Interféromètre d'exploration pour l'analyse d'une lumière de composition spectrale inconnue
La présente invention concerne la spectroscopie et l'interférométrie. Elle a pour objet un interféromètre d'exploration perfectionné pour analyser de la lumière de composition spectrale inconnue et permettant de détecter, dans cette dernière, au moins une lumière de composition spectrale choisie.
Un interféromètre est un instrument qui est utilisé pour observer l'interférence entre deux ou plusieurs faisceaux lumineux et, en particulier, pour mesurer la longueur d'onde de la lumière et des distances et des épaisseurs en les exprimant par la longueur d'onde de la lumière. Bien que l'invention s'applique à de nombreux interféromètres connus, il est avantageux, dans certaines formes d'exécution, d'utiliser un interféromètre de Michelson modifié pour produire des interférences. Dans l'interféromètre de Michelson, une lame optique à faces parallèles semi-argentée, appelée diviseur de faisceaux, est utilisée pour diviser la lumière en deux faisceaux qui sont recombinés pour produire des interférences. On utilise deux miroirs optiquement plans perpendiculaires entre eux pour réfléchir respectivement chaque faisceau.
A mesure que la longueur de parcours de l'un des faisceaux varie (par exemple par déplacement de l'un des miroirs), l'intensité de la lumière émergeant de l'interféromètre est modulée d'une manière qui est caractéristique du spectre de la lumière entrant dans l'interféromètre.
On a inventé des interféromètres dans lesquels la différence des longueurs de parcours des deux faisceaux est amenée périodiquement à varier en reliant l'un des miroirs à la bobine mobile d'un haut-parleur, qui est entraînée par un générateur de courant alternatif de fréquence et d'amplitude variables. Le spectre de la lumière entrant dans l'interféromètre est déterminé en transformant la lumière sortant de l'interféromètre en un signal électrique qui est enregistré et envoyé dans un analyseur de fréquence ou une calculatrice programmée pour effectuer l'analyse de Fourier du signal enregistré. Un exemple d'appareil antérieur de ce type est décrit dans le brevet américain No 3286582.
Bien que le procédé décrit ci-dessus consistant à faire varier la différence des longueurs de parcours est avantageux, la stabilité constitue un problème, car la bobine mobile ne forme pas un support très stable. L'invention crée un moyen très stable de faire varier la différence des longueurs de parcours tout en éliminant le besoin d'un analyseur de fréquence ou d'une calculatrice pour effectuer l'analyse de
Fourier.
L'interféromètre, selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend un élément optique rotatif, un dispositif de support de l'élément optique dans une position telle que la rotation de cet élément provoque des variations de la différence des longueurs de parcours des psrties d'interférence de la lumière dans l'interféromètre, un dispositif servant à faire osciller angulairement l'élément optique de manière que la différence des longueurs de parcours varie périodiquement, un dispositif de caractérisation du spectre servant à produire des signaux de corrélation variant dans le temps qui sont synchronisés avec ladite oscillation de l'élément optique, ces signaux de corrélation étant caractéristiques de ladite lumière de composition spectrale choisie, un dispositif de détection de la lumière sortant de l'interféromètre,
comportant des moyens qui servent à produire des signaux électriques variant dans le temps et d'amplitude proportionnelle à l'intensité de la lumière sortant de l'interféromètre, un dispositif d'établissement d'une corrélation entre ces signaux électriques et les signaux de corrélation et un dispositif servant à indiquer l'existence d'une corrélation entre les signaux électriques et les signaux de corrélation.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés.
La fig. 1 est une vue schématique illustrant les principaux constituants optiques et électroniques d'une forme de réalisation de rinvention.
La fig. 2 est une représentation graphique illustrant les signaux électroniques de corrélation.
La fig. 3 est une vue latérale d'un dispositif utilisé pour produire des signaux de corrélation.
La fig. 4 est une représentation graphique illustrant un interférogramme typique.
La fig. S est un schéma illustrant une partie des principaux constituants optiques et électroniques d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La fig. 6 est une représentation schématique illustrant une variante du dispositif servant à faire varier la différence des longueurs de parcours; cet agencement étant particulièrement approprié pour la lumière infrarouge.
