EP1907896A1 - Dispositif de traitement de faisceaux optiques reconfigurable - Google Patents

Dispositif de traitement de faisceaux optiques reconfigurable

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Publication number
EP1907896A1
EP1907896A1 EP06764256A EP06764256A EP1907896A1 EP 1907896 A1 EP1907896 A1 EP 1907896A1 EP 06764256 A EP06764256 A EP 06764256A EP 06764256 A EP06764256 A EP 06764256A EP 1907896 A1 EP1907896 A1 EP 1907896A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical
transformation
module
processing device
mto
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06764256A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Martinez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1907896A1 publication Critical patent/EP1907896A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G02B6/2937—In line lens-filtering-lens devices, i.e. elements arranged along a line and mountable in a cylindrical package for compactness, e.g. 3- port device with GRIN lenses sandwiching a single filter operating at normal incidence in a tubular package
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29395—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable

Definitions

  • the present invention relates to a reconfigurable optical beam processing device.
  • the present invention is particularly applicable in optical communication systems in which the manufacturer seeks to reduce its manufacturing costs and the customer aspires to acquire a low-consumption and modular system so as to evolve over time.
  • This invention can be applied in other fields, in particular in the field of chemical or biological tests in which it is sought to demonstrate, as quickly as possible and almost automatically, one or more substances contained in several samples of chemical solutions or Biological
  • These communications networks generally employ wavelength division multiplexing techniques. Multiplexers are known which allow the addition and / or deletion of optical signals to an appropriate destination of the network, without having to convert them into electrical signals and which are reconfigurable. They are designated by the acronym ROADM is reconfigurable optical add drop multiplexer, that is to say reconfigurable extraction insertion optical multiplexer. An optical beam carrying multiple information channels corresponding to bands of different wavelengths ⁇ 1, X2, X3, ⁇ 4 and guided by an optical fiber is injected into the multiplexer at an input A.
  • ROADM reconfigurable optical add drop multiplexer
  • the multiplexer can pass, block possibly recover all or part of these channels in a reconfigurable way.
  • An output is referenced A ', can deliver one or more channels ⁇ 1, ⁇ 2, those that the multiplexer passes. Suppose in the example that it blocks the channels ⁇ 3, ⁇ 4.
  • Another output B can deliver one or more channels ⁇ 4 among the channels blocked by the multiplexer.
  • a second input B ' makes it possible to inject another optical beam which will be processed in the multiplexer. It carries the channels ⁇ '1, ⁇ '2. It is assumed in this example that they will be transmitted and therefore available at the output A'.
  • the multiplexer is reconfigurable when its functions can be activated or inactivated independently of the user's choice. We know in the US patent application
  • 2004/0136648 an optical processing device of ROADM type which cascades from a input port a diffraction grating, a focusing lens, a plurality of moving mirrors and near the input port, a plurality of output port.
  • An optical beam carrying a plurality of wavelengths is injected into the multiplexer from an input port, separated into a plurality of optical beams according to their wavelength, and each is directed to a deflection member.
  • mobile optics via the focusing lens.
  • the mobile optical deflection elements depending on their position, or not return each of the optical beams to a selected output port during a return path via the lens and the diffraction grating.
  • an optical processing device of the ROADM type comprises from an input port, a cascade with a planar input selective network, a plurality of analog controlled mobile optical deflection elements, a plurality of selective output networks and a plurality of output ports. .
  • the input planar selective grating achieves both a spectral dispersion and a spatial dispersion, which causes the generation of angularly shifted optical beams.
  • the dispersive element which carries out both the angular deflection and the spectral dispersion.
  • the multiplexer becomes complex plus the number of wavelengths to be separated increases.
  • the mounting of the various mobile optical deflection elements, the output ports and the diffraction grating is difficult, the alignment constraints are high.
  • Patent application WO 01/13151 also discloses a multiplexer in which a mobile optical transformation device formed of a plurality of elementary zones among which elementary filtering zones and a reflective elementary zone interact with an incident optical beam.
  • a mobile optical transformation device formed of a plurality of elementary zones among which elementary filtering zones and a reflective elementary zone interact with an incident optical beam.
  • its displacement can be significant which requires a complex actuator device and relatively slow.
  • the presence of the complex actuator prevents the optical transformation device from being interchangeable.
  • an optical processing device comprises an optical processing device with a support having a plurality of cups arranged in a matrix in which samples of a liquid to be tested are arranged. This support moves with respect to an optical beam so that it can irradiate the different samples. The displacement of the support can only be obtained with a complex actuator device and relatively slow.
  • the present invention aims to provide an optical processing device does not have the limitations and difficulties mentioned above.
  • One goal is in particular to propose a reconfigurable optical processing device whose construction is easy, the low production cost, the power consumption, the low switching time and which can easily evolve according to the needs of the user.
  • the invention more specifically concerns a device for optically processing at least one main optical beam. It comprises an optical transformation module or contributing to an optical transformation of the main optical beam input into the processing device which is formed of a plurality of discrete elements arranged in the same plane. It also comprises, upstream of the optical transformation module or contributing to the optical transformation, an upstream spatial configuration module having an optical channel to be traversed by the main optical beam, this path comprising one or more mobile optical deflection elements intended to make to take from the main optical beam potential spatial positions in the plane of the optical transformation module or contributing to the optical transformation, these potential spatial positions coinciding with those of the elements discrete, the optical transformation module or contributing to the optical transformation being static.
  • the discrete elements are static. Among the discrete elements at least one may be active and possibly one may be inactive.
  • An active discrete element may have a filter, attenuator, or absorbent function.
  • the discrete elements with a filter function may comprise a thin filtering layer or several stacked thin filter layers. Their realization is simplified by the thin layer type techniques.
  • the optical transformation module comprises several active discrete elements, it is preferable for at least two active elements to be different. To facilitate the transition from one discrete element to another, it is possible for at least one discrete element to be duplicated.
  • the discrete elements will preferably be arranged in a matrix.
  • the upstream spatial configuration module may comprise another optical channel capable of being traversed by an optical beam returned by the optical transformation module or contributing to the optical transformation, this other optical channel comprising one or more mobile optical deflection elements.
  • the optical processing device may comprise, downstream from the optical transformation module or contributing to the optical transformation, a downstream spatial configuration module comprising an optical channel capable of being traversed by an optical beam having traversed the optical transformation module or contributing to the transformation. optical, this path comprising one or more mobile optical deflection elements.
  • the downstream spatial configuration module may comprise another optical channel intended for the insertion of an auxiliary optical beam towards the optical transformation module or contributing to the optical transformation, this path comprising one or more mobile optical deflection elements.
  • An inactive discrete element may be transparent to the main optical beam and / or the auxiliary optical beam.
  • the optical transformation module is able to filter individually and / or cumulatively several wavelengths contained in the main optical beam and / or in the auxiliary optical beam.
  • Each mobile optical deflection element is digitally controlled (as opposed to analog control), which reduces the power consumption, requires only displacements on very low strokes (of the order of one micrometer or ten micrometers ) and reduces switching times, which can be less than 1 millisecond.
  • the upstream and downstream spatial configuration modules are symmetrical with respect to the optical transformation module or contribute to the optical transformation.
  • Each spatial configuration module may comprise an angle-position transformation element placed between the moving optical deflection elements and the optical transformation module or contributing to the optical transformation.
  • the angle-position transformation element having an object focal plane and an image focal plane, the optical transformation module or contributing to the optical transformation is placed substantially in the image focal plane of the angle-position transformation element of the image-processing module.
  • angle-position transformation element is common to all optical paths of the spatial configuration module that accommodates it.
  • the mobile optical deflection elements are mirrors able to tilt around at least one axis.
  • optical transformation module or contributing to the optical transformation is static, it can be interchangeable.
  • the module contributing to the optical transformation may comprise a support provided with several bowls intended to accommodate samples of liquid to be tested, these cuvettes containing the samples forming the discrete elements.
  • a bowl may have a reflective or transparent bottom.
  • a discrete element may have a filter, attenuator function or be excitable when it contains a liquid sample to be tested.
  • FIG. 1 already described shows a processing device Optical multiplexer ROADM type of the prior art.
  • FIGS. 2A to 2D show an example of an optical processing device according to the invention in different operating phases.
  • FIG. 3 shows another example of an optical transformation device in which the transformation module is of the 4X4 type.
  • Figures 4 and 5 are diagrams for explaining the sizing of an optical processing device of the invention.
  • FIG. 6 shows in a housing an optical processing device of the invention with a removable optical transformation module.
  • FIGS. 7A to 7D and 8A to 8C illustrate two embodiments of an optical transformation module of an optical processing device of the invention.
  • FIGS. 9A to 9C, 10A to 10F, 11 illustrate several embodiments of the optical transformation module of an optical processing device of the invention.
  • FIG. 12 shows an optical processing device of the invention in which the optical processing module has an attenuation function.
  • FIGS. 13A, 13B show two examples of optical treatment device of the invention that can be used in chemical or biological analysis applications.
  • FIGS. 2A to 2D show an optical processing device of a main optical beam 1 according to the invention in several modes. It is assumed that the main optical beam 1 carries several wavelengths ⁇ 1, X2.
  • the treatment device includes in cascade a upstream spatial configuration module MCS1, an optical transformation module MTO and a downstream spatial configuration module MCS2.
  • the upstream spatial configuration module MCS1 comprises at least one optical path Vl, traversed by the main optical beam 1, with a mobile optical deflection element 2.1 capable of deflecting the main optical beam 1 to make it take potential angular directions.
  • the mobile optical deflection elements may be numerically controlled mirrors (preferably micromirrors) that can take a finite number of stable, defined angular positions. One could also use prisms or lenses. These angular positions can be taken by tilting the mirror around a single tilting axis or around several axes. These mirrors may for example have two tilt axes and two angular positions per axis. These stable angular positions of the mirror can be defined by stops against which the mirror comes into contact. No stop has been shown to avoid overloading the figures. It is not necessary to describe in more detail the mobile optical deflection elements or their control because they are optical components well known in the field of optical telecommunications.
  • the main optical beam 1 is conveyed by an optical fiber f1.1 before entering the processing device.
  • An emf formatting element can be placed between the end of the optical fiber f1.1 and mobile optical deflection element 2.1.
  • the upstream spatial configuration module MCS1 further comprises an angle-position transformation element 3.
  • This element 3 represented in the form of a lens has an optical axis 9 materialized in dotted lines. It makes parallel the potential directions of the optical beams that cross it. This angle-position transformation element 3 is reversible.
  • optical beams in these directions will form distinct spots having a well-determined position, in particular in an image focal plane of the angle-position transformation element 3.
  • an optical transformation module or contributing to an MTO optical transformation of the main optical beam 1 entered in the processing device of the invention Downstream of the upstream spatial configuration module MCS1, an optical transformation module or contributing to an MTO optical transformation of the main optical beam 1 entered in the processing device of the invention.
  • the optical transformation module or contributing to the MTO optical transformation is static.
  • optical transformation filtering, total or partial attenuation, reflection, conversion.
  • the use of the expression “contributing to an optical transformation” means that the module alone does not necessarily perform the optical transformation, this transformation can take place only when the module cooperates with a material brought by the user of the device. treatment.
  • An embodiment in which the module contributes to the optical transformation is shown in Figure 13.
  • the MTO module is an optical transformation module. It comprises a plurality of discrete elements 4a to 4c, at least two of which are different.
  • the discrete elements 4a to 4c are static. At least one of these discrete elements 4a performs a transformation of the main optical beam 1 which emerges from the upstream spatial configuration module MCS1 to the transformation module MTO.
  • the discrete element that performs a transformation of the main optical beam 1 is called active. More generally, by active discrete element is meant a discrete element that performs a transformation or contributes to a transformation of the main optical beam 1, the meaning of transformation being defined above. Subsequently it will be seen that an auxiliary optical beam can be provided which can cooperate in the same way as the main optical beam with the optical transformation module or contributing to the optical transformation.
  • the optical transformation module MTO comprises at least one discrete element 4d which is inactive vis-à-vis the main optical beam 1.
  • This discrete element 4d can pass the main optical beam 1 without modifying it.
  • a discrete element that completely filters the optical beam by stopping it and reflecting it to the upstream spatial configuration module or absorbing it is called an asset.
  • the discrete elements are arranged next to each other in the same plane. It is preferable that these discrete elements are distributed in a matrix with at least one row and or at least one column. It is preferable to place the MTO transformation module in the image focal plane of the angle-position transformation element 3.
