FR2569001A1 - Procede pour transmettre par fibres optiques et selon un codage spectral, la valeur d'une grandeur de mesure physique variable et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

POUR TRANSMETTRE UNE GRANDEUR DE MESURE PHYSIQUE VARIABLE D'UN CAPTEUR DE MESURE11 A UN APPAREIL D'EVALUATION10 DELIVRANT DES SIGNAUX D'AFFICHAGE CARACTERISTIQUES DE CETTE GRANDEUR AU MOYEN D'UNE FIBRE OPTIQUE13 ET MOYENNANT L'UTILISATION D'UNE SOURCE DE LUMIERE14, DEUX FLUX LUMINEUXI, I PRODUITS PAR UN FILTRE15 D'UN CAPTEUR11 SONT INJECTES DANS L'APPAREIL10 AU MOYEN DE LA MEME FIBRE OPTIQUE13, CES FLUX POSSEDANT DES PUISSANCES LUMINEUSES DONT LES DISTRIBUTIONS SPECTRALES ONT DES STRUCTURES DIFFERENTES EN FORME DE RAIES A BANDE ETROITE, RECIPROQUEMENT IMBRIQUEES ENTRE ELLES DU POINT DE VUE SPECTRAL ET QUI SONT MESUREES. APPLICATION NOTAMMENT AUX CAPTEURS DE MESURE POUR L'ELECTROTECHNIQUE, LA MEDECINE ET LA CONSTRUCTION AUTOMOBILE.

Description

L'invention concerne un procédé pour transmettre, par fibres optiqueset

avec codage spectral, la valeur d'une grandeur de mesure physique variable depuis un capteur de

mesure répondant à la grandeur de mesure, à un appareil d'é-

valuation qui produit, en tant que signaux utiles, des si- gnaux d'affichage caractéristiques pour la grandeur de mesure ou des signaux de sortie convenant pour subir un traitement

ultérieur, et selon lequel la puissance lumineuse d'un pre-

mier flux lumineux, qui est soumis, au moyen du capteur de mesure, à une modulation de puissance en rapport, selon une liaison monotone, avec des variations de la grandeur de mesure, et la puissance lumineuse d'un second flux lumineux utilisé en tant que flux lumineux de référence fait l'objet d'une comparaison pouvant être exécutée au moyen de l'appareil d'évaluation, et, à partir de là, le signal utile mentionné est produit sous la forme d'un signal caractéristique du rapport des intensités des deux flux lumineux, les deux flux

lumineux étant envoyés au moyen d'un dispositif à fibre op-

tique depuis le capteur de mesure à l'appareil d'évaluation, ainsi qu'un dispositif convenant pour la mise en oeuvre d'un

tel procédé.

De tels procédés et dispositifs de transmission doivent être autant que possible indépendants des propriétés des fibres de transmission de lumière ou fibres optiques utilisées, afin que, dans le cadre d'un capteur de valeurs de mesure à fibres optiques, des fibres prévues pour relier le capteur de mesure à l'appareil d'évaluation et possédant des longueurs, des sections transversales, des pertes, des coudes, etc différents, affectent aussi peu que possible l'évaluation des signaux de lumière utiles codés du point

de vue spectral et du point de vue de leur intensité.

Sous le terme de capteurs de valeurs de mesure à fibres optiques, on désigne ci-après des dispositifs qui sont constitués par un capteur de mesure et par un appareil d'évaluation, qui sont reliés entre eux optiquement par une ou plusieurs fibres conductrices de lumière. Dans le capteur

de mesure une grandeur de mesure physique devant être détec-

tée (par exemple une pression, une température, une force, une position, un angle, etc) est convertie ou "codée" en un signal optique, qui est envoyé par l'intermédiaire de la fibre optique à l'appareil d'évaluation. C'est dans cet appareil que s'effectue le décodage, c'est-à-dire que la valeur de la grandeur de mesure agissant sur le capteur de mesure est déterminée à partir du signal optique. Cette valeur peut alors être affichée, enregistrée sous forme appropriée ou être traitée d'une tout autre manière, par exemple dans

un régulateur.

En raison de la capacité d'isolation remarquable des fibres optiques usuels, il existe dans de tels capteurs

de valeurs de mesure à fibres optiques, une séparation galva-

nique totale entre le capteur de mesure et l'appareil d'affi-

chage. On peut par conséquent utiliser ces capteurs sans disposition particulière de protection, dans la technique des hautes tensions (contrôle de transformateurs),en médecine (aucun danger de choc de courant pour le patient), ainsi

que dans des installations de la pétrochimie et de l'exploi-

tation minière (aucun court-circuit/risque d'amorçage par

étincelles) ou bien dans la construction automobile.

C'est pourquoi un grand nombre de principes fonc-

tionnels de capteurs de valeurs de mesure à fibres optiques ont été proposés et présentés, comme indiqué par exemple

dans l'article "Optical Fiber Sensor Technology" de T.G.

Giallorenzyet consorts dans IEEE Journal of Counters Elek-

tronics, Vol. QUE-18 (1982), pages 626-655. Un sous-groupe de ces capteurs de valeurs de mesure, pour lequel le codage mentionné est réalisé au moyen d'une modulation d'intensité,

par exemple au moyen d'un relais photoélectrique, se- carac-

térise par une particulière simplicité de construction. Le

flux lumineux, qui arrive d'une source de lumière logée habi-

tuellement dans l'appareil d'évaluation et qui est envoyée par l'intermédiaire d'une fibre optique au capteur de mesure, y est plus ou moins fortement affaiblie, conformément à la valeur de la grandeur de mesure précisément active. Le flux lumineux subsistant emprunte la même fibre ou une autre fibre pour aboutir à un détecteur situé dans l'appareil d'évalua- tion. Le signal du détecteur, qui est proportionnel à la

puissance lumineuse arrivant en cet endroit, est par consé-

quent une mesure de la valeur de la grandeur de mesure.

Un avantage de ce principe de fonctinnement réside dans le fait que la modulation d'intensité analogique utilisée ici pour le codage peut être mise en oeuvre techniquement d'une manière très simple grâce à un décalage ou une rotation de diaphragmes, qui sont insérés dans le flux lumineux et laisse passer une fraction du flux -lumineux, en fonction de sa position. D'autres avantages importants résident dans

la possibilité de pouvoir utiliser des fibres optiques multi-

modes d'un prix intéressant pour ces capteurs de valeurs

de mesure et de les faire fonctionner avec des diodes à lu-

minescence sous la forme de sources de lumière petites et fiables. De même grâce à une configuration appropriée des diaphragmes du modulateur, on peut obtenir une sensibilité absolue de mesure très élevée en rapport avec la position des diaphragmes. On peut trouver un exemple typique de ce croupe de capteurs de la valeur de mesure dans l'article

255 " Schlieren Multimode Fiberoptic Hydrophone " (Applied Phy-

sics Letters, Vol. 37, 1980, pages 145 et suivantes) de W.B.

Spillmann et D.H. Mc Mahon. Dans ce capteur de valeurs de mesure, la modulation d'intensité est obtenue par le fait que le flux lumineux traverse successivement deux réseaux de traits étroitement voisins et parallèles l'un à l'autre,

qui constituent un modulateur de type "Moiré".