La fig. 7 est une vue schématique illustrant l'invention appliquée à une autre forme de réalisation d'un interféromètre, dans ce cas un interféromètre de Fabry
Perlot
La fig. 8 est une vue en perspective d'une forme de réalisation de moyens de caractérisation utilisant une bande de ruban magnétique.
A la fig. 1, la lumière partant d'une source S est rendue parallèle par une lentille 10 et est dirigée vers une lame optique ou plaque 11 à faces parallèles, qui présente de préférence une surface il a réfléchissante semiargentée. La lumière est divisée par la plaque 1 1 en deux faisceaux ayant approximativement les mêmes amplitudes. Un faisceau est réfracté à travers la plaque 11, réfléchi par la surface réfléchissante 1 la, puis dirigé vers un miroir 12 optiquement plan. Ce faisceau est ensuite réfléchi par le miroir 12 en arrière le long de son chemin initial vers la plaque 11, où il est réfracté vers une lentille 13.
L'autre faisceau est réfracté par la plaque 11 vers un miroir 14 optiquement plan qui réfléchit le faisceau en arrière vers la surface réfléchissante I la de la plaque 11, de laquelle il est réfléchi vers la lentille 13. Ainsi, on produit avec une seule et unique source deux faisceaux se déplaçant vers la lentille 13 et aptes à la production d'une interférence ou de franges. Les images des miroirs 12 et 14 doivent être parallèles entre elles. Il est désirable de prévoir des moyens de réglage de l'orientation angulaire d'un miroir par rapport à l'autre.
Une lame optique 15 à faces parallèles (identique à la lame optique 1 1 excepté qu'elle n'est pas argentée), appelée ci-après plaque de compensation, est insérée entre la plaque 1 1 et le miroir 14 en vue d'égaliser les chemins optiques des faisceaux d'interférence. Habituellement, dans un interféromètre de Michelson classique, la plaque de compensation 15 est parallèle à la plaque 11. Toutefois, dans les formes d'exécution considérées ici, la plaque de compensation 15 (ou son équivalent) est mise en rotation ou amenée à osciller angulairement en vue de faire varier la différence des longueurs de parcours des deux faisceaux d'interférence.
La rotation de la plaque 15 produit un certain astigmatisme, mais ceci ne s'est pas révélé particulièrement important. I1 ressort nettement de la géométrie du dispositif illustré à la fig. 1 que la direction du faisceau réfléchi par le miroir 15 reste la même pendant la rotation de la plaque de compensation 15, mais la longueur de parcours du faisceau à l'intérieur de la plaque de compensation 15 varie conformément à la position angulaire de la plaque de compensation 15. L'épaisseur de cette plaque détermine la différence des longueurs de parcours qui est balayée lorsque la plaque de compensation 15 tourne.
Un disque transparent circulaire 16 (constituant un cache utilisé pour la corrélation) est fixé de façon amovible à la plaque de compensation 15 et est disposé à l'extérieur du trajet du faisceau se déplaçant entre la plaque 1 1 et le miroir 14. Un grand nombre de traits de corrélation 17 sont prévus tout autour de la périphérie du disque 16. Des signaux de corrélation sont dérivés des traits de corrélation 17 par le dispositif illustré à la fig. 3 dans laquelle la lumière partant d'une petite lampe 18 brille à travers le disque 16 et tombe sur un photodétecteur 19. Ce dernier est un transducteur photosensible tel qu'un transistor à effet de champ sensible à la lumière, une photorésistance, une cellule photovoltaïque, une photodiode ou un élément analogue.
A mesure que le disque 16 tourne, les traits de corrélation 17 provoquent la modulation de la lumière tombant sur le photodétecteur 19. Par conséquent, la sortie du photodétecteur 19 consiste en une série d'impulsions électriques dont la nature dépend de l'espacement et de la densité des traits de corrélation 17. En vue d'améliorer la corrélation, une fente étroite 20 est de préférence interposée entre la lampe 18 et le disque 16.