  • the discrete element 4a is a spectral filter which reflects the wavelength ⁇ 1 and which passes the wavelength X2.
  • the discrete element 4b is a spectral filter that reflects the wavelength ⁇ 2 and passes the wavelength ⁇ l.
  • the discrete element 4c is a reflective zone which totally reflects all the wavelengths of the main optical beam 1 towards the upstream spatial configuration module MCS1, ie which completely filters the main optical beam 1.
  • the discrete element 4d is a transparent area that passes the main optical beam 1 without modifying (no filtering).
  • the active discrete elements are referenced 4a, 4b, 4c and the inactive discrete element is referenced 4d.
  • the main optical beam 1 will hit the optical transformation module MTO at one or the other of these discrete elements 4a to 4d.
  • 7 is the optical beam that passes through the MTO optical transformation module regardless of the treatment that is applied to it or that does not it is not applied to him.
  • 8 is the optical beam that is reflected by the optical transformation module MTO. Downstream and / or upstream of the optical transformation module MTO may be placed a device for using the optical beam after cooperation with the optical transformation module MTO.
  • FIG. 2 shows, downstream of the optical transformation module MTO, a downstream spatial configuration module MCS2 having at least one path V1 'which allows the optical beam 7 having passed through the optical transformation module MTO to be directed towards an optical fiber f2.1 which has a role of use device.
  • the optical beam 7 corresponds to the output optical beam.
  • a shaping element emf may be inserted between the movable optical deflection element 6.2 and the end of the optical fiber f2.1.
  • the downstream spatial configuration module MCS2 is symmetrical with the upstream spatial configuration module MCS1 with respect to the optical processing module MTO.
  • the optical channel Vl ' includes a mobile optical deflection element 6.1.
  • the downstream spatial configuration module MCS2 includes in cascade an angle-position transformation element 5 and the mobile optical deflection element 6.1 of the channel V2.
  • the angle-position transformation element 5 transforms the position of the optical beam 7 having passed through the optical transformation module MTO in an angular direction.
  • the angle-position transformation element 5 functions for the path Vl 'in position-angle transformation since it is reversible.
  • the optical beam 7 is deflected by the movable optical deflection element 6.1 and is introduced into the output optical fiber f2.1.
  • a shaping element emf may be inserted between the moving optical deflection element 2.2 and the end of the optical fiber f1.2.
  • the angle-position transformation element 3 is common to all the channels V1, V2. It is the same for the downstream spatial configuration module MCS2.
  • the mobile optical deflection elements 2.1, 2.2, 6.1 may be formed by mirrors (lenses or prisms) movable around one or more axes of rotation.
  • each of the optical deflection elements is movable about two substantially perpendicular axes and can take four positions.
  • the optical transformation module MTO comprises more than four discrete elements.
  • the main optical beam 1 can then take more potential directions and for this each channel Vl, V2, Vl ', V2' of the spatial configuration modules MCS1, MCS2 comprises a cascade of mobile optical deflection elements (21.1, 21.2),
  • the optical conjugation means 30, 40 may be formed, for a route, of one or more lenses in series for example. In Figure 3, these lenses form a doublet. The lenses are not referenced.
  • Each mobile optical deflection element 21.1, 21.2 of a path Vl in the cascade is optically conjugated with the moving optical deflection element 21.2, 21.1 which follows it or precedes it by an object-image relationship by virtue of the optical conjugation means 30 .
  • a second channel V2 ' is provided in the downstream spatial configuration module MCS2. It is intended for the injection of a directed optical beam directed on the MTO optical transformation module and to cooperate with it.
  • the auxiliary optical beam 10 carries two wavelengths ⁇ 1 ', ⁇ 3', these two wavelengths being the same as the wavelengths ⁇ 1, ⁇ 3 of the main optical beam 1.
  • Different names have been given to mean that the main optical beam 1 and the auxiliary optical beam 10 convey different signals having the same wavelengths. It is assumed that the structure of the second optical channel V2 'is substantially identical to that of the optical channel Vl' with two mobile optical deflection elements 22.1 ', 22.2' separated by optical conjugation means 40.
  • the auxiliary optical beam 10 interacts with the same discrete element as the main optical beam 1 to be transmitted or reflected by the optical transformation module.
  • the auxiliary optical beam 10 is totally reflected by the optical transformation module MTO to the optical channel Vl '.
  • auxiliary optical beam can pass through the optical transformation module without changing an inactive discrete element.
  • the angle-position transformation element 3, 5 is common to all the channels (V1, V2), (V1 ', V2').
  • the main optical beam 1 which enters the device of processing by the first channel Vl of the upstream spatial configuration module MCS1 vehicle four wavelengths ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4.
  • the optical beam 8 which emerges from the upstream spatial configuration module MCS1 carries only two of the wavelengths ⁇ 1, ⁇ 3 of the main optical beam 1.
  • the optical transformation module MTO has reflected by filtering these two wavelengths of the optical beam main 1 incoming.
  • the optical beam 7 coming out of the downstream spatial configuration module MCS2 carries two of the wavelengths ⁇ 2, ⁇ 4 of the main optical beam 1.
  • the optical transformation module MTO has filtered these two wavelengths of the main optical beam 1
  • the optical transformation module MTO has reflected by filtering the two wavelengths ⁇ 1 ', ⁇ 3' of the auxiliary optical beam 10.
  • the optical beam 7 which emerges via the path Vl 'of the downstream spatial configuration module MCS2 thus also transmits the two wavelengths ⁇ 1', ⁇ 3 'of the auxiliary optical beam 10 injected into the second channel V2' of the downstream spatial configuration module MCS2.
  • the optical transformation module MTO is placed in the image focal plane of the angle-position transformation element 3 of the upstream spatial configuration module MCS1 and in the object focal plane of the angle-position transformation element 5 of the configuration module downstream space MCS2.
  • the mobile optical deflection elements 2.1, 2.2 of the upstream spatial configuration module MCS1 are placed in the object focal plane of the angle-position transformation element 3 of the upstream spatial configuration module MCS1.
  • the moving optical deflection elements 6.1, 6.2 of the downstream spatial configuration module MCS2 are placed in the image focal plane of the angle-position transformation element 5 of the downstream spatial configuration module MCS2.
  • all the main optical beams 1 potential coming out of the angle-position transformation element 3 of the upstream spatial configuration module MCS1 are parallel. All optical beams that enter the downstream spatial configuration module MCS2 through the angle-position transformation element 5 are also parallel.
  • the optical axis 9 of the angle-position transformation elements is plotted.
  • the optical deflection element 2.1 is spaced from this optical axis by a distance d.
  • the main optical beams that emerge from the upstream spatial configuration module MCS1, after passing through the angle-position transformation element 3, are deviated by an angle ⁇ with respect to the optical axis 9.
  • the angle of deviation with respect to the optical axis 9 of the main optical beam 1 downstream of the mobile optical deflection element 2.1 has been denoted by ⁇ .
  • Figure 5 shows the case of the previous figure and now we are interested in the divergence of the main optical beam 1 according to the formalism of Gaussian optics.
  • w0 the minimum radius, or "waist" of the main optical beam 1 just after it has been deflected by the closest movable optical deflection element 2.1 to the angle-transforming element.
  • the radius of the main optical beam becomes w1. It has diverged between the mobile optical deflection element 2.1 and the angle-position transformation element 3.
  • the "waist" of the optical beam 1 becomes wO 'at the level of the optical transformation module MTO.
  • the "waist" of the optical beam 7 traversing the configuration module Spatial downstream MCS2 at the mobile optical deflection element 6.1 closest to the angle-position transformation element 5 is that of the main optical beam originally wO.
  • the two angle-position transformation elements have, in addition to their geometric role of transforming an angular direction into a position and vice versa, an imaging action with respect to the divergence of the main optical beam 1 by imaging the "waist" WO into a waist wO 'at the optical transformation module MTO.
  • FIG 6 there is shown an overall view of a treatment device object of the invention.
  • a box 25 has been schematized for containing the spatial configuration modules (not visible) and the optical transformation module MTO. The latter is interchangeable. It is shown cooperating with a mechanical structure 26 sliding in the housing 25. This mechanical structure maintains it substantially perpendicular to the optical axis 9.
  • the reference 27 represents input / output ports cooperating with optical fibers 28.
  • the reference 29 illustrates electrical connections for the power supply of the control means of the mobile optical deflection elements.
  • Such a processing device can be assembled easily, it must be ensured that the sliding mechanical structure 26 makes the optical transformation module MTO perpendicular to the optical axis 9. The cost of manufacturing such a treatment device is therefore relatively low.
  • Various MTO optical transformation modules may be available on the market and the customer may change according to his needs, if he acquires several, because of the low positioning tolerance. This advantage is of great interest.
  • the housing and its contents with the exception of the removable optical transformation module can be mass-produced for all kinds of applications.
  • the client's request is simply filled by the choice of the optical transformation module or modules that he will acquire.
  • the manufacturer puts on the market a cheap modular product to produce.
  • the customer acquires this processing device can make it evolve easily by changing the optical transformation module.
  • the maintenance of such a device is easy, if one of the optical deflection elements had to be damaged, it can be changed easily and there is no need to change the entire device.
  • the other components of the processing device are fixed and are therefore more robust than the moving components.
  • FIGS. 7A to 7D which show a method of producing an MTO optical transformation module such as that of FIG. 3, will now be considered.
  • the optical transformation module MTO is formed of 4 ⁇ 4 elements. discrete arranged in matrix in the manner of a paving. Of these sixteen discrete elements, fifteen are active and have all different filter functions and one is inactive and is transparent vis-à-vis the optical beam that hits it. It is assumed that in this example the optical transformation module MTO is intended to partially or completely filter an optical beam carrying four wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4.
  • the base substrate 50 is shown with a substantially square front face. It can be obtained for example by cutting a substrate of conventional dimensions after the series of filter layer deposits described below.
  • the realization of the discrete active elements rests on the superposition of filters according to a matrix distribution.
  • a first filter layer 51 is deposited on substantially one half of the front face of the base substrate 50 (Fig. 7A). She runs along one of her sides. It is assumed that it stops, for example by reflecting it, the wavelength ⁇ 1 and that it lets pass the other wavelengths ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4.
  • a second filter layer 52 is then deposited, it occupies substantially one half of the front face of the base substrate 50, it runs along another side contiguous to the first side. It directly covers a quarter of the base substrate 50 and half of the first layer 51 ( Figure 7B). It stops, for example in the reflective, the wavelength ⁇ 2 and passes the others ⁇ l, ⁇ 3, ⁇ 4.
  • a third layer 53 is then deposited, it occupies substantially one half of the front face of the base substrate 50, it is subdivided into two disjoint strips 53.1, 53.2 substantially identical parallel, one along the first side and the other a third opposite side to the first side ( Figure 7C).
  • the third layer 53 stops, for example by reflecting it, the wavelength ⁇ 3 and passes the other ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 4.
  • a fourth layer 54 is then deposited, it occupies substantially one half of the front face of the substrate, it is subdivided into two disjoint bands 54.1, 54.2 substantially identical parallel, one along the second side and the other a fourth side opposite the second side ( Figure 7D).
  • the fourth layer 54 stops, for example by reflecting it, the wavelength ⁇ 4 and passes the other ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 3.
  • One of the bands (reference 54.1) directly covers one quarter of each of bands 53.1, 53.2 of third layer 53 to places where it covers the second layer 53 and also overlaps directly on a quarter of the second layer 52.
  • the other band (reference 54.2) directly covers a quarter of each of the strips 53.1, 53.2 where one covers the first layer 51 and the other the front face of the substrate 50 and also directly encroaches on one eighth of the first layer 51 at a location where the latter directly covers the front face of the substrate 50 and on one sixteenth of the main face of the substrate 50.
  • a sixteenth 55 of the front face of the substrate 50 remains bare, it forms the inactive discrete element. It is transparent and lets all the wavelengths ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 pass.
  • the transparency is obtained by using a base substrate 50, for example made of glass or silicon, if the wavelength range concerns telecommunication bands around 1.55 microns.
  • the different layers of filters are deposited for example by thin-film technologies well known in microelectronics and delimited by lithography or masking type technologies because of the relatively large size of the step between discrete elements.
  • the transformation module MTO then has sixteen different filtering combinations of all four wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 starting encompassing the total filtering and the null filtering.
  • This configuration is elegant because it relies solely on masking and deposition technologies and makes it possible to manufacture the transformation module optical volume. For finer filtering needs, ie with narrow filters precisely positioned in the spectrum, this embodiment may have a poor performance, because if the last layer does not lead to discrete elements according to specifications, the optical transformation module in its entirety is to be discarded.