Le décalage d'un réseau par rapport à l'autre d'une largeur d'un trait (de façon typique: 5 pm) entraîne que ce modulateur est commuté de l'état de transmission maximale de la lumière dans l'état de transmission minimale. De façon primaire ce dispositif représente par conséquent un capteur de déplacement. Dans le cas particulier de cet exemple, il

s'agit d'un hydrophone (capteur de pression acoustique sous-

marin), par le fait que l'un des réseaux est relié à une membrane élastique sur laquelle agit la pression devant être détectée, qui fléchit cette membrane. La membrane fonctionne

par conséquent à la manière d'un transducteur pression-dépla-

cement. De la même manière on pourrait utiliser le modulateur mentionné également pour la construction de thermomètres, de dynamomètres, d'accéléromètres et de capteurs pour d'autres grandeurs, à fibres optiques, par le fait qu'à la place de

la membrane on utiliserait d'autres transducteurs correspon-

dants, par exemple un corps bimétallique (température - dépla-

cement), un corps de ressort (force --> déplacement) ou une masse d'essai fixée à un corps à ressort (accélération

- force ->déplacement).

Un autre capteur simple de valeurs de mesure à fi-

bres optiques, qui appartient également au groupe des cap-

teurs travaillant avec une modulation d'intensité analogique, est le thermomètre à fibres optiques de A.J. Rodgers (Applied Optics, Vol. 21, 1982, pages 882-885). Dans cet appareil, l'intensité du flux lumineux arrivant par l'intermédiaire d'une fibre sur le capteur de mesure, n'est pas affaiblie au moyen d'un diaphragme déplacé mécaniquement, mais au moyen

d'un dispositif optique de polarisation, fonction de la tem-

pérature, juste avant que ce flux lumineux soit renvoyé, par des fibres optiques, à l'appareil d'évaluation et entraîne

un affichage correspondant au signal du détecteur.

Les deux capteurs mentionnés de valeurs de mesure à fibres optiques ainsi que de nombreux autres capteurs de valeurs de mesure à fibres optiques, correspondant à l'état de la technique, du sous-groupe de capteurs à codage par

modulation de l'intensité possèdent l'inconvénient fondamen-

tal selon lequel l'appareil d'évaluation ne peut pas établir -35 une distinction entre des variations du flux lumineux reçu

du détecteur et dûs à des variations de la grandeur de mesu-

re d'une part et des variations dues à des variations des pertes dans les fibres d'autre part. Ces dernières variations peuvent apparaître par exemple lorsque la fibre est coudée ou bien lorsque la température ou la tension mécanique des fibres dans un câble à fibres varie. Un autre inconvénient tient au fait que ces capteurs de valeurs de mesure doivent travailler en général avec des conducteurs formés de fibres

possédant une longueur fixe et réunis de façon permanente.

L'utilisation de connecteurs à enfichage pour les fibres

est en effet exclue étant donné que ces connecteurs ne four-

nissent habituellement des pertes reproductibles de façon précise. Un actionnement des connecteurs pourrait entrainer

alors une variation correspondante ou une incertitude corres-

pondante de l'affichage. De même l'installation de fibres

possédant des longueurs différentes ou présentantdes affai-

blissements différents aurait, dans le même sens, un effet

problématique sur l'étalonnage des capteurs de ce sous-groupe.

C'est pour cette raison que l'on introduit, dans quelques capteurs de valeurs de mesure à fibres optiques perfectionnés, un second canal de transmission qui transmet un flux lumineux de référence non modulé par la grandeur

de mesure ou modulé en sens opposé. Pour déterminer la gran-

deur de mesure dans l'appareil d'évaluation, on n'utilise

alors pas une puissance absolue, mais le rapport des puissan-

ces des flux lumineux reçus dans le canal de transmission du signal et dans le canal de référence. Dans le cas o les variations mentionnées des pertes dans les fibres dans les deux canaux sont identiques, les puissances absolues des flux lumineux varient assurément en fonction des pertes dans les fibres, mais leur rapport reste constant, et l'affichage

est indépendant de ces variations. Un tel codage de la gran-

deur de mesure avec le rapport d'intensité de deux flux lumi-

neux est utilisé par exemple dans les capteurs de mesure à fibres optiques indiqués par H. Dôtsch et consorts (IEEE

Conference Proceedings n 221, "Optical Fiber Sensors", Lon-

dres 1983, pages 67-71). Une lentille mobile dans le capteur de mesure injecte ici par couplage le flux lumineux arrivant

dans les deux fibres optiques de départ aboutissant à l'ap-

pareil d'évaluation. La grandeur de mesure influe sur la

position de la lentille et provoque par conséquent une in-

jection par couplage de la lumière d'une manière plus intense correspondante dans l'une ou l'autre des deux fibres, de telle sorte que le rapport des deux flux lumineux partiels

est censé représenter de façon nette la grandeur de mesure.

Mais en fait cette compensation des pertes variables

dans les fibres n'a qu'un effet limité car le canal de trans-

mission du signal et le canal de référence passent assurément

par deux fibres optiques différentes pour aboutir à l'appa-

reil d'évaluation et ne sont par conséquent pas soumis exac-

tement aux mêmes influences. Ici outre la nécessité coûteuse

d'utiliser la fibre de référence supplémentaire, c'est égale-

ment surtout et toujours l'inconvénient mentionné de pertes

non reproductibles dans les connecteurs, qui seront en géné-

ral nettement différentes dans les deux canaux, qui s'oppose à une mise en oeuvre pratique étendue. Cet inconvénient a exclu pratiquement jusqu'alors l'utilisation de connecteurs dans le cas de ce type de capteurs de valeurs de mesure, ce qui a pour effet que leurs possibilités d'utilisation sont fortement limitées. Une solution de ce problème, qui a semblé tout d'abord devoir être prise en considération, peut être vue dans le fait de transmettre le flux lumineux

du signal et le flux lumineux de référence par l'intermé-

diaire de cette même fibre optique et de transmettre ces deux flux lumineux avec deux fréquences optiques différentes, par exemple dans la plage spectrale verte et dans la plage spectrale rouge. Une telle solution mettant en oeuvre des flux lumineux situés à un écartement spectral relativement important ne peut cependant pas être satisfaisante dans la pratique étant donné que la plupart des types de pertes dans les fibres dépendent fortement de la fréquence optique (ou de la longueur d'onde), de même que les sensibilités des détecteurs, d'o il peut résulter en outre des problèmes d'étalonnage. Une transmission avec deux fréquences optiques largement distantes du point de vue spectral ne peut par conséquent pas être indépendante des caractéristiques des

fibres, et par conséquent l'expression "indépendant des pro-

priétés des fibres" est censée signifier que les deux flux

lumineux sont soumis, d'une manière aussi identique que pos-

sible, à tous les types de pertes dans les fibres lors de leur transmission, c'est-à-dire aux pertes par absorption, aux pertes par diffusion, aux pertes dans les coudes, aux pertes de couplage de connecteurs, de jonctions ainsi qu'à

des modifications de la section transversale des fibres.

Dans le sens, expliqué précédemment, d'une transmission in-

dépendante des propriétés des fibres, il serait au moins nécessaire de choisir les deux fréquences optiques de manière qu'elles soient très proches l'une de l'autre, c'est-à-dire que leur écart en fréquence t9 par rapport à la fréquence centrale -0 des deux flux lumineux soit très faible. En outre

la largeur de raie spectrale h des deux flux lumineux de-

vrait être également faible, avec par exemple D - t Assurément il est possible de réaliser des filtres optiques à bande étroite correspondante, mais ils sont très

onéreux et ils transmettraient,pour le spectre d'émission conti-

nu d'une diode à luminescence, un très faible pourcentage de puissance correspondant à la largeur de raie du filtre, ce qui pourrait à nouveau entraîner des problèmes en ce qui

concerne la sensibilité ou la précision de détection.

