequel l'étape de génération du signal d'émission-détection et l'étape de génération de 25 l'impulsion convertie sont réalisées par une même source laser présentant une cavité laser en anneau, l'étape de génération du signal d'émission-détection (100) s'effectuant avec une cellule électro-optique (IM) modulant l'intensité à l'intérieur de la cavité et l'étape de génération de l'impulsion convertie (130) s'effectuant dans la 30 cavité laser avec un cristal non linéaire (NLCu) disposé intracavité, et dans lequel l'étape (100) de génération du signal d'émission-détection comprend les sous étapes consistant à: - stocker (101) de l'énergie dans la cavité, la cellule électro-optique étant configurée pour empêcher le laser de laser, 31 - générer et extraire de la cavité (102) la première impulsion (11), la cellule électro-optique étant configurée pour que le laser fonctionne en mode déclenché, - générer (104) la deuxième impulsion (12), la cellule électro-optique étant 5 configurée pour que le laser fonctionne en mode continu ou quasi-continu pendant la durée souhaitée de la deuxième impulsion, - reboucler à l'étape de stockage, de manière à entamer un nouveau cycle de génération du signal d'émission. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 17 comprenant en outre, entre l'étape (102) de génération et d'extraction de la première impulsion et l'étape (104) de génération de la deuxième impulsion, une étape (103) consistant à empêcher le laser de fonctionner pendant un temps correspondant au temps de séparation. 15\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une des revendications 17 ou 18 dans lequel l'étape (102) de génération et d'extraction de la première impulsion (11) s'effectue à l'aide d'un séparateur de polarisation (PBS) constituant un des miroirs de la cavité laser, ladite étape comprenant une première sous étape (102a ) de 20 génération de l'impulsion 11 intracavité et une deuxième sous étape (102b) d'extraction de l'impulsion\n<CLM>\1\t20. Procédé selon l'une des revendications 15 à 17 dans lequel l'étape de génération du signal d'émission réception consiste à générer périodiquement 25 un ensemble de N signaux d'émission réception dont le temps de séparation (Ati) varie de manière incrémentale d'un signal d'émission réception au suivant. 30