En pratique, il est plus efficace de faire osciller angulairement la plaque de compensation 15 (par exemple au moyen d'une came) que de la faire tourner continuellement. La raison en est que, dans la plupart des cas, la différence totale désirée des longueurs de parcours peut être obtenue avec un déplacement angulaire relativement petit de la plaque de compensation 15. Un angle d'environ 45O constitue une limite pratique du déplacement angulaire. Pour des angles plus grands, les imperfections de la qualité de la lame optique sont accentuées. Dans un prototype du dispositif, la plaque de compensation 15 avait une épaisseur de 5,08 mm.
Cette épaisseur limite le déplacement angulaire, car une large différence des longueurs de parcours est balayée même pour de petits déplacements angulaires. En vue d'accroître le déplacement angulaire, on peut utiliser une plaque de compensation plus mince et le reste de la compensation nécessaire peut être donné par une plaque de compensation fixe supplémentaire, parallèle à la plaque 11. Il y a lieu de remarquer que l'angle du secteur du disque 16 contenant les traits de corrélation 17 est limité par l'angle dont la plaque de compensation 15 est tournée. Toutefois, il est évident que plusieurs pistes ou bandes de groupes analogues de traits de corrélation 17 peuvent être disposées sur le disque 16, avec des lampes 18, des photodétecteurs 19 et des circuits de formation d'impulsions associés séparés pour chaque groupe de traits de corrélation 17.
I1 est préférable, dans cet exemple de réalisation, de concevoir le mécanisme d'oscillation de la plaque de compensation 15 de manière que la différence des longueurs de parcours augmente linéairement avec le temps.
La fréquence de rotation de la plaque de compensation 15 est relativement basse, par exemple de l'ordre d'un cycle par minute (en particulier pour la gamme infrarouge) à dix cycles par seconde.
La lumière émergeant de l'interféromètre est focalisée par la lentille 13 vers un photodétecteur 21 qui est un dispositif photosensible du type décrit ci-dessus (par exemple transistor à effet de champ sensible à la lumière, etc.). li est désirable d'exposer le photodétecteur 21 à une seule frange, par exemple la frange centrale. Ce résultat peut être obtenu en prévoyant un écran de sor tie présentant une ouverture 13a permettant le passage des franges centrales seulement, ou bien d'utiliser un très petit photodétecteur qui ne recevra la lumière que d'une frange, par exemple la frange centrale. La sortie du photodétecteur 21 consiste en une tension de courant continu proportionnelle à l'intensité totale de la lumière émergeant de l'interféromètre et en une composante de courant alternatif.
La sortie du photodétecteur 21 est amplifiée par un amplificateur 22. Toute composante de courant continu ou de courant alternatif variant lente ment est arrêtée par un filtre passe-haut t 23 ayant une fréquence de coupure de, par exemple, 5 cycles par seconde ou même moins. La sortie du filtre passe-haut 23, qui consiste en une tension de courant alternatif comportant une information d'interférence, est envoyée à une porte de courant 24.
La porte 24 est ouverte à des intervalles périodiques conformément aux signaux de corrélation dérivés des traits de corrélation 17 sur le disque 16 de la façon suivante:
La sortie du photodétecteur 19, qui comporte une tension de courant alternatif provoquée par la modulation de la lumière partant de la lampe 18 à mesure que les traits de corrélation 17 tournent par rapport à la lampe, est amplifiée par un amplificateur 25, puis envoyée à un conformateur d'impulsions 26 qui produit des impulsions de déclenchement de forme nette pour commander la porte 24.
En ce qui concerne les formes d'ondes représentées à la fig. 2, une tension de courant alternatif typique partant du filtre passe-haut 23 est désignée dans son ensemble par la référence 27 et les impulsions de déclenchement correspondantes provenant du conformateur d'impulsions 26 sont désignées dans leur ensemble par 28.
La tension de courant alternatif 27, illustrée à la fig. 2, représente le cas général dans lequel la lumière entrant dans l'interféromètre contient un mélange de fréquences.