C'est pourquoi l'invention a pour but d'indiquer

un procédé du type mentionné plus haut, qui permet une trans-

mission, dans une très large mesure indépendante des proprié-

tés d'une voie de transmission par fibres optiques, pour la valeur de mesure de signaux optiques caractéristiques et leur évaluation simple, ainsi qu'un dispositif pour la

mise en oeuvre de ce procédé-.

Ce problème est résolu conformément à un procédé

du type indiqué au début de la présente description et qui

est caractérisé en ce que les deux flux I1 et 12 sont injectés par couplage dans l'appareil d'évaluation, par l'intermé-

diaire d'une fibre optique constituant le trajet de la lumiè-

re depuis le capteur de mesure jusqu'à l'appareil d'évaluation,

que les deux flux lumineux partiels I1 et 12 sont en outre pro-

duits avec des structures différentes, qui sont respective-

ment en forme de raies à bande étroite, des distributions spectrales de leurs puissances lumineuses de telle sorte qu'une raie d'un flux lumineux est située dupointe ue spectal, entre deux raies de l'autre flux lumineux et que l'on obtient

par conséquent une imbrication spectrale des deux flux lumi-

neux I1et I2, la distance spectrale d'une raie d'un flux lumineux respectif par rapport à une raie, voisine dupoint de vue spectral, de l'ettre faux lumineux respectif étant supérieure à la largeurdêraie deces composantes spectrales des deux flux lumineux partiels, et que les puissances des flux lumineux I1 et I2, imbriqués entre eux du point de vue spectral, sont mesurés séparément l'un de l'autre du point de vue spectral, en rapport avec la comparaison des puissances

réalisées dans l'appareil d'évaluation, au moyen de disposi-

tifs de filtrage réglés de façon sélective sur les distribu-

tions spectrales spécifiques des deux flux lumineux.

Conformément à ce procédé, deux flux lumineux I1 et

12 qui sont codés du point de vue spectral au moyen de spec-

tres de raies imbriqués l'un dans l'autre et dont le rapport des puissances réalise le codage de la grandeur de mesure, sont injectés par couplage, par l'intermédiaire d'une fibre

optique unique formant le trajet de la lumière depuis le cap-

teur de mesure en direction de l'appareil d'évaluation, à l'aide duquel se trouve réalisée une évaluation du rapport des puissances en unités de la grandeur de mesure. Etant

donné que les deux flux lumineux sont envoyés par l'inter-

médiaire de cette même fibre optique et des mêmes éléments de jonction entre cette fibre optique et le capteur de mesure

d'une part et l'appareil d'évaluation d'autre part, par exem-

ple des liaisons formées de connecteurs de fibres, ces flux lumineux sont soumis de cette manière exactement aux mêmes influences de la voie de transmission par fibre optique,

qui s'éliminent par conséquent en quelque sorte lors de l'éva-

luation réalisée par formation d'un rapport, de sorte que l'on obtient des conditions préalables dans une certaine mesure optimales pour une transmission de l'information de la valeur de mesure, indépendante de la configuration de la voie de transmission à fibre optique. Grâce à la structure en forme de raies des deux flux lumineux, qui est utilisée conformément à l'invention et qui peut être décrite sous la forme de spectres en peignes insérés ou imbriqués l'un dans l'autre du point de vue spectral, on aboutit de façon simple à ce que les deux flux lumineux, qui doivent être comparés l'un à l'autre, possèdent, au moins avec une très bonne approximation, pratiquement des longueurs d'onde-centrales identiques, de telle sorte que l'on est également en présence

dans une certaine mesure d'une identité des influences-dépen-

dant des longueurs d'onde - de la voie de transmission à fibre optique pour les flux lumineux I1 et I2 se propageant dans cette voie de transmission et que l'on obtient de ce fait globalement une indépendance extrêmement large de la transmission de valeurs de mesure vis-à-vis des propriétés de la fibre et de leurs variations. De même une dépendance, éventuellement nécessaire, des sensibilités du détecteur vis-à-vis de la longueur d'onde ne peut pas agir de façon

nuisible sur le résultat de la mesure - en raison des struc-

tures spectrales imbriquées des flux lumineux I1 et I2. A ce-

la s'ajoute le fait qu'il est également possible, grâce au procédé conforme à l'invention, d'utiliser, selon le nombre des raies contenues dans les différents spectres centraux, une fraction relativement importante de la puissance fournie par le spectre continu de la source de lumière respectivement utilisée, par exemple une diode à luminescence. Le procédé conforme à l'invention peut être par ailleurs mis en oeuvre avec des dispositifs de filtrage optique agencés de façon simple. Selon une autre caractéristique de l'invention,

l'un des flux lumineux inclut un nombre pair de raies spec-

trales et l'autre-flux lumineux inclut un nombre impair de raies spectrales, qui contribuent de façon notable à fournir la puissance totale de ces flux lumineux, une raie spectrale respective de l'un des flux lumineux étant située du point

de vue spectral entre deux raies de l'autre flux lumineux.

Selon ce mode opératoire on peut obtenir une approximation optimale du cas idéal de l'identité absolue des longueurs

d'ondes moyennes des flux lumineux partiels I1 et I2, par exem-

ple par le fait que le spectre de l'un des flux lumineux partiels n'englobe qu'une seule raie et que le spectre de l'autre flux lumineux partiel comprend deux raies, dont la longueur d'onde centrale correspondant à celle d'une raie du flux lumineux partiel indiqué en premier. Un tel mode opératoire est possible par exemple moyennant l'utilisation

de sources de lumière à laser.

Selon une autre caractéristique du procédé conforme à l'invention, les deux flux lumineux proviennent de la même

source de lumière, les flux lumineux sont séparés dans l'ap-

pareil d'évaluation par des filtres spectraux et sont envoyés à deux détecteurs et la valeur de la grandeur de mesure est déterminée à partir du rapport des signaux de sortie des

deux détecteurs.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux flux lumineux I et I sont produits au moyen de 1 2 sources respectives de lumière, prévues dans un appareil

délivrant la lumière, et au moyen de filtres, associés indi-

viduellement aux sources de lumière, d'un couple de filtres et sont injectés par couplage dans un trajet de lumière formé

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par une fibre optique et reliant optiquement l'appareil déli-

vrant la lumière au capteur de mesure, ces deux sources de lumière sont branchées et débranchées en alternance selon une succession périodique, les flux lumineux, qui sont envoyés par l'intermédiaire de la fibre optique depuis le capteur

de mesure à l'appareil d'évaluation, sont envoyés à un récep-

teur synchronisé sur la cadence des commutateurs des sources de lumière et dont le signal de sortie est par conséquent un signal alternatif périodique possédant cette cadence, lorsque les flux lumineux partiels I1 et I2, qui sortent du capteur de mesure, possèdent des puissances différentes, un signal de sortie à tension alternative du récepteur produit un signal d'erreur pour réaliser la commande d'un régulateur qui délivre des signaux de réglage à l'aide desquels les puissances de sorties des deux sources de lumière sont réglées par asservissement de telle sorte que les puissances des flux lumineux de sortie du capteur de mesure sont réglées à une différence minimale, et les signaux de réglage, qui sont une mesure du rapport d'intensité des flux lumineux émis par les sources de lumière, sont évalués en unités de

la grandeur de mesure.

Les deux caractéristiques indiquées précédemment de l'invention fournissent des variantes utilisables de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention et conformément à un premier type d'exécution conformément à la figure

4 annexée à la présente demande -, on travaille avec la trans-

mission simultanée de deux flux lumineux partiels I1 et la dé-

tection de ces flux avec des détecteurs séparés, tandis que

le second type de mise en oeuvre, on travaille avec une trans-

mission imbriquée dans le temps des flux lumineux partiels I1et 12 et par conséquent avec une réception synchronisée

de ces flux à l'aide d'un seul détecteur.