  • FIGS. 8A-8C A second embodiment of an optical transformation module is illustrated in FIGS. 8A-8C.
  • Each of the discrete elements 4.1 to 4.16 is independently made from support blocks 56. Fifteen of them are deposited with the appropriate filter from one or more stacked filter layers. The fifteen filters correspond to the combinations described above.
  • a block 4.11 remains bare, it will give the discrete inactive element that lets all the wavelengths pass.
  • the sixteen blocks 4.1 to 4.16 are then grouped into a matrix and assembled together with, for example, glue (FIG. 8B), the faces bearing filters all being on the same side and contained in the same plane.
  • a step of cutting each of the blocks can be provided to obtain the desired step before assembly.
  • the number of discrete elements of the optical transformation module depends on the composition of the upstream (and downstream if present) spatial configuration module and more particularly on the number of stages of mobile optical deflection elements and the number of positions. that they can take. It is assumed later that each mobile optical deflection element can take two positions per axis of rotation.
  • the transformation module will have 2 discrete elements if the mobile optical deflection element is mobile about a single axis and 2x2 discrete elements if the Mobile optical deflection element is movable around two axes.
  • the number of mobile optical deflection elements is between 2 and 4.
  • the optical transformation module may be formed of:
  • each mobile optical deflection element has an axis of rotation and the two axes are crossed;
  • each mobile optical deflection element has axis of rotation and the two axes are parallel to each other;
  • the number of mobile optical deflection elements is between 4 and 16 and more generally it is between 2 n and 4 n if the spatial configuration module has stages.
  • FIG. 9A shows the simplest case of an optical transformation module with two discrete elements 4.1, 4.2 (type 2X1) contiguous.
  • the discrete element 4.1 filters the wavelength ⁇ 1 while allowing all the others to pass. It can reflect a signal at this wavelength ⁇ 1 to the upstream spatial configuration module or to the downstream spatial configuration module, it depends if one is interested in the main incident optical beam 1 traversing the path Vl of the figure 3 or the auxiliary incident optical beam 10 traversing the path V2 'of Figure 3. This amounts to saying that it can extract or insert the wavelength ⁇ l.
  • the other discrete element 4.2 is transparent at this wavelength, it lets it pass without thinking. It is preferably provided with an antireflection treatment at this wavelength.
  • FIGS. 9B and 9C are other examples of optical transformation modules to be associated with an upstream upstream spatial configuration module.
  • the optical transformation module of FIG. 9B type 2X2 discrete elements, comprises a discrete element 4.1 intended to filter the wavelength ⁇ 1, a discrete element 4.4 intended to filter the wavelength ⁇ 2 arranged diagonally and two discrete elements 4.2, 4.3 transparent at these two wavelengths.
  • This optical transformation module is capable of reconfigurably filtering two wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2 individually.
  • the optical transformation module of FIG. 9C, of type 2 ⁇ 2 discrete elements comprises a discrete element 4.1 intended to filter the length of the wavelength.
  • This transformation module is capable of reconfigurably filtering two wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2 individually and / or cumulatively.
  • FIGS. 10A to 10F show various embodiments of optical transformation modules to be associated with a two-stage upstream spatial configuration module.
  • the optical transformation module of FIG. 10A is of the 2 ⁇ 4 discrete element type. It is capable of reconfigurably filtering three wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3 individually and / or cumulatively. In the discrete elements the same notations as in Figure 9 have been used to indicate their functions. It has a discrete element transparent at these wavelengths.
  • the optical transformation module of FIG. 10B is of the 2 ⁇ 4 discrete element type. It is capable of reconfigurably filtering seven wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4, ⁇ 5, ⁇ , ⁇ 7 individually. In the discrete elements the same notations as in Figure 9 have been used to indicate their functions. It has a discrete element 4.4 transparent at these wavelengths.
  • the configuration of Figure 10B may have a disadvantage in terms of use.
  • the optical transformation module will filter other wavelengths for example ⁇ 4, ⁇ 3, ⁇ 2 through the discrete elements 4.5, 4.3, 4.1.
  • Such unwanted filtering can be troublesome in some applications. If one wishes to avoid this effect, it will be necessary to review the configuration of the discrete elements and in particular to add inactive discrete elements which are transparent to the present wavelengths.
  • the optical transformation module of FIG. 1OC avoids this disadvantage.
  • This optical transformation module type 2X4 discrete elements is capable of reconfigurably filtering four wavelengths ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 in individual. It comprises four active discrete elements 4.2, 4.3, 4.5, 4.8 which each filter a wavelength ⁇ l, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 respectively. It also includes four inactive discrete elements 4.1, 4.4, 4.6, 4.8 which are transparent at these wavelengths. Each discrete active element is close to two inactive discrete elements. The passage from one active discrete element to another active element, which is not contiguous to it, can only be done by one or more inactive discrete elements. For example, the transition from the active discrete element 4.2 to the active discrete element 4.8 is done by the inactive discrete elements 4.4, 4.6.
  • the transformation modules of FIGS. 10D to 10F are of the 4X4 discrete element type.
  • the optical transformation module of FIG. 10D comprises a set of 3X3 active discrete elements (4.2 to 4.4, 4.6 to 4.8, 4.10 to 4.12) contiguous which are capable of reconfigurably filtering three wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3 in individual and / or cumulative.
  • the discrete elements 4.3, 4.4, 4.7 are identical, they are capable of filtering the two wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2. It also comprises a set of seven inactive discrete edge elements referenced 4.1, 4.5, 4.9, 4.12 to 4.16.
  • the set of border elements is transparent at the three wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3.
  • This optical transformation module is improved with respect to that of FIG. 10A. Indeed, in the example of FIG. 10A, if it is desired to pass more directly from the discrete element 4.2 which filters the two wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 3 to the element discrete 4.8 which filters the wavelength ⁇ 3, it is necessary to pass successively by the discrete element 4.4 which filters the wavelength ⁇ l and by the discrete element 4.6 which is transparent. For a fraction of the time of the transition, therefore, the filtering of the wavelength ⁇ 3 is lost. In FIG. 10D, during the transition between the discrete element 4.3 which filters the two wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 and the discrete element 4.12 which filters the wavelength ⁇ 2, it passes through the discrete elements 4.4 and 4.7. which also filter the two wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2. We do not lose a signal thanks to the duplicated elements duplicated.
  • the optical transformation module of FIG. 1OE proposes an individual and / or cumulative filtering function of four wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4. This optical transformation module is similar to that described in Figures 3, 7, 8. It has the same drawback as that of Figure 1OA.
  • an individual filtering and / or cumulated optical beam conveying NI lengths waveform requires 2 NI different discrete elements.
  • An upstream spatial configuration module having p stages allows the optical beam to be taken between 2 P and 2 2p distinct positions on the optical transformation module.
  • the minimum number of stages required to perform the individual and / or cumulative filtering of NI wavelengths is NI / 2 if NI is even and (NI + 1) / 2 if NI is odd. So if NI is 4, the upstream spatial configuration module will have two floors.
  • the optical transformation module of FIG. 10F shows a configuration of an optical transformation module capable of reconfigurably filtering eight individual wavelengths with management of the transition phase between any two discrete non-contiguous elements.
  • the transformation module is of the 4X4 discrete element type, these divided into eight active discrete elements 4.2, 4.3, 4.5, 4.8, 4.9, 4.12, 4.14, 4.15 and eight passive discrete elements 4.1, 4.4, 4.6, 4.7, 4.10, 4.11, 4.13, 4.16.
  • the discrete active elements each filter a different wavelength ⁇ 1 to ⁇ 8 and let others pass.
  • Inactive discrete elements are transparent at all wavelengths present.
  • the discrete active elements are at the edge of the matrix. They are neighbors each of two discrete inactive elements. The passage from one active discrete element to another is done either directly because they are neighbors or through one or more inactive discrete elements.
  • FIG. 11 shows an optical transformation module configuration of 8x8 discrete elements arranged in a matrix capable of reconfigurably filtering 36 wavelengths ⁇ 1 to ⁇ 36 individually with management of the transition phase. It comprises 64 discrete elements arranged in matrix of which 36 are active discrete elements and 36 are inactive discrete elements. The distribution of elements discrete active is such that they are at the edge of the matrix with the exception of the angles and an island 60 in the shape of H is arranged in the central portion of the optical transformation module, this island being surrounded completely by elements discreet inactive. In the corners, there are also discrete inactive elements. Each discrete active element is close to one or more inactive discrete elements. The transition from an active discrete element to another active discrete element can be done directly if they are adjacent or via one or more inactive discrete elements.
  • the discrete active elements each filter a different wavelength ⁇ l to ⁇ 36 and let others pass. Inactive discrete elements are transparent at the wavelengths present.
  • the upstream spatial configuration module that will cooperate with the optical transformation module may have at least three stages and mobile optical deflection elements that can take four positions through rotations around two axes.
  • the number of stages and the nature of the moving optical deflection elements of the downstream spatial configuration module will be similar to those of the upstream spatial configuration module.
  • the processing device comprises, as in FIG. 3, a cascade with an upstream spatial configuration module MCS1, a MTO optical transformation module and a downstream spatial configuration module MCSl.
  • Each of the spatial configuration modules MCS1, MCS2 comprises two stages of mobile optical deflection elements 21.1, 21.2 and 21.1 ', 21.2', each of the mobile optical deflection elements being able to assume two distinct positions.
  • each of the spatial configuration modules MCS1, MCS2 comprises a single optical channel respectively Vl, Vl '.
  • the MTO optical transform module instead of having a filtering function now has an attenuation function. It has 4x4 discrete elements arranged in matrix.
  • discrete elements it is assumed that fifteen of them are active and different. They generate different attenuations of the intensity of the main optical beam 1, from a total attenuation provided by the discrete element 4.1.
  • This discrete element 4.1 completely absorbs the main optical beam 1.
  • the last discrete element 4.16 is passive, it does not provide attenuation, it is transparent to the incident optical beam 1.
  • the attenuations provided by the discrete elements of this optical transformation module are decreasing column by column, from top to bottom and from left to right by referring to the optical transformation module MTO seen in three dimensions in FIG. 12.
  • the discrete element 4.1 is placed in the left column at the top, the discrete element 4.13 in the left column at the bottom, the discrete element 4.4 in the right column at the top and the discrete element 4.16 in the right column at the bottom.
  • the processing device according to the invention is centered on the axis 9 which is the axis of the transformation elements.
  • angle-position 3 5 upstream and downstream spatial configuration modules MCS1, MCS2. It would be possible to provide a reflection path in the upstream spatial configuration module MCS1 and / or an insertion path in the downstream spatial configuration module MCS2.
  • Such a processing device whose mobile optical deflection elements are digitally controlled makes it possible to offer switchable calibrated attenuation ranges that are easier to manage than with conventional analog attenuators.
  • FIGS. 13A, 13B show optical processing devices according to the invention that come out of the field of telecommunications. They can be used in the field of chemical or biological analyzes.
  • the optical processing device comprises only an upstream spatial configuration module MCS1 followed by a module contributing to an optical transformation MTO, the downstream spatial configuration module is not represented.
  • This upstream spatial configuration module MCS1 is similar to that illustrated in FIG. 3.
  • This downstream spatial configuration module may be similar to that of FIG. 3 with two optical channels. This downstream spatial configuration module is not shown here in order not to unnecessarily multiply the figures.
  • the upstream spatial configuration module MCS1 is similar to that of FIG. 3 with two optical paths Vl, V2 and two stages of mobile optical deflection elements 21.1, 21.2, 22.1, 22.2.
  • the main optical beam 1 does not necessarily convey several wavelengths as will be seen later.
  • the module contributing to the optical transformation MTO comprises a substantially flat support 70 having a set of bowls 71.1 to 71.16 for receiving liquid samples also called test solutions. All cuvettes are not referenced but their numbering is similar to that of the discrete elements of Figure 10F. Cuvettes 71.1 to 71.16 are arranged in matrix on the surface of the support 70. These cuvettes form the discrete elements of the module contributing to the optical transformation MTO.
  • the test can take place when the cuvettes 71.1 to 71.16 are filled with samples 74 of test liquids.
  • the main optical beam 1 emerges from the upstream spatial configuration module MCS1, conveyed by the optical channel Vl and is intercepted by the module contributing to the optical transformation MTO. It is able to illuminate each bowl by switching from one to the other.