Il y a lieu de remarquer que les impulsions de déclenchement 28 coïncident avec chaque partie positive de la tension de courant alternatif 27. Par conséquent, lorsque les parties positives de la tension de courant alternatif 27 coïncident avec les impulsions de déclenchement 28, la corrélation est obtenue. La sortie de la porte 24 est envoyée à un intégrateur 29 dont la sortie est indiquée par n'importe quel dispositif de lecture 30 approprié, tel qu'un appareil de mesure, un enregistreur ou un appareil analogue. Lorsque le courant alternatif 27 est exactement en corrélation avec les impulsions de déclenchement 28, la sortie de la porte 24 est cohérente et l'intégrateur 29 produit une tension de sortie de courant continu qui est indiquée par le dispositif de lecture 30.
Toutefois, si la tension de courant alternatif 27 n'est pas en corrélation avec les impulsions de déclenchement 28, la sortie de la porte 24 est éliminée par intégration par l'intégrateur 29 et la sortie de ce dernier est alors nulle. Les divers circuits électroniques mentionnés ci-dessus sont tous classiques. Au besoin, une corrélation peut être faite avec des parties négatives de la tension de courant alternatif 27 en prévoyant une porte supplémentaire qui est agencée pour s'ouvrir pendant des intervalles entre les impulsions de déclenchement 28.
Les sorties de chaque porte doivent ensuite être envoyées aux entrées respectives d'un amplificateur différentiel.
Les corrélateurs électroniques sont eux-mêmes bien connus.
Le fonctionnement de l'interféromètre est décrit tout d'abord en utilisant une source S monochromatique. Si la longueur d'onde de la source S est, par exemple, de 5000 Â et si l'épaisseur et la rotation angulaire de la plaque de compensation 15 sont telles que la différence des longueurs de parcours des deux faisceaux varie de 1000 longueurs d'ondes pendant chaque cycle de mouvement de la plaque de compensation 15, on observe alors 1000 interférences ou battements dans l'intensité de la lumière qui sort de la lentille 13. Les battements sont uniformément espacés et de durées égales si l'on suppose que la différence des longueurs de parcours des deux faisceaux varie linéairement avec le temps. Les traits de corrélation 17 portés par le disque 16 correspondent aux maxima de la lumière émergeante.
Dans l'exemple mentionné, les traits de corrélation 17 consistent en 1000 traits convenablement espacés pour établir une corrélation exacte par les 1000 battements de la lumière émergeante. En pratique, les traits de corrélation 17 peuvent être préparés photographiquement en disposant une émulsion photographique sur le disque 16 et en l'exposant à des impulsions lumineuses à travers la fente 20 à mesure que la plaque de compensation 15 tourne. Les impulsions lumineuses sont produites par la lampe 18 qui est reliée à la sortie du filtre passe-haut 23. Par conséquent, une série de traits est formée sur la périphérie du disque 16 et correspond aux maxima de la sortie du photodétecteur 21.
Il est préférable d'amplifier la sortie du photodétecteur 21 autant que possible dans la préparation des traits de corrélation 17, puis de faire passer le signal amplifié dans un circuit de limitation, de sorte que la tension appliquée à la lampe 18 consiste en des impulsions d'ondes carrées.
Il y a lieu de remarquer que pour chaque longueur d'ondes monochromatiques il existe un seul espacement de lignes de corrélation 17 et, en utilisant des disques 16 différents, programmés chacun pour une longueur d'ondes particulière, l'interféromètre peut être utilisé pour identifier la présence de toutes longueurs d'ondes particulières existant dans la lumière qui entre dans l'interfé- romètre. La sélectivité de l'interféromètre dépend du nombre des longueurs d'ondes, dont la différence des longueurs de parcours varie, et du nombre de signaux représentatifs passant par la porte qui sont intégrés dans l'intégrateur 29.