Pour la mise en oeuvre de ces deux variantes de mode opératoire, on utilise des dispositifs appropriés comme

indiqué ci-après.

Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé qui produit un signal caractéristique de la grandeur de mesure

à partir d'une comparaison des puissances de deux flux lumi-

neux de sortie d'un capteur de mesure, qui exécute une modu-

lation de puissance, caractéristique pour la grandeur de mesure, d'au moins l'un des deux flux lumineux partiels,

ces flux lumineux de sortie I1 et I2 du capteur de mesure pos-

sédant des distributions d'intensité se présentant sous la forme de raies à large bande, imbriquées du point de vue spectral et qui sont obtenues au moyen d'une répartition spectrale d'un flux lumineux primaire émis par une source de lumière unique de telle sorte qu'en permanence une raie

de l'un des flux lumineux est située, du point de vue spec-

tral, entre deux raies de l'autre flux lumineux, et dans

lequel les deux flux lumineux partiels sont envoyés par l'in-

termédiaire d'une fibre optique à une unité d'évaluation prévue pour la comparaison des puissances, est caractérisé en ce que le capteur de mesure comporte un premier couple

de filtres, qui réalise la répartition spectrale de la puis-

sance lumineuse de la source de lumière entre les flux lu-

mineux partiels pouvant être comparés entre eux et imbriqués du point de vue spectral, et que.dans le cadre de l'appareil d'évaluation est prévu un second couple de filtres qui, en fonction de la composition spectrale des deux flux lumineux

de sortie I1 et I du capteur de mesure, réalise la réparti-

tion spatiale de ces flux et leur envoi séparé à des détec-

teurs prévus chacun pour l'un des flux lumineux.

Par ailleurs un dispositif pour la mise en oeuvre

du procédé, qui produit un signal caractéristique de la gran-

deur de mesure à partir d'une comparaison des puissances des deux flux lumineux de sortie d'un capteur de mesure, qui réalise une modulation de puissance, caractéristique pour la grandeur de mesure, d'au moins l'un des deux flux lumineux, ces flux lumineux de sortie du capteur de mesure possédant des distributions d'intensité se présentant sous la forme de raies & bande étroite, imbriquées du point de vue spectral et qui sont obtenues par filtrage des flux lumineux de sortie de deux sources de lumière de telle sorte qu'une raie de l'un des flux lumineux est toujours située, du point de vue spectral, entre deux raies de l'autre flux lumineux, et dans lequel les deux flux lumineux de sortie du capteur de mesure sont envoyés par l'intermédiaire d'une

fibresoptiquesà un appareil d'évaluation prévu pour la compa-

raison de puissance est caractérisé par le fait que les deux flux lumineux, qui sont définis du point de vue de leur

composition spectrale par un premier couple de filtres dis-

posé entre les sources de lumière et qui sont soumis à la modulation caractéristique pour la grandeur de mesure dans le capteur de mesure, sont soumis séparément & la modulation au moyen d'un second couple de filtres, qui est prévu dans

le cadre du capteur de mesure et qui possède la même carac-

téristique de filtrage que le premier couple de filtres, et peuvent être injectés par couplage dans les fibres reliant optiquement le capteur de mesure de l'appareil d'évaluation, que, pour produire les signaux caractéristiques des puissances des flux lumineux de sortie du capteur de mesure, il est prévu un détecteur accouplé optiquement à la sortie de la fibre, que les sources de lumière peuvent être branchées

et débranchées en alternance en étant commandées par l'inter-

médiaire d'unn générateur de cadence, et qu'il est prévu un étage électronique synchronisé au moyen du générateur de cadence et recevant les signaux de sortie du détecteur et fonctionne à la manière d'un redresseur sensible à la

phase et dont le signal de sortie peut commander un régulat-

teur qui commande les puissances lumineuses de sortie des deux sources de lumière de manière à obtenir une différence d'intensité minimum entre les flux lumineux de sortie I1 et

12 du capteur de mesure, reçus par le détecteur.

Le dispositif conforme à l'invention présente éga-

lement des caractéristiques, énumérées plus loin, et qui

sont des caractéristiques de configuration ou de fonction- nement aptes à être utilisées en alternance ou selon une combinaison

judicieuse dans le cadre du dispositif pour la

mise en oeuvre du procédé indiqué précédemment et parmi les-

quelles on indique notamment l'utilisation d'un capteur de mesure parmettant de déterminer la grandeur de mesure et possédant un agencement avantageusement simple et utilisable pour un mode de transmission. De tels capteurs de mesure peuvent être alors avantageusement accouplés non seulement à l'appareil d'évaluation, mais également à la source de

lumière respective, par l'intermédiaire d'une fibre optique.

On va mentionner ci-après ces caractéristiques.

Selon une caractéristique du dispositif suivant l'invention, le couple de filtres forme un étage d'entrée d'un capteur de mesure qui sépare le flux lumineux d'entrée en les deux flux lumineux partiels I1 et I2, dont l'un au moins peut être soumis à la modulation, l'étage de sortie de ce capteur de mesure est formé par un dispositif de réunion

du rayonnement, qui injecte par couplage les deux flux lumi-

neux partiels dans une fibre optique aboutissant à l'appareil d'évaluation, et un dispositif de modulation, qui module la puissance d'au moins l'un des deux flux lumineux partiels en fonction de la grandeur de mesure, est disposé, dans la direction de propagation de ces flux lumineux partiels, entre le couple de filtres et le dispositif de

réunion du rayonnement.

Selon une autre caractéristique du dispositif, le dispositif de modulation module les deux faisceaux lumineux de manière à réaliser des variations de l'intensité en sens

inverse.

Selon une autre caractéristique du dispositif, il est prévu, comme étage d'entrée du capteur de mesure, un diviseur du rayonnement qui subdivise l'un des flux lumineux arrivant en deux flux lumineux partiels, il est prévu, en tant qu'étage de sortie de ce capteur de mesure un couple de filtres qui définit la composition spectrale des deux flux lumineux partiels retransmis à l'appareil d'évaluation et est en outre réalisé sous la forme d'un dispositif de réunion du rayonnement, qui injecte par couplage les deux flux lumineux dans la fibre optique aboutissant à l'appareil d'évaluation. Selon une autre caractéristique du dispositif, un dispositif de modulation, qui influe sur la puissance d'au moins l'un des deux flux lumineux partiels en fonction de la grandeur de mesure, est disposé entre l'étage d'entrée

et l'étage de sortie du capteur de mesure.

Selon une autre caractéristique du dispositif, le dispositif de modulation modifie le rapport de division avec lequel la puissance lumineuse du flux lumineux arrivant est

répartie entre les deux flux lumineux partiels.

Selon une autre caractéristique du dispositif, au moins l'un des couples de filtres est constitué par deux filtres interférentiels fonctionnant à la transmission et cfont les caractéristiques spectrales de transmission diffèrent l'une de l'autre, approximativement d'un multiple impair d'un demi-ordre d'interférence pour une fréquence optique

centrale des flux lumineux.

Selon une autre caractéristique du dispositif, les deux filtres interférentiels sont formés par au moins deux réflecteurs partiellement transparents, parallèles l'un à

l'autre, et qu'environ la moitié de la zone, située à l'in-

térieur de la section transversale du flux lumineux, de la surface réfléchissante de l'un des réflecteurs réalise une

réflexion avec une phase de réflexion qui diffère, d'un mul-

tiple impair de T/2, de la phase de réflexion avec laquelle l'autre moitié de la surface réfléchissante de ce réflecteur

exécute sa réflexion.