  • the tests may be spectrophotometric tests. If the test consists of the measurement of loss at a given wavelength, the main optical beam 1 is tuned to this wavelength.
  • the bottom 75 of the cuvettes is reflective. It can be emitted by a tunable source 73.
  • the main optical beam 1 illuminating one of the cuvettes penetrates the sample 74 to be tested that it contains, passes through it, reflects on the bottom 75 and crosses the sample 74 before being recovered by the second optical channel V2.
  • the reflected optical beam then bears the reference 8.
  • the reflected optical beam 8 is either injected into an optical fiber towards a user device (not shown), or directly illuminates the user device 72 which allows to evaluate the loss.
  • This user device can be a detector.
  • the source 73 may be broadband and the user device 72 a spectrum analyzer.
  • This configuration comprises a cascade with an upstream spatial configuration module MCS1 and a module contributing to the optical transformation MTO.
  • a user device for example an acquisition system SA, comprising a sensor, is placed downstream of the module contributing to the optical transformation MTO.
  • the main optical beam 1 when it illuminates a sample 74 contained in one of the cuvettes 71.1 excites a fluorescent marker that it contains. Fluorescence is emitted in all directions. If the bottom of the cuvettes is transparent, the fluorescence emitted by each cuvette whose sample has been excited, passes through the bottom of the cuvette and is acquired and analyzed by the acquisition system SA.
  • top left right top terms are applicable to the embodiments shown and described in connection with the figures. They are used solely for the purposes of the description and do not necessarily apply to the position taken by the treatment device when in operation.

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Abstract

Il s'agit d'un dispositif de traitement optique d'au moins un faisceau optique principal (1) comportant un module de transformation optique ou contribuant à une transformation optique du faisceau optique principal entré dans le dispositif de traitement, formé d'une pluralité d'éléments discrets (4.1 à 4.16) disposés dans un même plan. Il comporte, en amont du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO), un module de configuration spatiale (MCS1) amont ayant une voie optique (V1) devant être parcourue par le faisceau optique principal (1), cette voie comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles (21.1, 21.2) destinés à faire prendre au faisceau optique principal des positions spatiales potentielles dans le plan du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO), ces positions spatiales potentielles coïncidant avec celles des éléments discrets, le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique étant statique. Application dans les télécommunications ou en chimie ou biologie.

Description

DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE FAISCEAUX OPTIQUES
RECONFIGURABLE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte à un dispositif de traitement de faisceaux optiques reconfigurable .
La présente invention s'applique tout particulièrement dans les systèmes de communications optiques dans lesquels le fabriquant cherche à réduire ses coûts de fabrication et le client aspire à acquérir un système à basse consommation et modulaire de manière à le faire évoluer dans le temps . Cette invention peut s'appliquer dans d'autres domaines notamment dans celui des tests chimiques ou biologiques dans lesquels on cherche à mettre en évidence, le plus rapidement possible et de manière quasiment automatique, une ou plusieurs substances contenues dans plusieurs échantillons de solutions chimiques ou biologiques .
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
A la suite de l'explosion de la bulle économique dans le secteur des télécommunications, les opérateurs cherchent à limiter leurs coûts d'installation et d'exploitation. Ils privilégient les systèmes optiques à fibres optiques qui peuvent évoluer au cours du temps sans nécessiter de remise à niveau complète . Ces réseaux de communications emploient généralement des techniques de multiplexage en longueur d'onde. On connaît des multiplexeurs qui permettent l'ajout et/ou la suppression de signaux optiques vers une destination appropriée du réseau, sans avoir à les convertir en signaux électriques et qui sont reconfigurables. Ils sont désignés par l'acronyme anglo-saxon ROADM soit reconfigurable optical add drop multiplexer, c'est-à-dire multiplexeur optique à insertion extraction reconfigurable. Un faisceau optique véhiculant de multiples canaux d' informations correspondant à des bandes de longueurs d'ondes différentes λl, X2 , X3, λ4 et guidé par une fibre optique est injecté dans le multiplexeur à une entrée A. Le multiplexeur peut laisser passer, bloquer éventuellement récupérer tout ou partie de ces canaux de façon reconfigurable. Une sortie est référencée A', peut délivrer un ou plusieurs canaux λl, λ2, ceux que le multiplexeur laisse passer. On suppose dans l'exemple qu'il bloque les canaux λ3, λ4. Une autre sortie B peut délivrer un ou plusieurs canaux λ4 parmi les canaux bloqués par le multiplexeur. Une seconde entrée B' permet d'injecter un autre faisceau optique qui sera traité dans le multiplexeur. Il véhicule les canaux λ'1, λ' 2. On suppose dans cet exemple, qu'ils seront transmis et donc disponibles à la sortie A' . Le multiplexeur est reconfigurable lorsque ses fonctions peuvent être activées ou inactivées de manière indépendante au choix de l'utilisateur. On connaît dans la demande de brevet US
2004/0136648 un dispositif de traitement optique de type ROADM qui comporte en cascade depuis un port d'entrée un réseau de diffraction, une lentille de focalisation, une pluralité de miroirs mobiles et à proximité du port d'entrée, une pluralité de port de sortie. Un faisceau optique véhiculant une pluralité de longueurs d'ondes est injecté dans le multiplexeur depuis un port d'entrée, il est séparé en une pluralité de faisceaux optiques selon leur longueur d'onde, et ces derniers se dirigent chacun sur un élément de déflexion optique mobile via la lentille de focalisation. Les éléments de déflexion optique mobiles, selon leur position, renvoient ou non chacun des faisceaux optiques vers un port de sortie choisi lors d'un trajet de retour via la lentille et le réseau de diffraction. Dans ce mode de réalisation, on dispose d'une fonction de commutation assurée par les éléments de déflexion optique mobiles et une fonction de dispersion spectrale assurée par le réseau de diffraction. Dans la demande de brevet US2004/0252938 un dispositif de traitement optique du type ROADM est également décrit. Il comporte à partir d'un port d'entrée, une cascade avec un réseau sélectif planaire d'entrée, une pluralité d'éléments de déflexion optique mobiles à commande analogique, une pluralité de réseaux sélectifs de sortie et une pluralité de port de sortie. Le réseau sélectif planaire d'entrée réalise à la fois une dispersion spectrale et une dispersion spatiale, ce qui provoque la génération de faisceaux optiques décalés angulairement . Dans les deux cas précédents, c'est l'élément dispersif qui réalise à la fois la déviation angulaire et la dispersion spectrale. Le multiplexeur devient complexe plus le nombre de longueurs d'ondes à séparer augmente. Le montage des différents éléments de déflexion optiques mobiles, des ports de sortie et du réseau de diffraction est difficile, les contraintes d'alignement sont élevées.
On connaît également par la demande de brevet WO 01/13151 un multiplexeur dans lequel un dispositif de transformation optique mobile formé d'une pluralité de zones élémentaires parmi lesquelles des zones élémentaires filtrantes et une zone élémentaire réfléchissante interagit avec un faisceau optique incident. Suivant la configuration du dispositif de transformation optique, son déplacement peut être important ce qui nécessite un dispositif actionneur complexe et relativement lent. De plus, la présence du dispositif d' actionnement complexe empêche que le dispositif de transformation optique soit interchangeable .
Dans le domaine de la chimie ou de la biologie, un dispositif de traitement optique comporte un dispositif de transformation optique avec un support doté d'une pluralité de cuvettes agencées en matrice dans lesquelles des échantillons d'un liquide à tester sont disposés. Ce support se déplace par rapport à un faisceau optique pour qu'il puisse irradier les différents échantillons. Le déplacement du support ne peut être obtenu qu'avec un dispositif actionneur complexe et relativement lent. EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de traitement optique ne présentant pas les limitations et difficultés évoquées ci-dessus .
Un but est en particulier de proposer un dispositif de traitement optique reconfigurable dont la construction est aisée, le coût de production bas, la consommation électrique, le temps de commutation faibles et qui peut évoluer aisément au gré des besoins de l'utilisateur.
Pour atteindre ces buts l'invention concerne plus précisément un dispositif de traitement optique d'au moins un faisceau optique principal. Il comporte un module de transformation optique ou contribuant à une transformation optique du faisceau optique principal entré dans le dispositif de traitement qui est formé d'une pluralité d'éléments discrets disposés dans un même plan. Il comporte également en amont du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique, un module de configuration spatiale amont ayant une voie optique devant être parcourue par le faisceau optique principal, cette voie comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles destinés à faire prendre au faisceau optique principal des positions spatiales potentielles dans le plan du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique, ces positions spatiales potentielles coïncidant avec celles des éléments discrets, le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique étant statique.
Ainsi les difficultés rencontrées lors du déplacement du module de transformation optique de l'art antérieur sont éliminées.
Les éléments discrets sont statiques. Parmi les éléments discrets au moins un peut être actif et éventuellement un peut être inactif. Un élément discret actif peut avoir une fonction de filtre, d'atténuateur, ou d'absorbant.
Les éléments discrets à fonction de filtre peuvent comporter une couche mince filtrante ou plusieurs couches minces filtrantes empilées. Leur réalisation est simplifiée par les techniques de type couche minces.
Lorsque le module de transformation optique comporte plusieurs éléments discrets actifs, il est préférable qu'au moins deux éléments actifs soient différents . Pour faciliter la transition d'un élément discret à un autre, il est possible qu'au moins un élément discret soit dupliqué.
Les éléments discrets seront agencés de préférence en matrice. Le module de configuration spatiale amont peut comporter une autre voie optique apte à être parcourue par un faisceau optique renvoyé par le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique, cette autre voie optique comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles . Le dispositif de traitement optique peut comporter en aval du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique un module de configuration spatiale aval comportant une voie optique apte à être parcourue par un faisceau optique ayant traversé le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique, cette voie comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles . Le module de configuration spatiale aval peut comporter une autre voie optique destinée à l'insertion d'un faisceau optique auxiliaire vers le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique, cette voie comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles.
Un élément discret inactif peut être transparent au faisceau optique principal et/ou au faisceau optique auxiliaire.
On peut prévoir que le module de transformation optique soit apte à filtrer en individuel et/ou en cumulé plusieurs longueurs d'ondes contenues dans le faisceau optique principal et/ou dans le faisceau optique auxiliaire.
Chaque élément de déflexion optique mobile est à commande numérique (par opposition à commande analogique) , ce qui permet de réduire la consommation électrique, ne nécessite que des déplacements sur des courses très faibles (de l'ordre du micromètre ou de la dizaine de micromètres) et réduit les temps de commutation, ces derniers pouvant être inférieurs à la milliseconde . Les modules de configuration spatiale amont et aval sont symétriques par rapport au module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique. Chaque module de configuration spatiale peut comporter un élément de transformation angle- position placé entre les éléments de déflexion optique mobiles et le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique. L'élément de transformation angle-position possédant un plan focal objet et un plan focal image, le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique est placé sensiblement dans le plan focal image de l'élément de transformation angle- position du module de configuration spatiale amont et dans le plan focal objet de l'élément de transformation angle-position du module de configuration spatiale aval .
Il est préférable que l'élément de transformation angle-position soit commun à toutes les voies optiques du module de configuration spatiale qui 1' accueille .
Il est possible que les éléments de déflexion optique mobiles soient des miroirs aptes à basculer autour d'au moins un axe.
Puisque le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique est statique, il peut être interchangeable.
Le module contribuant à la transformation optique peut comporter un support doté de plusieurs cuvettes destinées à accueillir des échantillons de liquides à tester, ces cuvettes contenant les échantillons formant les éléments discrets.
Une cuvette peut posséder un fond réfléchissant ou transparent. Un élément discret peut avoir une fonction de filtre, d'atténuateur ou être excitable lorsqu'il contient un échantillon de liquide à tester.
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 : La figure 1 déjà décrite montre un dispositif de traitement optique de type multiplexeur ROADM de l'art antérieur.
Les figures 2A à 2D montrent un exemple d'un dispositif de traitement optique selon l'invention dans différentes phases de fonctionnement.
La figure 3 montre un autre exemple de dispositif de transformation optique dans lequel le module de transformation est de type 4X4.
Les figures 4 et 5 sont des schémas permettant d'expliquer le dimensionnement d'un dispositif de traitement optique de l'invention.
La figure 6 montre dans un boîtier un dispositif de traitement optique de l'invention à module de transformation optique amovible. Les figures 7A à 7D et 8A à 8C illustrent deux modes de réalisation d'un module de transformation optique d'un dispositif de traitement optique de 1' invention . Les figures 9A à 9C, 1OA à 10F, 11 illustrent plusieurs modes de réalisation du module de transformation optique d'un dispositif de traitement optique de l'invention.