Ainsi, si la différence des longueurs de parcours varie de 1000 longueurs d'ondes, 1000 impulsions de déclenchement correspondant à 1000 traits de corrélation 17 sont produites et 1000 signaux représentatifs passant par la porte sont intégrés. La largeur de bande effective dans ce cas est d'environ une partie pour 1000, soit 0,1 %. Des largeurs de bande d'une partie pour 10000 semblent pouvoir être obtenues en utiliant des plaques de compensation suffisamment épaisses et des émulsions de forte résolution sur le disque 16.
L'exemple donné ci-dessus concernait une source monochromatique. Toutefois, il est évident que l'interféromètre peut aussi être utilisé pour analyser des spectres complexes, par exemple des spectres d'émission ou d'absorption dans des gaz et des vapeurs. Un spectre typique de lumière émergeant de l'interféromètre correspondant à un spectre complexe de lumière incidente est illustré à la fig. 4. Il y a lieu de remarquer qu'il existe des variations d'intensité de grande amplitude (appelées ci-après franges) dans la partie centrale du spectre illustré. Ces variations sont produites lorsque la différence des longueurs de parcours est proche de zéro. Les fréquences de toutes les longueurs d'ondes sont en phase lorsque la différence des longueurs de parcours est égale à zéro, mais la cohérence de phase est détruite à mesure que la différence des longueurs de parcours augmente.
Les franges situées au voisinage de la différence nulle des longueurs de parcours sont connues comme des franges d'interférence d'ordre nul. Du fait que la phase des franges, pour une différence des longueurs de parcours nulle, est constante indépendamment de la fréquence, les franges au voisinage de la différence des longueurs de parcours nulle ne peuvent pas être utilisées à des fins de corrélation. On doit noter qu'une série de maxima et de minima apparaissent de chaque côté des franges d'interférence d'ordre nul, représentées à la fig. 4, et l'une ou l'autre de ces parties du spectre peuvent être utilisées pour déterminer la composition de fréquence de la lumière incidente.
Pour chaque spectre caractéristique de la lumière entrant dans l'interféromètre, on obtient des interférogrammes caractéristiques à la sortie de l'interféromètre.
Comme indiqué ci-dessus, pour une lumière monochromatique, on obtient une série de battements uniformes si la différence des longueurs de trajet varie linéairement avec le temps. Pour un spectre complexe, on obtient une forme d'ondes complexe qui porte toute l'information relative à la composition de fréquence de la lumière incidente. L'interféromètre peut être étalonné pour le spectre d'absorption caractéristique d'un gaz, par exemple en plaçant une cellule contenant le gaz en face de l'ouverture d'entrée de l'interféromètre, en projetant la lumière à large bande d'une source appropriée à travers le gaz dans l'interféromètre. L'émulsion photographique portée par le disque 16 est ensuite exposée de la manière indiquée ci-dessus et les traits de corrélation 17 obtenus sur le disque 16 sont alors caractéristiques du gaz particulier contenu dans la cellule.
Lorsque le même disque est utilisé pour analyser un gaz ou une vapeur de composition inconnue, le degré de corrélation indiqué par le niveau de la sortie de l'intégrateur 29 est une fonction de la quantité de gaz particulier présent dans l'échantillon inconnu. En étalonnant convenablement l'interféromètre avec des gaz et des vapeurs connus de diverses densités, il est possible de mesurer la densité du gaz particulier présent dans un échantillon connu. Ainsi, l'interféromètre décrit peut être utilisé pour effectuer des mesures d'absorption sur de grandes longueurs de parcours d-ns l'air, pour des états de pollution de l'air par exemple.
Toutefois, dans ce cas, il est nécessaire d'effectuer une compensation pour les niveaux variables de l'intensité de la lumière ambiante, mais ceci peut être fait en appliquant un réglage automatique de gain classique au photodétecteur 21 et à l'amplificateur 22, en vue de maintenir la moyenne de la sortie à courant continu du photodétecteur 21 à un niveau prédéterminé constant.
Le résultat de l'application du réglage automatique de gain est que la sortie de l'intégrateur devient normalisée par rapport à un niveau de lumière effectivement normal et devient donc une indication quantitative du degré d'absorption atmosphérique du spectre particulier en cours d'analyse.