Selon une autre caractéristique du dispositif, une

modification des phases de réflexion du réflecteur est obte-

nue grâce à l'application d'une couche mince diélectrique

sur l'une des deux zones partielles du réflecteur.

Selon une autre caractéristique du dispositif, un dispositif de modulation, prévu pour réaliser la modulation de puissance des flux lumineux, est réalisé sous la forme d'un masque mobile qui masque plus ou moins des fractions, dépendant de la valeur de la grandeur de mesure, des zones de la section du flux lumineux, qui sont imputables aux flux

lumineux partiels I1 et 12.

Selon une autre caractéristique du dispositif, la surface réfléchissante de l'un des réflecteurs, qui réalise

une réflexion par zones avec des phases différentes de ré-

flexion, est subdivisée en des bandes de même largeur qui

réfléchissent la lumière incidente avec des phases de réfle-

xion différentes, et le dispositif de modulation englobe un masque formé de bandes,déplaçable transversalement par rapport à la direction longitudinale des bandes et dont

la structure déterminée par des zones alternativement trans-

parentes et opaques, correspond à celle de la structure à bandes du réflecteur, qui réalise une réflexion avec une

phase différente de réflexion.

Selon une autre caractéristique du dispositif, il est prévu, comme couple de fltres interférentiels, un filtre interfértie, dcntl'effetdépend de la polarisation et possède pour

la lumière se trouvant dans un premier état défini de pola-

risation, une caractéristique spectrale de transmission de filtre interférentiel et possède également, pour la lumière

* se trouvant dans l'état de polarisation orthogonale par rap-

port au premier état de polarisation indiqué, une caracté-

ristique de filtre interférentiel qui est décalé, par rapport à la première caractéristique de transmission indiquée, d'un

multiple impair d'un demi-ordre d'interférence.

Selon une autre caractéristique du dispositif, les deux états propres de polarisation du filtre interférentiel, dcnt l'effet d%]irdapolarisation, sont les deux états orthogonaux

de la polarisation linéaire.

Selon une autre caractéristique du dispositif, le volume de résonance du filtre interférentieJ]crtl'effetderndde la polarisation, contient un milieu biréfringent, dont le retard de phase pour les deux flux lumineux possédant des polarisations orthogonales est égal, dans le cas d'un transfert simple de la lumière (transmission) à travers le volume de résonance, approximativement à un multiple impair d'un

quart de longueur d'onde lumineuse moyenne.

Selon une autre caractéristique du dispositif, pour

au moins l'un des réflecteurs du filtre interférentieldont'effet d-

pend de la polarisation, la phase avec laquelle s'effectue la réflexion sur ce filtre, dépend de la polarisation, la différence de phase, qui est obtenue globalement dans le

cas de la réflexion de deux flux lumineux polarisés octogo-

nalement sur les surfaces réfléchissantes du filtre interfé-

rentiel, correspondant à un multiple impair de T/2.

Selon une autre caractéristique du dispositif, le réflecteur possédant une phase dépendant de la polarisation contient un réseau de traits en relief agissant en tant que réseau de phase et dont la constante est inférieure à la longueur d'onde de la lumière utilisée pour la transmission

de la valeur de mesure.

Selon une autre caractéristique du dispositif, il est prévu, comme dispositif de modulation qui influe sur les deux flux lumineux I1 et 12, utilisés pour la transmission, selon une relation monotone avec la grandeur de mesure, un polariseur dont l'état caractéristique de polarisation est

modifiable en fonction de la grandeur de mesure.

Selon une aure caractéristique du dispositif, le polariseur est un polariseur linéaire dont l'orientation

azimutale peut être commandée par la grandeur de mesure.

Selon une autre caractéristique du dispositif, le dispositif de modulation comporte un polariseur et un élément biréfingent, dont la biréfringence peut être influencée par

la grandeur de mesure.

Selon une caractéristique d'un dispsitif approprié pour la mise en oeuvre de l'invention, le capteur de mesure

est réalisé sous la forme d'une unité à réflexion, qui possè-

de, pour l'injection par couplage de la lumière pouvant être soumise à la modulation et pour l'extraction par découplage des flux lumineux I1 et 12 envoyés à l'appareil d'évaluation,

une interface optique commune d'injection par couplage/ex-

traction par découplage qui est formée par l'extrémité, dis-

tante du capteur de mesure, d'une fibre optique par l'inter-

médiaire de laquelle une lumière peut être injectée par cou-

plage dans le capteur de mesure et peut être à nouveau envoyée, dans le sens inverse, depuis le capteur de mesure à l'appareil

d'évaluation, et qu'entre cette interface et l'appareil déli-

vrant la lumière ou l'appareil d'évaluation se trouve dispo-

sé un miroir partiellement transparent, au moyen duquel une partie des flux lumineux I1 et I2 transmis en retour par la fibre optique peut être renvoyée en direction d'un dispositif de détection de l'appareil d'évaluation. Il s'agit là de la constitution de principe d'une variante du dispositif

convenant pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'in-

vention, dans laquelle le capteur de mesure utilisé pour détecter la grandeur de mesure est réalisé sous la forme d'une unité à réflexion. Pour réaliser l'accouplement optique

du capteur de mesure à la source de lumière ou à un appa-

reil délivrant la lumière d'une part, et à l'appareil d'éva-

luation d'autre part, il suffit d'utiliser une seule fibre optique, ainsi qu'un miroir partiellement transparent, par l'intermédiaire duquel une partie des flux lumineux I1 et 12, renvoyée par la fibre optique, est réfléchie en direction

du dispositif de détection de l'appareil d'évaluation.

On va indiquer ci-après d'autres caractéristiques concernant des configurations, pouvant être réalisées avec des moyens techniques simples, de capteurs de mesure pouvant

être utilisés avec le dispositif que l'on vient de décrire.

Selon une caractéristique de l'invention, les cap-

teurs de mesure comportent, comme étage d'entrée et étage de sortie, un couple de filtres, qui réalisent une séparation spatiale des deux flux lumineux I1 et 12 pouvant être soumis individuellement ou en commun à une modulation dépendant de la grandeur de mesure, et qu'il est prévu au moins un réflecteur qui renvoie ces flux lumineux sur eux-mêmes en direction du couple de filtres, et le dispositif de modulation est disposé, lorsqu'on considère la direction de propagation des flux lumineux I1 et I2, entre le couple de filtres et le

réflecteur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, comme étage d'entrée et étage de sortie du capteur de mesure, un diviseur de rayonnement qui subdivise

un flux lumineux arrivant, selon un rapport de division dé-

terminé par la grandeur de mesure, en deux flux lumineux quis ont envoyés par l'intermédiaire d'un couple de filtres

définissant la composition spectrale des flux lumineux renvo-

yés en direction de l'interface, à au moins un réflecteur qui réfléchit en retour sur elle-même la lumière qui tombe

sur ce réflecteur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu en tant qu'étage d'entrée et étage de sortie

du capteur un diviseur de rayonnement qui subdivise un fais-

ceau lumineux arrivant, dans un rapport de division déterminé par la grandeur de mesure, en deux faisceaux lumineux et ces deux faisceaux lumineux sont envoyés à des filtres à

réflexion respectifs, qui définissent la subdivision spec-

trale en les flux lumineux I1 et 12 réfléchis en direction de l'interface. Selon une autre caractéristique de l'invention, les filtres à réflexion sont constitués chacun par une suite considérée suivant la direction de propagation de la lumière

incidente, de réflecteurs partiellement transparents équi-

distants et s'étendant perpendiculairement à la direction de propagation, les distances optiques dans les deux suites de réflecteurs étant différentes et étant choisies de telle sorte que l'ordre d'interférence de la lumière réfléchie dans l'un des filtres à réflexion diffère de celui obtenu