La figure 12 montre un dispositif de traitement optique de l'invention dans lequel le module de traitement optique a une fonction d'atténuation.
Les figures 13A, 13B montrent deux exemples de dispositif de traitement optique de l'invention utilisables dans des applications d'analyses chimiques ou biologiques.
Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures décrites ci-après portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles .
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
On va se référer aux figures 2A à 2D qui montrent un dispositif de traitement optique d'un faisceau optique principal 1 selon l'invention dans plusieurs modes. On suppose que le faisceau optique principal 1 transporte plusieurs longueurs d'ondes λl, X2. Le dispositif de traitement comporte en cascade un module de configuration spatiale amont MCSl, un module de transformation optique MTO et un module de configuration spatiale aval MCS2.
Le module de configuration spatiale amont MCSl comporte au moins une voie optique Vl, parcourue par le faisceau optique principal 1, avec un élément de déflexion optique 2.1 mobile apte à défléchir le faisceau optique principal 1 pour lui faire prendre des directions angulaires potentielles . Les éléments de déflexion optique mobiles peuvent être des miroirs (de préférence des micromiroirs) à commande numérique qui peuvent prendre un nombre fini de positions angulaires stables, définies. On pourrait également utiliser des prismes ou des lentilles. Ces positions angulaires peuvent être prises en faisant basculer le miroir autour d'un axe de basculement unique ou autour de plusieurs axes. Ces miroirs pourront avoir par exemple deux axes de basculement et deux positions angulaires par axe. Ces positions angulaires stables du miroir peuvent être définies par des butées contre lesquelles le miroir vient en contact. Aucune butée n'a été représentée pour ne pas surcharger les figures. Il n'est pas nécessaire de décrire plus en détail les éléments de déflexion optique mobiles ni leur commande car ce sont des composants optiques bien connus dans le domaine des télécommunications optiques .
Le faisceau optique principal 1 est véhiculé par une fibre optique f1.1 avant de pénétrer dans le dispositif de traitement. On peut placer un élément de mise en forme emf entre l'extrémité de la fibre optique f1.1 et l'élément de déflexion optique mobile 2.1.
Quatre directions potentielles sont schématisées sur les quatre figures 2A à 2D. Le module de configuration spatiale amont MCSl comporte de plus un élément de transformation angle-position 3. Cet élément 3 représenté sous la forme d'une lentille possède un axe optique 9 matérialisé en pointillés. Il rend parallèles les directions potentielles des faisceaux optiques qui le traversent. Cet élément de transformation angle-position 3 est réversible.
Les faisceaux optiques suivant ces directions formeront des taches distinctes ayant une position bien déterminée notamment dans un plan focal image de l'élément de transformation angle-position 3. On place en aval du module de configuration spatiale amont MCSl, un module de transformation optique ou contribuant à une transformation optique MTO du faisceau optique principal 1 entré dans le dispositif de traitement de l'invention. Le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique MTO est statique.
Par transformation optique on entend un filtrage, une atténuation totale ou partielle, une réflexion, une conversion. L'emploi de l'expression «contribuant à une transformation optique » veut dire que le module seul ne réalise pas forcément la transformation optique, cette transformation ne peut avoir lieu que lorsque le module coopère avec une matière apportée par l'utilisateur du dispositif de traitement. Un mode de réalisation dans lequel le module contribue à la transformation optique est illustré à la figure 13.
Dans l'exemple des figures 2, le module MTO est un module de transformation optique. Il comporte une pluralité d'éléments discrets 4a à 4c dont au moins deux sont différents. Les éléments discrets 4a à 4c sont statiques. Au moins un de ces éléments discrets 4a réalise une transformation du faisceau optique principal 1 qui émerge du module de configuration spatiale amont MCSl vers le module de transformation MTO. L'élément discret qui réalise une transformation du faisceau optique principal 1 est qualifié d'actif. Plus généralement, par élément discret actif, on entend un élément discret qui réalise une transformation ou contribue à réaliser une transformation du faisceau optique principal 1, la signification de transformation étant définie plus haut. Par la suite on verra que l'on peut prévoir un faisceau optique auxiliaire qui pourra coopérer de la même manière que le faisceau optique principal avec le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique.
Il est possible de prévoir que le module de transformation optique MTO comporte au moins un élément discret 4d qui est inactif vis-à-vis du faisceau optique principal 1. Cet élément discret 4d peut laisser passer le faisceau optique principal 1 sans le modifier. Un élément discret qui filtrerait totalement le faisceau optique en l'arrêtant et en le réfléchissant vers le module de configuration spatiale amont ou en l'absorbant est qualifié d'actif. Les éléments discrets sont disposés les uns à côté des autres dans un même plan. Il est préférable que ces éléments discrets soient répartis en une matrice avec au moins une ligne et ou au moins une colonne. Il est préférable de placer le module de transformation MTO dans le plan focal image de l'élément de transformation angle-position 3.
Dans l'exemple des figures 2A à 2D, l'élément discret 4a est un filtre spectral qui réfléchit la longueur d'onde λl et qui laisse passer la longueur d'onde X2. L'élément discret 4b est un filtre spectral qui réfléchit la longueur d'onde X2 et qui laisse passer la longueur d'onde λl . L'élément discret 4c est une zone réfléchissante qui réfléchit totalement toutes les longueurs d'onde du faisceau optique principal 1 vers le module de configuration spatiale amont MCSl, c'est à dire qui filtre totalement le faisceau optique principal 1. L'élément discret 4d est une zone transparente qui laisse passer le faisceau optique principal 1 sans le modifier (aucun filtrage) . Dans l'exemple des figures 2, les éléments discrets actifs sont référencés 4a, 4b, 4c et l'élément discret inactif est référencé 4d.
Selon la position prise par l'élément de déflexion optique mobile 2.1, le faisceau optique principal 1 frappera le module de transformation optique MTO au niveau de l'un ou de l'autre de ces éléments discrets 4a à 4d.
On a référencé 7 le faisceau optique qui traverse le module de transformation optique MTO quel que soit le traitement qui lui est appliqué ou qui ne lui est pas appliqué. On a référencé 8 le faisceau optique qui est réfléchi par le module de transformation optique MTO. En aval et/ou en amont du module de transformation optique MTO pourra être placé un dispositif d'utilisation du faisceau optique après sa coopération avec le module de transformation optique MTO.
Sur les figures 2, on a représenté en aval du module de transformation optique MTO, un module de configuration spatiale aval MCS2 ayant au moins une voie Vl' qui permet au faisceau optique 7 ayant traversé le module de transformation optique MTO d'être dirigé vers une fibre optique f2.1 qui a un rôle de dispositif d'utilisation. Le faisceau optique 7 correspond au faisceau optique de sortie. Un élément de mise en forme emf peut être inséré entre l'élément de déflexion optique mobile 6.2 et l'extrémité de la fibre optique f2.1. Le module de configuration spatiale aval MCS2 est symétrique du module de configuration spatiale amont MCSl par rapport au module de traitement optique MTO. La voie optique Vl' inclut un élément de déflexion optique mobile 6.1. Le module de configuration spatiale aval MCS2 comporte en cascade un élément de transformation angle-position 5 et l'élément de déflexion optique mobile 6.1 de la voie V2. L'élément de transformation angle-position 5 transforme la position du faisceau optique 7 ayant traversé le module de transformation optique MTO en une direction angulaire. L'élément de transformation angle-position 5 fonctionne pour la voie Vl' en transformation position- angle puisqu'il est réversible. Le faisceau optique 7 est défléchi par l'élément de déflexion optique mobile 6.1 et est introduit dans la fibre optique de sortie f2.1.
Le faisceau optique 8 qui est réfléchi par le module de transformation optique MTO traverse en sens inverse le module de configuration spatiale amont MCSl, l'élément de transformation angle-position 3 le dirige vers un élément de déflexion optique mobile 2.2 qui forme une seconde voie V2 du module de configuration optique amont MCSl. Il correspond au faisceau optique extrait. Il peut alors être injecté dans une fibre optique f1.2 qui sert de dispositif d'utilisation. Un élément de mise en forme emf peut être inséré entre l'élément de déflexion optique mobile 2.2 et l'extrémité de la fibre optique f1.2.
Lorsque le module de configuration spatiale amont comporte plusieurs voies Vl, V2, l'élément de transformation angle-position 3 est commun à toutes les voies Vl, V2. Il en est de même pour le module de configuration spatiale aval MCS2.
Les éléments de déflexion optique mobiles 2.1, 2.2, 6.1 peuvent être formés par des miroirs (des lentilles ou des prismes) mobiles autour d'un ou plusieurs axes de rotation. Sur les figures 2, chacun des éléments de déflexion optique est mobile autour de deux axes sensiblement perpendiculaires et peut prendre quatre positions.
On va maintenant s'intéresser, en se référant à la figure 3, à un dispositif de traitement selon l'invention dans lequel le module de transformation optique MTO comporte plus de quatre éléments discrets. Il y en a 4x4 dans l'exemple illustré et ils sont agencés en matrice. On n'a pas détaillé dans cet exemple la nature de chacun de ces éléments discrets. On suppose que certains d'entre eux sont des filtres .
Le faisceau optique principal 1 peut alors prendre plus de directions potentielles et pour cela chaque voie Vl, V2, Vl', V2' des modules de configuration spatiale MCSl, MCS2 comprend une cascade d'éléments de déflexion optique mobiles (21.1, 21.2),
(22.1, 22.2), (21.1', 21.2'), (22.1', 22.2') séparés par des moyens de conjugaison optiques 30, 40. Sur la figure 3, on a représenté, pour une voie, deux étages d'éléments de déflexion optique mobiles séparés par un moyen de conjugaison optique. On peut se référer à la demande de brevet français FR WO 02/071126 qui expose ce principe d'amplification angulaire.
Les moyens de conjugaison optique 30, 40 peuvent être formés, pour une voie, d'une ou plusieurs lentilles en série par exemple. Sur la figure 3, ces lentilles forment un doublet. Les lentilles ne sont pas référencées . Chaque élément de déflexion optique mobile 21.1, 21.2 d'une voie Vl dans la cascade est conjugué optiquement avec l'élément de déflexion optique mobile 21.2, 21.1 qui le suit ou le précède par une relation objet-image grâce aux moyens de conjugaison optique 30.
Une autre différence est visible sur la figure 3 par rapport à la configuration des figures 2. On a prévu une seconde voie V2' dans le module de configuration spatiale aval MCS2. Elle est destinée à l'injection d'un faisceau optique auxiliaire 10 dirigé sur le module de transformation optique MTO et devant coopérer avec lui. Le faisceau optique auxiliaire 10 véhicule deux longueurs d'ondes λl', λ3' , ces deux longueurs d'ondes sont les mêmes que les longueurs d'ondes λl, λ3 du faisceau optique principal 1. On a donné des noms différents pour signifier que le faisceau optique principal 1 et le faisceau optique auxiliaire 10 véhiculent des signaux différents ayant les mêmes longueurs d'ondes. On suppose que la structure de la seconde voie optique V2' est sensiblement identique à celle de la voie optique Vl' avec deux éléments de déflexion optique mobiles 22.1', 22.2' séparés par des moyens de conjugaison optique 40. Dans l'exemple décrit, le faisceau optique auxiliaire 10 interagit avec le même élément discret que le faisceau optique principal 1 pour être transmis ou réfléchit par le module de transformation optique. Dans l'exemple, le faisceau optique auxiliaire 10 est totalement réfléchi par le module de transformation optique MTO vers la voie optique Vl' .
D'autres configurations sont envisageables et notamment le faisceau optique auxiliaire peut traverser le module de transformation optique sans changement d'un élément discret inactif.
Dans chacun des modules de configuration spatiale MCSl, MCS2 l'élément de transformation angle- position 3, 5 est commun à toutes les voies (Vl, V2), (Vl' , V2' ) . Dans cet exemple, le faisceau optique principal 1 qui pénètre dans le dispositif de traitement par la première voie Vl du module de configuration spatiale amont MCSl véhicule quatre longueurs d'ondes λl, λ2, λ3, λ4. Le faisceau optique 8 qui émerge du module de configuration spatiale amont MCSl ne véhicule que deux des longueurs d'ondes λl, λ3 du faisceau optique principal 1. Le module de transformation optique MTO a réfléchi par filtrage ces deux longueurs d'ondes du faisceau optique principal 1 entrant. Le faisceau optique 7 qui sort du module de configuration spatiale aval MCS2 véhicule deux des longueurs d'ondes λ2, λ4 du faisceau optique principal 1. Le module de transformation optique MTO a transmis par filtrage ces deux longueurs d'ondes du faisceau optique principal 1. Le module de transformation optique MTO a réfléchi par filtrage les deux longueurs d'ondes λl', λ3' du faisceau optique auxiliaire 10.