La fig. S représente une variante de réalisation qui emploie un filtre à cristal 31 à bande étroite, relié à la sortie de l'amplificateur 22. La partie optique de l'interféromètre est identique à celle de la fig. 1 et elle a été omise à la fig. 5 car il suffit de représenter le disque 16 pour expliquer le fonctionnement de cet exemple de réalisation. En outre, la plus grande partie du circuit électronique est identique au circuit de la fig. 1 bien que le fonctionnement de cet exemple de réalisation diffère considérablement de celui de la fig. 1, en raison de la présence du filtre à cristal 31. La sortie du filtre à cris
tal 31 est redressée par une diode 32 appropriée et un
filtre passe-bande 33 est prévu entre la diode 32 et la
porte 24.
Pour plus de clarté, le fonctionnement de cet
exemple de réalisation est décrit tout d'abord en utili
sant une lumière incidente de longueur d'onde mono
chromatique et on suppose que la plaque de compensa
tion 15 est amenée à osciller angulairement à une vitesse
angulaire constante. Comme dans le cas de l'exemple
de réalisation à la fig. 1, la plaque de compensation 15
est déplacée périodiquement entre deux limites. A l'une
de ces limites, la différence des longueurs de parcours
est minimale et elle est telle que les franges d'ordre nul de grande amplitude représentées à la fig. 4 ne soient
pas produites. A l'autre limite, la différence des lon
gueurs de parcours est maximale et sa valeur dépend de l'épaisseur de la plaque de compensation 15.
Lorsque cette dernière tourne, à une vitesse angulaire constante entre ces deux limites, la différence des longueurs de parcours, au lieu de varier linéairement avec le temps comme dans le cas de l'exemple de réalisation suivant la fig. 1, varie de façon sinusoïdale. Si l'on suppose que la lumière entrant dans l'interféromètre est monochromatique, la fréquence des battements de la lumière émergeant varie également suivant une loi sinusoïdale, au lieu
d'être une fréquence constante comme ci-dessus. En d'autres termes, la fréquence des battements varie d'une limite inférieure à une limite supérieure pendant la rotation de la plaque de compensation 15 et on peut constater que cette variation continue dans la fréquence se répète quatre fois pendant chaque cycle de rotation de la plaque de compensation 15.
La fréquence centrale du filtre à cristal 31 est rendue égale à une fréquence située à peu près au milieu de la gamme entre les limites de fréquence supérieure et inférieure mentionnées ci-dessus et sa largeur de bande est aussi étroite que possible. Par conséquent, pour chaque cycle de rotation de la plaque de compensation 15, la fréquence de la tension de courant alternatif apparaissant à la sortie du photodétecteur 21 correspond à quatre occasions à la fréquence centrale du filtre à cristal 31. Dans ces quatre occasions un signal traverse le filtre à cristal 31, puis est redressé par le redresseur 32. Le signal redressé est ensuite envoyé dans le filtre passe-bande 33 pour produire un signal d'impulsion. Le filtre passe-bande laisse passer l'enveloppe des signaux émergeant du filtre à cristal 31 et non les fréquences relativement hautes contenues dans l'enveloppe.
Pour chaque longueur d'onde monochromatique, il existe quatre positions angulaires bien définies de la plaque de compensation 15 qui entraînent le passage de signaux à travers le filtre à cristal 31. Les traits de corrélation 17 sur le disque 16 peuvent être préparés de la manière décrite ci-dessus en ce qui concerne la fig. 1, et le fonctionnement du reste du circuit est exactement le même que celui de l'exemple de réalisation de la fig. 1. A mesure que la plaque de compen- sation n 15 tourne, un train d'impulsions sort du filtre passe-bande 33 et est mis en corrélation par la porte 24 avec les traits de corrélation 17 du disque 16. L'intégrateur 29 ne produit une sortie de courant continu que lorsque la corrélation existe.