dans l'autre filtre à réflexion, approximativement d'un mul-

tiple impair d'un demi-ordre d'interférence. Selon une autre caractéristique de l'invention,

le capteur de mesure contient un filtre à réflexion dépen-

dant de la polarisation et qui possède pour deux états ortho-

gonaux de polarisation, des caractéristiques respectives spécifiques de réflexion en forme de raies, de telle sorte

que les distributions d'intensité spectrales des flux lumi-

neux, réfléchis avec l'un respectif desdits états de polari-

sation, possèdent des structures en forme de raies imbriquées du point de vue spectral et entre ce filtre à réflexion et l'interface se trouve disposé un polariseur qui, en fonction de la grandeur de mesure, est transparent pour différents états de polarisation du flux lumineux transmis en direction

de l'interface.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

le filtre à réflexion dépendant de la polarisation est réali-

sé sous la forme d'une suite de couches biréfringentes équi-

distantes et réalisant une réflexion partielle.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le capteur de mesure contient un filtre à réflexicn dot l'effetdàpend delapolarisation et qui possède, pour deux états orthogonaux

de polarisation, des caractéristiques respecrtives de réfle-

xion spécifiques en forme de raies de telle sorte que les

distributions d'intensité spectrales des flux lumineux ré-

fléchis avec l'un respectif desdits états de polarisation, possèdent des structures en forme de raies, imbriquées du point de vue spectral, un polarisateur est disposé entre ce filtre et l'interface, et entre ce polariseur et le filtre à réflexion se trouve disposé un corps transparent pour la lumière utile et qui réalise une biréfringence variant avec

la grandeur de mesure.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

le corps transparent est constitué par un matériau élasto-

optique, auquel l'application d'une force exercée transver-

salement par rapport a la direction de propagation de la lumière et variant avec la grandeur de mesure, permet de

conférer une biréfringence variant en fonction de cette force.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré-

sente invention ressortiront de la description donnée ci-

après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

- la figure 1 représente, sous la forme d'un schéma-

bloc simplifié, la constitution fondamentale d'un capteur de valeurs de mesure à fibresoptiquesconforme à l'invention et servant de dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé

conforme à l'invention pour transmettre, avec un codage spec-

traie, une grandeur de mesure physique;

- la figure 2(a) représente une distribution spec -

trale typique de l'intensité d'une source de lumière utili-

sable dans le capteur de valeursde mesure conforme à la fi-

gure 1; - la figure 2(b) représente la caractéristique de transmission de filtres de transmission utilisables dans

le cadre du capteur de valeurs de mesure conforme à la fi-

gure 1;

- les figures 2(c) et 2(d) représentent la composi-

tion spectrale permettant de déterminer la grandeur de mesure de flux lumineux partielss I1 et I2 utilisés,et ce de manière à expliquer le procédé conforme à l'invention; - les figures 3 et 4 représentent des schémas-blocs

simplifiés de variantes de réalisation de capteurs de va-

leurs de mesure à fibres optiquespermettant d'expliquer d'au-

tres types de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention

moyennant l'utilisation de capteurs de mesure, qui sont con-

çus pour fonctionner à la transmission; - les figures 5 à 8 montrent d'autres possibilités de configurations de capteurs de mesure utilisées dans le cadre de capteurs de valeurs de mesure conformément à la figure 3 ou 4; - les figures 9 et 10 représentent des capteurs de mesure convenant pour un fonctionnement en transmission et comportant des couples de filtres agencés en tant que

filtres de référence en vue de la détermination de la compo-

sition spectrale des flux lumineux parties I1 et I2, ainsi que

des diaphragmes mobiles pour réaliser la modulation d'inten-

sité de ces flux lumineux partiels; - les figures 11 et 12 représentent également des capteurs de mesure utilisables en transmission, avec une

subdivision, dépendant de la polarisation, d'un flux lumi-

neux primaire en les flux lumineux partiels utilisés pour

la détection de la valeur de mesure, et comportant des dispo-

sitifs de modulation travaillant d'une manière dépendant de la polarisation;

- les figures 13 et 14 représentent d'autres confi-

gurations de capteurs de valeurs de mesure à fibresEoptiques

conformes à l'invention et comportant des capteurs de me-

sure pouvant fonctionner selon le mode de réflexion; - les figres 15 à 17 représentent la constitution fondamentale de différents capteurs de mesure utilisables dans le mode de réflexion; - la figure 18 représente un agencement particulier d'un capteur de mesure, dont la constitution fondamentale correspond à celle du capteur de mesure de la figure 17 et qui comporte des filtres interférentiels réalisés sous la forme de réflecteurs de Bragg et qui servent à réaliser le codage spectral des flux lumineux partiels I1 et 12; et - les figures 19 et Z0 représentent des capteurs de mesure qui correspondent du point de vue du fonctionnement aux capteurs de mesure conformes aux figures 11 et 12, mais

qui peuvent fonctionner à la réflexion.

Sur les figures 1 et 3 à 20 des dessins, les élé-

ments qui sont identiques ou analogues du point de vue de leur construction et de leur fonctionnement, sont désignés

respectivement par les mêmes chiffres de référence.

En se référant aux figures 1 et 2, aux détails des-

quelles on se reportera expressément, on va expliquer ci-

après d'une part le principe général de construction d'un

capteur de valeurs de mesure désigné globalement par la réfé-

rence 100 et qui constitue un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé.conforme à l'invention pour réaliser la transmission, codée du point de vue spectral, de la valeur d'une grandeur de mesure physique continûment variable "x" pour laquelle on donnera des explications plus détaillées en référence à la figure 2. La figure 1 représente un capteur de valeurs de mesure 100 à fibres optiques, qui fonctionne avec un codage de la grandeur de mesure x au moyen du rapport des intensités de deux flux lumineux I1 et 12. Le capteur de

valeurs de mesure 100 comporte une source de lumière 14 pos-

sédant un spectre d'émission continu, un capteur de mesure 11, qui réalise le codage de la grandeur de mesure x au moyen du rapport des intensités des deux flux lumineux I1 et I2 qui sont produits à partir d'une subdivision - spectrale - d'un flux lumineux primaire I injecté par couplage dans le capteur de mesure 11 par la source de lumière 14, ainsi qu'un étage

d'évaluation 10 qui réalise un décodage du rapport d'intensi-

té des deux flux lumineux I1 et I2 en des unités de la gran-

deur de mesure x et produit un signal caractéristique de la grandeur de mesure x et qui est affiché au moyen d'un appareil d'affichage 22 en unités de grandeurs de mesure

ou peut être utilisé pour un traitement ultérieur, par exem-

ple pour l'actionnement d'une pompe qui charge un accumula-

teur de pression dont la pression ne doit pas tomber au-

dessous d'une valeur limite inférieure, la grandeur de mesure x étant dans ce cas la pression dans cet accumulateur de pression. La lumière émise par la source de lumière 14, par exemple une diode à luminescence, est envoyée sous la forme d'un flux lumineux primaire I au capteur de mesure (11) par l'intermédiaire d'une première fibre optique 12. Dans ce

capteur de mesure 11 se trouve prévu, en tant qu'étage d'en-

trée, un premier couple de filtres 15 qui subdivise le flux lumineux primaire I en les deux flux lumineux partiels I1 et 12À

Le couple de filtres 15 représenté seulement sché-

matiquement sur la figure 1 applique aux flux lumineux par-

tiels I1 et I2 résultant de la subdivision du flux lumineux

primaire I, des distributions d'intensité spectrales carac-

téristiques - différentes - avec des structures respectives

en forme de raies à bande-étroite en ce qui concerne lesdis-

tributionsspectralesdes puissances lumineuses, de telle sorte qu'une raie spectrale de l'un des flux lumineux I1 est située, dans le spectre, entre deux raies de l'autre flux lumineux 12; on obtient de ce fait une imbrication spectrale des deux flux lumineux I1 et I2, la distance spectrale entre une raie de l'un des flux lumineux I2 et une raie, voisine du

point de vue spectral, de l'autre flux lumineux 12 étant res-

pectivement supérieure à la largeur des raies de ces compo-

santes spectrales des deux flux lumineux I1 et-I2.