Le faisceau optique 7 qui émerge par la voie Vl' du module de configuration spatiale aval MCS2 véhicule donc également les deux longueurs d'ondes λl', λ3' du faisceau optique auxiliaire 10 injecté dans la seconde voie V2' du module de configuration spatiale aval MCS2.
On va maintenant s'intéresser à la figure 4 qui permet de mieux saisir le dimensionnement du dispositif de traitement objet de l'invention. On suppose que les éléments de transformation angle- position 3, 5 des modules de configurations spatiale amont et aval MCSl, MCS2 ont la même distance focale f. On n'a représenté pour chacune des voies Vl, V2, du module de configuration spatiale amont MCSl que les éléments de déflexion optique mobiles 2.1, 2.2 les plus proches de l'élément de transformation angle-position 3. On n'a représenté pour chacune des voies Vl', V2', du module de configuration spatiale aval MCS2 que les éléments de déflexion optique mobiles 6.1, 6.2 les plus proches de l'élément de transformation angle-position 5.
Le module de transformation optique MTO est placé dans le plan focal image de l'élément de transformation angle-position 3 du module de configuration spatiale amont MCSl et dans le plan focal objet de l'élément de transformation angle-position 5 du module de configuration spatiale aval MCS2. Les éléments de déflexion optique mobiles 2.1, 2.2 du module de configuration spatiale amont MCSl sont placés dans le plan focal objet de l'élément de transformation angle-position 3 du module de configuration spatiale amont MCSl. Les éléments de déflexion optique mobiles 6.1, 6.2 du module de configuration spatiale aval MCS2 sont placés dans le plan focal image de l'élément de transformation angle-position 5 du module de configuration spatiale aval MCS2.
Selon les positions des éléments de déflexion optique mobiles tous les faisceaux optiques principaux 1 potentiels qui sortent de l'élément de transformation angle-position 3 du module de configuration spatiale amont MCSl sont parallèles. Tous les faisceaux optiques qui pénètrent dans le module de configuration spatiale aval MCS2 par l'élément de transformation angle-position 5 sont également parallèles. L'axe optique 9 des éléments de transformation angle-position est tracé. L'élément de déflexion optique 2.1 est espacé de cet axe optique d'une distance d. Les faisceaux optiques principaux qui émergent du module de configuration spatiale amont MCSl, après avoir traversé l'élément de transformation angle-position 3, sont déviés d'un angle β par rapport à l'axe optique 9. Géométriquement, pour une distance focale f très supérieure à la distance d, l'angle β s'exprime par : β = d/f
On a noté par α l'angle de déviation par rapport à l'axe optique 9 du faisceau optique principal 1 en aval de l'élément de déflexion optique mobile 2.1. Ce faisceau optique est intercepté au point H par le module de transformation optique MTO, ce point H se trouve une distance t de l'axe optique 9. Cette distance t s'exprime, si la distance t est très inférieure à la distance focale f, par : t = α.f
Si les différents faisceaux optiques défléchis par l'élément de déflexion optique mobile 2.1 peuvent être écartés angulairement de 2α lorsque l'élément de déflexion optique mobile prend deux positions différentes, le pas p entre les éléments discrets du module de transformation optique MTO vaut 2t. Si 2α vaut 3° et f= 25 millimètres, alors le pas p vaut 1,3 millimètre.
La figure 5 reprend le cas de la figure précédente et maintenant on s'intéresse à la divergence du faisceau optique principal 1 suivant le formalisme de l'optique gaussienne. On note wO le rayon minimum ou « waist » (resserrement ou taille en anglais) du faisceau optique principal 1 juste après qu'il ait été défléchi par l'élément de déflexion optique mobile 2.1 le plus proche de l'élément de transformation angle- position 3 du module de configuration spatiale amont MCSl. Ce paramètre détermine les caractéristiques du faisceau optique et en particulier sa divergence. Au niveau de l'élément de transformation angle-position 3 le rayon du faisceau optique principal devient wl . Il a divergé entre l'élément de déflexion optique mobile 2.1 et l'élément de transformation angle-position 3. Le « waist » du faisceau optique 1 devient wO' au niveau du module de transformation optique MTO. Dans la mesure où les deux éléments de transformation angle-position 3, 5 sont les mêmes et que le module de transformation optique MTO est placé dans leur plan focal image et objet respectivement, le « waist » du faisceau optique 7 parcourant le module de configuration spatiale aval MCS2 au niveau de l'élément de déflexion optique mobile 6.1 le plus proche de l'élément de transformation angle-position 5 est celui du faisceau optique principal à l'origine wO . Les deux éléments de transformation angle-position ont, en plus de leur rôle géométrique de transformation d'une direction angulaire en une position et vice versa, une action d'imagerie par rapport à la divergence du faisceau optique principal 1 en imageant le « waist » wO en un « waist » wO' au niveau du module de transformation optique MTO. Si wθ= 100 micromètres, f = 25 millimètres et si la longueur d'onde du faisceau optique est de l'ordre de 1 550 nanomètres, wθ' vaut alors environ 120 micromètres. On en déduit que le pas p, calculé précédemment, est largement supérieur à wθ', ce qui indique que le positionnement latéral du module de transformation optique MTO est faiblement contraint par rapport au faisceau optique qui coopère avec lui. Cette remarque est également valable pour la précision sur l'angle α qui définit le positionnement du faisceau optique principal 1 par rapport au module de transformation optique MTO. Cette propriété est particulièrement avantageuse puisque que la précision de positionnement du module de transformation optique MTO peut être de l'ordre d'au moins 100 micromètres. Le diamètre de l'élément de transformation angle-position 3 doit être suffisamment grand pour ne pas obturer le faisceau optique 1 de rayon wl .
Sur la figure 6, on a représenté une vue globale d'un dispositif de traitement objet de l'invention. On a schématisé un boîtier 25 destiné à contenir les modules de configuration spatiale (non visibles) et le module de transformation optique MTO. Ce dernier est interchangeable. Il est représenté coopérant avec une structure mécanique 26 coulissant dans le boîtier 25. Cette structure mécanique le maintient sensiblement perpendiculaire à l'axe optique 9. La référence 27 représente des ports d'entrée/sortie coopérant avec des fibres optiques 28. La référence 29 illustre des connexions électriques permettant l'alimentation en énergie des moyens de commande des éléments de déflexion optique mobiles. Un tel dispositif de traitement peut être assemblé de manière aisée, il faut veiller à ce que la structure mécanique coulissante 26 rende bien le module de transformation optique MTO perpendiculaire à l'axe optique 9. Le coût de fabrication d'un tel dispositif de traitement est donc relativement bas . Divers modules de transformation optique MTO peuvent être disponibles sur le marché et le client peut en changer selon ses besoins, s'il en acquiert plusieurs, du fait de la faible tolérance de positionnement. Cet avantage présente un grand intérêt. Le boîtier et son contenu à l'exception du module de transformation optique amovible peuvent être fabriqués en masse pour toutes sortes d'applications. La requête du client est simplement remplie par le choix du ou des modules de transformation optique qu'il va acquérir. Le fabriquant met sur le marché un produit modulaire bon marché à produire. Le client acquiert ce dispositif de traitement peut le faire évoluer aisément en changeant de module de transformation optique. De plus la maintenance d'un tel dispositif est facile, si un des éléments de déflexion optique venait à être détérioré, on peut le changer aisément et on n'a pas besoin de changer l'ensemble du dispositif. Les autres composants du dispositif de traitement sont fixes et sont donc plus robustes que les composants mobiles .
On va maintenant s'intéresser aux figures 7A à 7D qui montrent un procédé de réalisation d'un module de transformation optique MTO tel que celui de la figure 3. On suppose que dans cet exemple le module de transformation optique MTO est formé de 4X4 éléments discrets agencés en matrice à la manière d'un pavage. Parmi ces seize éléments discrets, quinze sont actifs et ont des fonctions de filtrage toutes différentes et un est inactif et est transparent vis-à-vis du faisceau optique qui le percute. On suppose que dans cet exemple le module de transformation optique MTO est destiné à filtrer partiellement ou totalement un faisceau optique véhiculant quatre longueurs d'ondes λl, X2 , λ3, λ4.
On part d'un substrat de base 50 dont les dimensions correspondent à celles voulues pour le module de transformation optique MTO.
Dans l'exemple, le substrat de base 50 est représenté avec une face avant sensiblement carrée. Il peut être obtenu par exemple par découpe d'un substrat de dimensions conventionnelles après la série de dépôts de couches de filtre décrite par la suite. La réalisation des éléments discrets actifs repose sur la superposition de filtres suivant une distribution matricielle. Une première couche de filtre 51 est déposée sur sensiblement une moitié de la face avant du substrat de base 50 (figure 7A) . Elle longe un de ses côtés. On suppose qu'elle arrête, par exemple en la réfléchissant, la longueur d'onde λl et qu'elle laisse passer les autres longueurs d'ondes λ2, λ3, λ4. Une seconde couche de filtre 52 est ensuite déposée, elle occupe sensiblement une moitié de la face avant du substrat de base 50, elle longe un autre côté contigu au premier côté. Elle recouvre directement un quart du substrat de base 50 et une moitié de la première couche 51 (figure 7B) . Elle arrête, par exemple en la réfléchissant, la longueur d'onde λ2 et laisse passer les autres λl, λ3, λ4.
Une troisième couche 53 est ensuite déposée, elle occupe sensiblement une moitié de la face avant du substrat de base 50, elle est subdivisée en deux bandes disjointes 53.1, 53.2 parallèles sensiblement identiques, l'une longeant le premier côté et l'autre un troisième côté opposé au premier côté (figure 7C) . La troisième couche 53 arrête, par exemple en la réfléchissant, la longueur d'onde λ3 et laisse passer les autres λl, λ2, λ4. L'une des bandes
(référence 53.1) recouvre directement un quart de la première couche 51 et empiète donc également sur un quart de la seconde couche 52 à l'endroit où cette dernière recouvre la première couche 51. L'autre bande (référence 53.2) recouvre directement un huitième de la face avant du substrat 50 et empiète donc également sur un quart de la seconde couche 52 à un endroit où cette dernière recouvre directement la face avant du substrat 50.
Une quatrième couche 54 est ensuite déposée, elle occupe sensiblement une moitié de la face avant du substrat, elle est subdivisée en deux bandes disjointes 54.1, 54.2 parallèles sensiblement identiques, l'une longeant le second côté et l'autre un quatrième côté opposé au second côté (figure 7D) . La quatrième couche 54 arrête, par exemple en la réfléchissant, la longueur d'onde λ4 et laisse passer les autres λl, λ2, λ3. L'une des bandes (référence 54.1) recouvre directement un quart de chacune des bandes 53.1, 53.2 de la troisième couche 53 aux endroits où elle recouvre la seconde couche 53 et empiète également directement sur un quart de la seconde couche 52. L'autre bande (référence 54.2) recouvre directement un quart de chacune des bandes 53.1, 53.2 aux endroits où l'une recouvre la première couche 51 et l'autre la face avant du substrat 50 et empiète également directement sur un huitième de la première couche 51 à un endroit où cette dernière recouvre directement la face avant du substrat 50 et sur un seizième de la face principale du substrat 50. Seul un seizième 55 de la face avant du substrat 50 reste à nu, il forme l'élément discret inactif. Il est transparent et laisse passer toutes les longueurs d'ondes λl, λ2, λ3, λ4. La transparence est obtenue en utilisant un substrat de base 50 par exemple en verre ou en silicium si le domaine de longueurs d'ondes concerne les bandes de télécommunication autour de 1, 55 micromètres .
Les différentes couches de filtres sont déposées par exemple par des technologies de type couches minces bien connues en microélectronique et délimitées entre elles par des technologies de type lithographie ou masquage étant donné les dimensions relativement importantes du pas entre éléments discrets. Le module de transformation MTO possède alors seize combinaisons différentes de filtrage de l'ensemble des quatre longueurs d'ondes λl, λ2, λ3, λ4 de départ englobant le filtrage total et le filtrage nul. Cette configuration est élégante car elle repose uniquement sur des technologies de masquage et de dépôt et permet de fabriquer le module de transformation optique en volume. Pour des besoins de filtrages plus fins, c'est à dire avec des filtres étroits précisément positionnés dans le spectre, ce mode de réalisation risque de présenter un rendement médiocre, car si la dernière couche ne conduit pas à des éléments discrets conformes aux spécifications, le module de transformation optique dans sa totalité est à mettre au rebut .