Un avantage de cet exemple de réalisation réside dans le fait que le nombre de traits de corrélation 17 pour des spectres donnés est considérablement réduit comparativement au premier exemple de réalisation. En effet, une analyse de Fourier est effectuée par le filtre à cristal 31 et, au lieu de la mise en corrélation avec un grand nombre de traits de corrélation 17 représentant des pointes ou des maxima individuels sur l'interférogramme, la corrélation est obtenue avec le nombre de pointes, considérablement plus faible,
représenté par la valeur analogique de Fourier de l'interférogramme. Ceci a pour résultat qu'il existe une moins grande accumulation d'informations sur le disque 16 et que l'interféromètre est relativement insensible aux petites variations différentielles à long terme de la longueur de parcours associées avec les variations de température et la dilatation des différents constituants de l'interféromètre. Toutefois, ces avantages sont compensés par la nécessité de maintenir la rotation angulaire de la plaque de compensation 15 à une vitesse réglée avec précision. La résolution de cet exemple de réalisation est une fonction de la largeur de bande du filtre à cristal 31 et du degré auquel le mouvement de la plaque de compensation 15 peut être maintenu constant.
Dans la description du fonctionnement de l'exemple de réalisation de la fig. 5, on se base sur la rotation de la plaque de compensation 15 à une vitesse angulaire constante.
Comme indiqué ci-dessus, la fréquence des battements de la lumière émergeant de l'interféromètre varie alors suivant une loi sinusoïdale. En vue d'effectuer une analyse de Fourier avec une base de temps linéaire, on doit entraîner la plaque de compensation 15 de telle manière qu'il y ait une accélération constante de la différence des longueurs de parcours. Si cette condition est satisfaite, la fréquence des battements lumineux émergeant de l'interféromètre augmente de façon linéaire avec le temps pendant la rotation de la plaque de compensation 15.
Cette dernière peut être programmée pour suivre toute loi de mouvement désirée au moyen d'une came de forme prédéterminée en association avec un dispositif de commande mécanique approprié. Le mouvement de la plaque de compensation 15 est alors régi par une loi déterminée par la forme de la came. Un inconvénient possible de cet agencement réside dans le fait que la commande mécanique doit être extrêmement précise. En vue d'éviter les problèmes liés à la commande mécanique, on suggère de faire varier la différence des longueurs de parcours linéairement avec le temps (c'est-àdire à une vitesse constante) et de faire croître lentement avec le temps la fréquence de la vitesse de variation de la différence des longueurs de parcours, pendant plusieurs balayages successifs.
Ce résultat peut être obtenu au moyen d'un moteur synchrone en faisant croître progressivement la fréquence de la tension d'alimentation du moteur.
La vitesse de rotation de la plaque de compensation 15 doit être calculée pour correspondre à d'autres paramètres de l'interféromètre. Par exemple, la fréquence des battements de la lumière émergeante ne peut pas être supérieure à la vitesse de réponse du photodétecteur 21. De même, la vitesse de variation de la fréquence des signaux opérant à l'entrée du filtre à cristal 31 ne doit pas être trop élevée pour le temps de montée du filtre à cristal 31. En outre, il est désirable de limiter la largeur de bande de la lumière incidente à la valeur qui convient pour couvrir le spectre offrant de l'intérêt, car une largeur de bande inutilement grande de la lumière incidente pose des exigences excessives à la gamme dynamique du photodétecteur 21.
On peut utiliser des filtres d'interférence ou d'autres monochromatiques pour limiter la largeur de bande. I1 est évident que la bande de l
Dans une forme de réalisation, les traits de corrélation 17 peuvent être portés par un cache qui est monté sur un support fixé au châssis de l'interféromètre au lieu d'être fixés au disque 16, comme représenté à la fig. 1. Les signaux de corrélation pourraient alors être produits en réfléchissant un faisceau lumineux étroit depuis un miroir de petites dimensions fixé à la plaque de compensation 15 dans la direction du cache, afin que le faisceau de lumière soit amené à explorer les traits de corrélation 17 à mesure que la plaque de compensation 15 tourne. Un avantage de cet agencement est que la charge d'inertie exercée sur la plaque de compensation 15 est réduite par suite de l'élimination du disque 16.