Dans le cas de l'exemple de réalisation d'un capteur

de valeurs de mesure 100, représenté sur la figure 1 et choi-

si pour l'explication de principe de l'invention, les flux

lumineux partiels de sortie I1 et 12 du premier couple de fil-

tres 15 font l'objet d'une séparation spatiale réciproque et il est prévu, dans le capteur de mesure-11, un dispositif

de modulation réalisé par exemple sous la forme d'un diaphra-

gme 17 déplaçable transversalement par rapport à la direction de propagation d'un flux lumineux Il, et à l'aide duquel la puissance lumineuse d'un flux lumineux I1 sortant du couple de filtre 15 peut être modifiée pour fournir des valeurs I1(x) en corrélation avec le décalage du diaphragme 17, tandis que dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 1, la puissance lumineuse de l'autre flux lumineux partiel

2569'001

12 sortant du couple de filtres 15 n'est pas influencée par

le dispositif de modulation 17. Les deux flux lumineux par-

tiels sont à nouveau réunis l'un à l'autre, sous la forme d'une superposition, dans un élément de réunion 16 prévu en tant qu'étage de sortie du capteur de mesure 11 et sont

envoyés en commun à l'appareil d'évaluation 10 par l'intermé-

diaire d'une seconde fibre optique 13.

Dans l'appareil d'évaluation 10 il est prévu un

second couple de filtres 18 relié optiquement par l'inter-

médiaire de la fibre optique 13 à la sortie de l'élément 16 de réunion du rayonnement et qui possède globalement la même caractéristique de transmission que le premier couple de filtres 15 prévu dans le capteur de mesure 11. Le couple

de filtres 18 de l'appareil d'évaluation 10 réalise par con-

séquent à nouveau une séparation des flux lumineux partiels

I1 et I2, qui sont envoyés en commun à l'appareil d'évalua-

tion 10 par l'intermédiaire de la seconde fibre optique 13 et dont les intensités sont détectées par deux détecteurs

19 et 20 associés respectivement à l'un des deux flux lumi-

neux I1 et I2, le signal de sortie d'un décodeur, par exem-

ple du décodeur 19, étant proportionnel à l'intensité Il, mo-

difiée par le dispositif de modulation 17, du flux lumineux

partiel I1 tandis que le signal de sortie de l'autre détec-

teur 20 est proportionnel à l'intensité - inchangée dans le cas de l'exemple d'explication mentionné - de l'autre flux lumineux partiel I 2. Pour une évaluation ultérieure,

il est prévu dans l'appareil d'évaluation un étage électro-

nique 21 qui forme un signal de sortie correspondant au rap-

port R = S1/S2 du niveau des signaux de sortie S1 et S2 du dé-

tecteur et qui peut être affiché à l'aide de l'appareillage de mesure 22. Si le flux lumineux partiel I1 par exemple est modulé dans le capteur de mesure 11 de telle sorte qu'il est affaibli plus ou moins par le diaphragme 17 monté mobile, en étant amené de sa puissance initiale I1 & une puissance Il, l'indication affichée par l'appareillage de mesure 22 est

256900 1

réduite de façon correspondante. Le dispositif à fibres op-

tiques représenté sur la figure 1, constitue par conséquent

un capteur ou enregistreur de valeurs de mesure pour la gran-

deur de mesure x, lorsque cette grandeur de mesure commande la position du diaphragme 17 et que l'appareillage de mesure

22 est étalonné en unités de la grandeur de mesure-x.

Sur la figure 2 on a illustré le procédé du codage spectral, qui réalise une transmission, indépendante des propriétés des fibres optiques 12 et 13 utilisées, pour des signaux optiques caractéristiques de la grandeur de mesure, entre le capteur de mesure 11 et l'appareil d'évaluation 10. La figure 2(a) représente schématiquement la distribution

spectrale de densité de puissance I o() d'une source de lumiè-

re 24 possédant un spectre de base d'émission continue en 7 fonction de la fréquence optique. La largeur de bande du spectre de base, mesurée entre les valeurs de fréquences L/2 et VH/2, pour lesquelles la densité de puissance du spectre de base est égale respectivement à la moitié de la

valeur maximale Io max' est désignée par B>-

En outre, sur la figure 2(b) on a représenté les caractéristiques de transmission spectrales T1(V) et T2(), que doit posséder chacun des deux couples de filtres 15 et 18. Chacune de ces deux caractéristiques de transmission correspond à un spectre de raies, dans lequel il existe un écart typique a Y entre des raies voisines du même filtre

ou 18 et avec une largeur typique de raie. Une carac-

téristique de transmission T1(9) est active pour l'un des flux lumineux partiels Il, tandis que la caractéristique de transmission T2(Y) est active pour l'autre flux lumineux partiel 12. A titre de simplification, on a représenté, sur la figure 2(b), des zones spectrales de transmission des filtres 15 et 18 à des distances spectrales identiques de même "largeur" et de même "hauteur". Bien qu'elles soient avantageuses pour l'efficacité du procédé conforme à l'inven-'

tion, ces égalités ou identités ne doivent pas être satis-

faites de façon stricte sur toute la largeur de bande By.

Au contraire il suffit qu'elles existent approximativement sur des zones partielles assez étendues de la largeur B à mi-valeur du spectre de base, par exemple de telle sorte que le spectre de. T2(V) apparaît avec un décalage égal à environ àV/2, par rapport à T1(>). Ce qui est essentiel c'est surtout que les deux spectres ou les deux caractéristiques de transmission T1(')) et T2(9) soient imbriquées l'une dans l'autre de telle sorte qu'elles se recouvrent aussi peu que possible, et qu'un grand nombre de raies soient situées dans

la largeur de bande By du spectre de base I0(Y).

C'est pourquoi les conditions suivantes sont vala-

bles:

SH -A /2 (1)

LI) <dB (2) Les spectres I1(9) et I2(<) des flux lumineux I1 et 12, qui résultent de ces caractéristiques de filtres et du

spectre de base I0() de la source de lumière 24, sont repré- sentés sur les figures 2(c) et 2(d). Il est visible que, en raison de la

condition (2) et de la variation continue du spectre de base en fonction de l'échelle des fréquences, les deux distribution spectrales Ii(i) et I2(;J) possèdent,

avec une bonne approximation, la même fréquence optique cen-

trale V0 et également la même largeur de bande globale BV, qui sont prédéterminées par le spectre de base I0(V). De ce fait les deux flux lumineux I1 et 12 subissent toujours les mêmes pertes conditionnées par les fibres optiques 12 et 13. Cet avantage peut être obtenu grâce à la conception des

couples de filtres 15 et 18 également même lorsque les per-

tes dans les fibres varient relativement fortement en fonc-

tion de la fréquence optique ', comme par exemple des per-

tes par dispersion, qui augmentent de façon typique propor-

tionnellement à V2. L'intervalle spectral A entre raies doit être choisi suffisamment faible pour que les différences, conditionnées par les pertes, des intensités spectrales pour

les deux raies voisines du point de vue spectral, soit infé-

rieures à la précision d'affichage requise pour le capteur

de valeurs de mesure 100. Ceci est toujours possible en rai-

son de la continuité de tous les spectres réels de pertes.