Un second mode de réalisation d'un module de transformation optique est illustré aux figures 8A à 8C. On réalise indépendamment chacun des éléments discrets 4.1 à 4.16 à partir de blocs support 56. On dépose sur quinze d'entre eux, le filtre approprié à partir d'une ou plusieurs couches de filtre empilées. Les quinze filtres correspondent aux combinaisons décrites plus haut. Un bloc 4.11 reste à nu, il donnera l'élément discret inactif qui laisse passer toutes les longueurs d'onde. Les seize blocs 4.1 à 4.16 sont ensuite regroupés en matrice et assemblés les uns aux autres par exemple avec de la colle (figure 8B) , les faces portant des filtres étant toutes d'un même côté et contenues dans un même plan. Une étape de découpage de chacun des blocs peut être prévue pour obtenir le pas souhaité avant l'assemblage. On peut en final prévoir une étape de polissage de l'assemblage obtenu à l'opposé de la face portant les filtres (figure 8C) pour rectifier l'épaisseur du module de transformation optique .
On va maintenant s'intéresser à diverses façons de combiner les éléments discrets du dispositif de transformation optique du dispositif de traitement de l'invention. Le nombre d'éléments discrets du module de transformation optique dépend de la composition du module de configuration spatiale amont (et aval s'il est présent) et plus particulièrement du nombre d'étages d'éléments de déflexion optique mobiles et du nombre de positions qu'ils peuvent prendre. On suppose par la suite que chaque élément de déflexion optique mobile peut prendre deux positions par axe de rotation.
Si le module de configuration spatiale amont comporte un seul étage à l'image des figures 2, le module de transformation aura 2 éléments discrets si l'élément de déflexion optique mobile est mobile autour d'un seul axe et 2x2 éléments discrets si l'élément de déflexion optique mobile est mobile autour deux axes . Le nombre d'éléments de déflexion optique mobiles est compris entre 2 et 4.
Si le module de configuration spatiale amont comporte deux étages d'éléments de déflexion optique mobiles à l'image des figures 3, le module de transformation optique pourra être formé de :
-2X2 éléments discrets si chaque élément de déflexion optique mobile possède un axe de rotation et que les deux axes sont croisés ;
-4X1 éléments discrets si chaque élément de déflexion optique mobile possède axe de rotation et que les deux axes sont parallèles l'un par rapport à l'autre ;
-4X2 éléments discrets si l'un des éléments de déflexion optique mobile possède un axe de rotation et l'autre en possède deux ; -4X4 éléments discrets si les deux éléments de déflexion optique mobiles possèdent deux axes de rotation.
Le nombre d'éléments de déflexion optique mobiles est compris entre 4 et 16 et plus généralement il est compris entre 2n et 4n si le module de configuration spatiale a n étages .
On se réfère aux figures 9A à 9C. Sur ces figures et les suivantes qui représentent un module de transformation optique, les éléments discrets actifs sont représentés grisés et les éléments discrets inactifs sont représentés en blanc. Sur la figure 9A, on a représenté le cas le plus simple d'un module de transformation optique avec deux éléments discrets 4.1, 4.2 (de type 2X1) accolés. L'élément discret 4.1 filtre la longueur d'onde λl tout en laissant passer toutes les autres. Il peut réfléchir un signal à cette longueur d' onde λl vers le module de configuration spatiale amont ou vers le module de configuration spatiale aval, cela dépend si l'on s'intéresse au faisceau optique incident principal 1 parcourant la voie Vl de la figure 3 ou au faisceau optique incident auxiliaire 10 parcourant la voie V2' de la figure 3. Cela revient à dire qu'il peut extraire ou insérer la longueur d'onde λl . L'autre élément discret 4.2 est transparent à cette longueur d'onde, il la laisse passer sans la réfléchir. Il est de préférence doté d'un traitement anti-reflet à cette longueur d'onde.
Les figures 9B et 9C sont d'autres exemples de modules de transformation optique à associer à un module de configuration spatiale amont à un étage. Le module de transformation optique de la figure 9B, de type 2X2 éléments discrets, comporte un élément discret 4.1 destiné à filtrer la longueur d'onde λl, un élément discret 4.4 destiné à filtrer la longueur d'onde λ2 arrangés en diagonale et deux éléments discrets 4.2, 4.3 transparents à ces deux longueurs d'ondes. Ce module de transformation optique est capable de filtrer de façon reconfigurable deux longueurs d'ondes λl, λ2 en individuel Le module de transformation optique de la figure 9C, de type 2X2 éléments discrets, comporte un élément discret 4.1 destiné à filtrer la longueur d'onde λl, un élément discret 4.4 destiné à filtrer la longueur d'onde λ2 arrangés en diagonale, un élément discret 4.3 destiné à filtrer à la fois la longueur d' onde λl et la longueur d' onde λ2 et un élément discret 4.2 transparent à ces deux longueurs d'ondes. Les éléments discrets 4.2 et 4.3 sont disposés en diagonale. Ce module de transformation est capable de filtrer de façon reconfigurable deux longueurs d'ondes λl, λ2 en individuel et/ou en cumulé.
Les figures 1OA à 10F montrent divers modes de réalisation de modules de transformation optique à associer à un module de configuration spatiale amont à deux étages.
Le module de transformation optique de la figure 10A est de type 2X4 éléments discrets. Il est capable de filtrer de façon reconfigurable trois longueurs d'ondes λl, λ2, λ3 en individuel et/ou en cumulé. On a utilisé dans les éléments discrets les mêmes notations qu'à la figure 9 pour indiquer leurs fonctions. Il possède un élément discret transparent à ces longueurs d'ondes.
Le module de transformation optique de la figure 10B est de type 2X4 éléments discrets. Il est capable de filtrer de façon reconfigurable sept longueurs d'ondes λl, λ2, λ3, λ4, λ5, λβ, λ7 en individuel. On a utilisé dans les éléments discrets les mêmes notations qu'à la figure 9 pour indiquer leurs fonctions. Il possède un élément discret 4.4 transparent à ces longueurs d'ondes.
La configuration de la figure 10B pourra présenter un inconvénient en terme d'utilisation. Dans la mesure où des éléments discrets filtrant des longueurs d'ondes différentes sont voisins, lorsqu'un faisceau optique incident devra commuter d'un élément discret, par exemple 4.7 destiné à filtrer la longueur d'onde λ5 à un autre, par exemple 4.2 destiné à filtrer la longueur d'onde λl, lors de la transition, le module de transformation optique filtrera d'autres longueurs d'ondes par exemple λ4, λ3, λ2 en passant par les éléments discrets 4.5, 4.3, 4.1. Un tel filtrage non voulu peut être gênant dans certaines applications . Si on souhaite éviter cet effet, il faudra revoir la configuration des éléments discrets et notamment ajouter des éléments discrets inactifs qui sont transparents aux longueurs d'ondes présentes. Le module de transformation optique de la figure 1OC évite cet inconvénient .
Ce module de transformation optique de type 2X4 éléments discrets est capable de filtrer de façon reconfigurable quatre longueurs d'ondes λl, λ2, λ3, λ4 en individuel. Il comporte quatre éléments discrets actifs 4.2, 4.3, 4.5, 4.8 qui filtrent chacun une longueur d'onde λl, λ2, λ3, λ4 respectivement. Il comporte également quatre éléments discrets inactifs 4.1, 4.4, 4.6, 4.8 qui sont transparents à ces longueurs d'ondes. Chaque élément discret actif est voisin de deux éléments discrets inactifs. Le passage d'un élément discret actif à un autre élément actif, qui ne lui est pas contigu, ne peut se faire que par un ou plusieurs éléments discrets inactifs. Par exemple le passage de l'élément discret actif 4.2 à l'élément discret actif 4.8 se fait par les éléments discrets inactifs 4.4, 4.6.
Les modules de transformation des figures 10D à 10F sont de type 4X4 éléments discrets. Le module de transformation optique de la figure 10D comporte un ensemble de 3X3 éléments discrets actifs (4.2 à 4.4, 4.6 à 4.8, 4.10 à 4.12) contigus qui sont capables de filtrer de façon reconfigurable trois longueurs d'ondes λl, λ2, λ3 en individuel et/ou en cumulé. Les éléments discrets 4.3, 4.4, 4.7 sont identiques, ils sont capables de filtrer les deux longueurs d'ondes λl, λ2. Il comporte également un ensemble de sept éléments discrets inactifs de bordure référencés 4.1, 4.5, 4.9, 4.12 à 4.16. L'ensemble des éléments de bordure est transparent aux trois longueurs d'ondes λl, λ2, λ3.
Ce module de transformation optique est perfectionné par rapport à celui de la figure 10A. En effet, sur l'exemple de la figure 10A, si l'on souhaite passer le plus directement de l'élément discret 4.2 qui filtre les deux longueurs d'ondes λl et λ3 à l'élément discret 4.8 qui filtre la longueur d'onde λ3, il faut passer successivement par l'élément discret 4.4 qui filtre la longueur d'onde λl et par l'élément discret 4.6 qui est transparent. On perd donc pendant une fraction du temps de la transition le filtrage de la longueur d'onde λ3. Sur la figure 10D, lors de la transition entre l'élément discret 4.3 qui filtre les deux longueurs d'ondes λl et λ2 et l'élément discret 4.12 qui filtre la longueur d'onde λ2, on transite par les éléments discrets 4.4 et 4.7 qui filtrent également les deux longueurs d'ondes λl et λ2. On ne perd pas de signal grâce aux éléments discrets dupliqués.
Le module de transformation optique de la figure 1OE propose une fonction de filtrage individuel et/ou cumulé de quatre longueurs d'ondes λl, λ2, λ3, λ4. Ce module de transformation optique est similaire à celui décrit aux figures 3, 7, 8. Il présente le même inconvénient que celui de la figure 1OA.
D'une manière générale, si lors du passage d'un élément discret à un autre quelconque du module de transformation optique, la phase de transition ne pose pas de problème, un filtrage individuel et/ou cumulé d'un faisceau optique véhiculant NI longueurs d'ondes nécessite 2NI éléments discrets différents. Un module de configuration spatiale amont ayant p étages autorise le faisceau optique à prendre entre 2P et 22p positions distinctes sur le module de transformation optique.
Le nombre d'étages minimum requis pour effectuer le filtrage individuel et/ou cumulé de NI longueurs d'ondes est de NI/2 si NI est pair et de (NI+l)/2 si NI est impair. Ainsi si NI vaut 4, le module de configuration spatiale amont devra comporter deux étages .
Le module de transformation optique de la figure 10F montre une configuration d'un module de transformation optique apte à filtrer de manière reconfigurable huit longueurs d'ondes en individuel avec gestion de la phase de transition entre deux éléments discrets quelconques non jointifs. Dans cette configuration, le module de transformation est de type 4X4 éléments discrets, ceux-ci répartis en huit éléments discrets actifs 4.2, 4.3, 4.5, 4.8, 4.9, 4.12, 4.14, 4.15 et huit éléments discrets passifs 4.1, 4.4, 4.6, 4.7, 4.10, 4.11, 4.13, 4.16.
Les éléments discrets actifs filtrent chacun une longueur d'onde différente λl à λ8 et laissent passer les autres. Les éléments discrets inactifs sont transparents à toutes les longueurs d'ondes en présence. Les éléments discrets actifs se trouvent en bordure de la matrice. Ils sont voisins chacun de deux éléments discrets inactifs. Le passage d'un élément discret actif à un autre quelconque se fait soit directement parce qu'ils sont voisins soit en passant par un ou plusieurs éléments discrets inactifs.
La figure 11 montre une configuration de module de transformation optique de type 8x8 éléments discrets agencés en matrice apte à filtrer de manière reconfigurable 36 longueurs d'ondes λl à λ36 en individuel avec gestion de la phase de transition. Il comporte 64 éléments discrets agencés en matrice dont 36 sont des éléments discrets actifs et 36 sont des éléments discrets inactifs. La répartition des éléments discrets actifs est telle qu'ils se trouvent en bordure de la matrice à l'exception des angles et qu'un îlot 60 en forme de H est aménagé dans la partie centrale du module de transformation optique, cet îlot étant entouré totalement d'éléments discrets inactifs. Dans les angles, se trouvent également des éléments discrets inactifs. Chaque élément discret actif est voisin d'un ou plusieurs éléments discrets inactifs. Le passage d'un élément discret actif à un autre élément discret actif quelconque peut se faire directement s'ils sont voisins ou via à un ou plusieurs éléments discrets inactifs .
Les éléments discrets actifs filtrent chacun une longueur d'onde différente λl à λ36 et laissent passer les autres. Les éléments discrets inactifs sont transparents à aux longueurs d'ondes en présence. Le module de configuration spatiale amont qui coopérera avec le module de transformation optique pourra avoir au minimum trois étages et des éléments de déflexion optique mobiles pouvant prendre quatre positions grâce à des rotations autour de deux axes.
Le nombre d'étages et la nature des éléments de déflexion optique mobiles du module de configuration spatiale aval seront similaires à ceux du module de configuration spatiale amont.
On va maintenant s'intéresser à un autre mode de réalisation d'un dispositif de traitement optique selon l'invention en se référant à la figure 12 en liaison avec la figure 3. Le dispositif de traitement comporte comme sur la figure 3 une cascade avec un module de configuration spatiale amont MCSl, un module de transformation optique MTO et un module de configuration spatiale aval MCSl. Chacun des modules de configuration spatiale MCSl, MCS2 comporte deux étages d'éléments de déflexion optique mobiles 21.1, 21.2 et 21.1', 21.2', chacun des éléments de déflexion optique mobiles pouvant prendre deux positions distinctes. Dans cet exemple chacun des modules de configuration spatiale MCSl, MCS2 comporte une seule voie optique respectivement Vl, Vl' . Le module de transformation optique MTO au lieu d'avoir une fonction de filtrage a maintenant une fonction d'atténuation. Il comporte 4x4 éléments discrets agencés en matrice. Parmi ces éléments discrets, on suppose que quinze d'entre eux sont actifs et différents. Ils engendrent des atténuations différentes de l'intensité du faisceau optique principal 1, à partir d'une atténuation totale apportée par l'élément discret 4.1. Cet élément discret 4.1 absorbe totalement le faisceau optique principal 1. Le dernier élément discret 4.16 est passif, il n'apporte pas d'atténuation, il est transparent au faisceau optique 1 incident. Les atténuations apportées par les éléments discrets de ce module de transformation optique sont décroissantes colonne par colonne, de haut en bas et de gauche à droite en se référant au module de transformation optique MTO vu en trois dimensions sur la figure 12. L'élément discret 4.1 est placé dans la colonne de gauche en haut, l'élément discret 4.13 dans la colonne de gauche en bas, l'élément discret 4.4 dans la colonne de droite en haut et l'élément discret 4.16 dans la colonne de droite en bas. Le passage d'un élément discret à un autre en suivant l'ordre exposé ci-dessus permet de balayer progressivement les atténuations possibles.
Dans cet exemple, puisqu'il n'y a qu'une seule voie optique par module de configuration spatiale MCSl, MCS2, le dispositif de traitement selon l'invention est centré sur l'axe 9 qui est l'axe des éléments de transformation angle-position 3, 5 des modules de configuration spatiale amont et aval MCSl, MCS2. Il serait possible de prévoir une voie de réflexion dans le module de configuration spatiale amont MCSl et/ou une voie d'insertion dans le module de configuration spatiale aval MCS2.
Un tel dispositif de traitement dont les éléments de déflexion optique mobiles sont à commande numérique permet de proposer des plages commutables d'atténuation calibrée plus faciles à gérer qu'avec les atténuateurs analogiques conventionnels.
Les figures 13A, 13B montrent des dispositifs de traitement optique de selon l'invention qui sortent du domaine des télécommunications. Ils peuvent être utilisé dans le domaine des analyses chimiques ou biologiques. Sur la figure 13A, on suppose que le dispositif de traitement optique ne comporte qu'un module de configuration spatiale amont MCSl suivi d'un module contribuant à une transformation optique MTO, le module de configuration spatiale aval n'est pas représenté. Ce module de configuration spatiale amont MCSl est similaire à celui illustré sur la figure 3. Dans d'autres configurations d'analyses chimiques ou biologiques on pourrait toutefois utiliser un module de configuration spatiale aval si le fond des cuvettes est transparent au faisceau optique principal 1 qui traverse le liquide qu'elles contiennent. Ce module de configuration spatiale aval peut être similaire à celui de la figure 3 avec deux voies optiques . Ce module de configuration spatiale aval n'est pas représenté ici dans le but de ne pas multiplier inutilement les figures .
Le module de configuration spatiale amont MCSl est similaire à celui de la figure 3 avec deux voies optiques Vl, V2 et deux étages d'éléments de déflexion optique mobiles 21.1, 21.2, 22.1, 22.2. Le faisceau optique principal 1 ne véhicule pas forcément plusieurs longueurs d'ondes comme on le verra plus loin. Le module contribuant à la transformation optique MTO comporte un support 70 sensiblement plan doté d'un ensemble de cuvettes 71.1 à 71.16 destinées à accueillir des échantillons de liquides aussi appelés solutions à tester. Toutes les cuvettes ne sont pas référencées mais leur numérotation est similaire à celle des éléments discrets de la figure 10F. Les cuvettes 71.1 à 71.16 sont agencées en matrice en surface du support 70. Ces cuvettes forment les éléments discrets du module contribuant à la transformation optique MTO. Le test peut avoir lieu lorsque les cuvettes 71.1 à 71.16 sont emplies des échantillons 74 de liquides à tester. Le faisceau optique 1 principal émerge du module de configuration spatiale amont MCSl, véhiculé par la voie optique Vl et est intercepté par le module contribuant à la transformation optique MTO. Il est apte à illuminer chaque cuvette en commutant de l'une à l'autre. Les tests peuvent être des tests de spectrophotométrie . Si le test consiste en la mesure de perte à une longueur d'onde donnée, le faisceau optique principal 1 est accordé à cette longueur d'onde. Le fond 75 des cuvettes est réfléchissant. Il peut être émis par une source 73 accordable. Le faisceau optique principal 1 en illuminant une des cuvettes pénètre dans l'échantillon 74 à tester qu'elle contient, le traverse, se réfléchit sur le fond 75 et retraverse l'échantillon 74 avant d'être récupéré par la seconde voie optique V2. le faisceau optique réfléchi porte alors la référence 8. En sortie du module de configuration spatiale amont MCS2, le faisceau optique réfléchi 8 est soit injecté dans une fibre optique vers un dispositif utilisateur (non représentés) , soit illumine directement le dispositif utilisateur 72 qui permet d'évaluer la perte. Ce dispositif utilisateur peut être un détecteur.
Si le test est spectral, la source 73 peut être large bande et le dispositif utilisateur 72 un analyseur de spectre.
On peut envisager d'utiliser le dispositif de traitement optique de l'invention pour effectuer des tests de fluorescence. On se réfère à la figure 13B. Cette configuration, comporte une cascade avec un module de configuration spatiale amont MCSl et un module contribuant à la transformation optique MTO. Un dispositif utilisateur, par exemple un système d'acquisition SA, comprenant un capteur, est placé en aval du module contribuant à la transformation optique MTO. Le faisceau optique principal 1 lorsqu'il illumine un échantillon 74 contenu dans une des cuvettes 71.1 excite un marqueur fluorescent qu'il contient. De la fluorescence est émise dans toutes les directions. Si le fond des cuvettes est transparent, la fluorescence émise par chaque cuvette dont l'échantillon a été excité, traverse le fond de la cuvette et est acquis et analysé par le système d'acquisition SA.
Les différentes variantes décrites doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres . Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été représentés et décrits de façon détaillée, on comprendra que différents changements et modifications puissent être apportés sans sortir du cadre de l'invention, notamment la répartition des éléments discrets actifs et inactifs n'est absolument pas limitative.
Les termes gauche droit haut bas sont applicables aux modes de réalisation montrés et décrit en relation avec les figures. Ils sont employés uniquement pour les besoins de la description et ne s'appliquent pas nécessairement à la position prise par le dispositif de traitement lorsqu'il est en fonctionnement .

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de traitement optique d'au moins un faisceau optique principal (1) comportant un module de transformation optique ou contribuant à une transformation optique (MTO) du faisceau optique principal entré dans le dispositif de traitement, formé d'une pluralité d'éléments discrets (4.1 à 4.16) disposés dans un même plan, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) , un module de configuration spatiale (MCSl) amont ayant une voie optique (Vl) devant être parcourue par le faisceau optique principal (1) , cette voie comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles (21.1, 21.2) destinés à faire prendre au faisceau optique principal des positions spatiales potentielles dans le plan du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) , ces positions spatiales potentielles coïncidant avec celles des éléments discrets, le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique étant statique .
2. Dispositif de traitement optique selon la revendication 1, caractérisé en ce que parmi les éléments discrets au moins un est actif (4.1) et éventuellement au moins un est inactif (4.11) .
3. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments discrets (4.1 à 4.16) sont statiques.
4. Dispositif de traitement optique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un élément discret actif (4.1) a une fonction de filtre spectral, d'atténuateur, ou d'absorbant.
5. Dispositif de traitement optique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments discrets à fonction de filtre comportent une couche mince filtrante ou plusieurs couches minces filtrantes empilées .
6. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins deux éléments actifs sont différents (4.1, 4.2) .
7. Dispositif se traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un élément discret est dupliqué (4.3, 4.4).
8. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments discrets sont agencés en matrice.
9. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de configuration spatiale (MCSl) amont comporte une autre voie optique (V2) apte à être parcourue par un faisceau optique (8) renvoyé par le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) , cette autre voie optique comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles (22.1, 22.2).
10. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en aval du module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique
(MTO) un module de configuration spatiale (MCS2) aval comportant une voie optique (Vl') apte à être parcourue par un faisceau optique (7) ayant traversé le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) , cette voie comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles (21.1' , 21.2' ) .
11. Dispositif de traitement optique selon la revendication 10, caractérisé en ce que le module de configuration spatiale (MCS2) aval comporte une autre voie optique (V2') destinée à l'insertion d'un faisceau optique auxiliaire (10) vers le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO), cette voie (V2') comportant un ou plusieurs éléments de déflexion optique mobiles (22.1', 22.2').
12. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément discret inactif (4.11) est transparent au faisceau optique principal (1) et/ou au faisceau optique auxiliaire (10) .
13. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de transformation optique (MTO) est apte à filtrer en individuel et/ou en cumulé plusieurs longueurs d'ondes contenues dans le faisceau optique principal (1) et/ou dans le faisceau optique auxiliaire (10) .
14. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément de déflexion optique mobile (21.1, 21.2) est à commande numérique.
15. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications 1 et 10, caractérisé en ce que les modules de configuration spatiale (MCSl, MCS2) amont et aval sont symétriques par rapport au module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) .
16. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications 1 ou 10, caractérisé en ce que chaque module de configuration spatiale (MCSl, MCS2) comporte un élément de transformation angle-position (3, 5) placé entre les éléments de déflexion optique mobiles (21.2, 21.1') et le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) .
17. Dispositif de traitement optique selon la revendication 16, dans lequel l'élément de transformation angle-position (3, 5) possède un plan focal objet et un plan focal image, caractérisé en ce que le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) est placé sensiblement dans le plan focal image de l'élément de transformation angle-position (3) du module de configuration spatiale amont (MCSl) et dans le plan focal objet de l'élément de transformation angle- position (5) du module de configuration spatiale aval (MCS2) .
18. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que l'élément de transformation angle-position (3, 5) est commun à toutes les voies optiques (Vl, Vl') du module de configuration spatiale (MCSl, MCS2) qui 1' accueille .
19. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de déflexion optique mobiles (21.1, 21.2) sont des miroirs aptes à basculer autour d'au moins un axe.
20. Dispositif de traitement optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de transformation optique ou contribuant à la transformation optique (MTO) est interchangeable.
21. Dispositif de transformation optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module contribuant à la transformation optique (MTO) comporte un support (70) doté de plusieurs cuvettes (71.1 à 71.16) destinées à accueillir des échantillons (74) de liquides à tester, ces cuvettes contenant les échantillons formant les éléments discrets.
22. Dispositif de transformation optique selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'une cuvette possède un fond (75) réfléchissant ou transparent .
23. Dispositif de transformation optique selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'un des éléments discrets a une fonction de filtre, d'atténuateur ou est excitable lorsqu'il contient un échantillon (74) de liquide à tester.
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