Le fait que les deux flux partiels I1 et I2, codés du point de vue spectral d'une manière conforme à l'invention,

possèdent pratiquement la même fréquence centrale 90 et la mé-

me largeur de bande B p, a également un effet avantageux dans le cas de la détection de ces flux lumineux, notamment dans le cas o leurs puissances doivent être mesurées avec

le même détecteur, comme cela est approprié dans les procé-

dés d'évaluation à auto-compensation. Pour des valeurs iden-

tiques de)0 et B v pour les deux flux lumineux partiels I1 et 12, les sensibilités du détecteur pour les deux flux lumineux sont en effet identiques, même si toutes les deux elles doivent être des fonctions à variation rapide de la fréquence.

Un autre avantage essentiel du codage prévu confor-

mément à l'invention réside dans le fait qu'une fraction

relativement importante de la puissance lumineuse disponi-

ble dans le spectre de base d'émission de la source de lu-

mière 34 est utilisable. Cette fraction est fournie approxi-

mativement par les caractéristiques spectrales de transmis-

sion T1(V) et T2(9) des couples de filtres 15 et 18, dont

la moyenne est formée sur la largeur de bande B p. Conformé-

ment à la représention des caractéristiques de transmission

des filtres conformément à la figure 2(b), ces valeurs moyen-

nes spectrales possèdent toutes les deux approximativement

la valeur T1 = T = V/i' On admet que les valeurs de trans-

mission maximales des caractéristiques de transmission T1 (V) et T2()) sont proches de la valeur 1. Les valeurs indiquées T

et T2 peuvent être plus élevées, de plusieurs ordres de gran-

deur, que dans les cas o les flux lumineux partiels I1 et I2

sont obtenus simplement par extraction par filtrage respec-

tivement d'une raie individuelle de largeur spectrale.

Enfin un élément particulièrement avantageux réside dans le fait que l'on peut réaliser des filtres 15 et 18 possédant des caractéristiques spectrales de transmission telles que représentées sur la figure 2(b), sous une forme relativement simple à partir de filtres interférentiels,

ce sur quoi on reviendra plus loin de façon plus détaillée.

Pour une explication plus détaillée des conditions se présentant dans la pratique dans le cas du procédé que l'on explique, on considère l'exemple chiffré suivant:

On utilise comme source de lumière une diode à lumi-

nescence à arseniure de gallium possédant le nombre d'ondes

optique moyen ') = 12000 cm 1, ce qui correspond approximati-

vement à une longueur d'onde de 0,83 jm. La largeur de bande

B 2 du spectre d'émission de cette diode à luminescence pos-

-1 sède une valeur typique de 400 cm. Les conditions (1) ou (2) sont satisfaites dans tous les cas de façon sûre lorsque -1 l'on utilise des distances ou écarts entre raies de 40 cm et des largeurs de raie uV de 2 cm 1. Ceci peut être obtenu dans la pratique avec des filtres interférentiels d'ordre m =

300 et de finesse F = 20.

La mise en oeuvre pratique du procédé de codage, dont on donne l'explication, est possible de différentes manières qui vont être explicitées de façon plus détaillée en référence aux capteurs de valeurs de mesure 100 et 100' représentés sur les figures 3 et 4. Pour les capteurs 11, qui peuvent être- réalisés de manière à être identiques pour

les deux capteurs de valeurs de mesure 100 et 100', on sup-

pose ici tout d'abord uniquement qu'ils transmettent avec des intensités différentes les flux lumineux I1 et 12 envoyés et délivrés par l'intermédiaire des fibres optiques 12 et 13, de telle sorte que le rapport T1/T2 représente la valeur instantanée de la grandeur de mesure x. Dans le cas du type d'exécution du procédé conforme à l'invention, illustré par le capteur de valeurs de mesure conformément à la figure

3, ces deux flux lumineux I1 et I2 sont obtenus par subdivi-

sion à partir d'un flux lumineux primaire I d'une source de lumière 14. De ce fait des variations de la puissance de cette source de lumière 14 n'ont aucune influence sur

l'affichage de la valeur de mesure.

* En raison de l'imbrication spectrale intime des

deux flux lumineux I1 et I2, qui sont contenus en tant que com-

posantes spectrales dans le flux lumineux primaire I dans le cas de l'exemple de réalisation conforme à la figure 3, ces deux flux lumineux sont soumis de façon très précise aux mêmes conditions d'accouplement dans la fibre optique aboutissant au capteur de mesure 11, de sorte que ces flux possèdent également les mêmes puissances optiques. Comme cela a déjà été expliqué en liaison à la figure 1, les flux

lumineux I1 et I2, qui sont envoyés en commun depuis le cap-

teur de mesure 11 par l'intermédiaire de la seconde fibre optique 13 jusqu'à l'appareil d'évaluation 10 dans lequel la source de lumière 14 peut être intégrée, sont séparés dans un couple de filtres 18 et sont convertis en signaux

électriques S1 et S2 par deux détecteurs séparés 19 et 20.

Le rapport S1/S2 des signaux du détecteur est égal au rapport

de transmission T1/T2, car les deux flux lumineux sont trans-

mis avec les mêmes puissances dans la fibre 12 et sont soumis partout, endehors du capteur de mesure 11, aux mêmes pertes et ont été également détectés par les détecteurs 19 et 20

possédant les mêmes sensibilités.

Le type de mise en oeuvre du procédé conforme à

l'invention, illustré au moyen du capteur de valeurs de me-

sure 100' conformément à la figure 4, représente dans une

certaine mesure l'inverse du type de procédé expliqué pré-

cédemment, dans la mesure o ici les deux flux lumineux I1 et 12 arrivent avec les mêmes puissances sur un récepteur 35

d'un appareil d'évaluation 10', mais sont injectés par cou-

plage dans la fibre optique partant d'un appareil 14' distri-

buant la lumière jusqu'au capteur de mesure 11, avec diffé-

rentes puissances modifiées conformément à l'inverse du rap-

port de transmission expliqué précédemment. A cet effet il est prévu, dans l'appareil 14' délivrant la lumière, deux sources de lumière 30 et 31 séparées, mais essentiellement

identiques dont les puissances de sortie peuvent être comman-

dées par des éléments électroniques 32 et 33. Un couple de filtres 18, qui fonctionne ici dans une direction inverse de celle du capteur de valeurs de mesure 100 de la figure 3, extrait par filtrage les flux lumineux I1 et 12 possédant des puissances lumineuses ayant des distributions spectrales imbriquées, qui leur sont caractéristiques à partir des flux

lumineux de sortie des sources 30 et 31 et réunit simultané-

ment cesflux lumineux I1 et I2 qui sont injectés par couplage

dans la fibre optique aboutissant au capteur de mesure 11.

L'égalité requise des puissances des flux lumineux I1 et I2 renvoyés par l'intermédiaire de la seconde fibre optique 13 du capteur de mesure 1l jusqu'à l'appareil d'évaluation ', à l'extrémité de sortie par découplage de cette fibre

optique 13, est obtenue par le fait que les sources de lu-

mière 30 et 31 sont branchées et débranchées en alternance par un générateur de cadence 34, les deux flux lumineux I1 et I2 étant reçus par le même détecteur 35 après avoir traversé

l'ensemble du système optique. Dans le cas d'une même puis-

sance des flux lumineux I1 et I2, ce détecteur 35 délivre un signal de sortie constant dans le temps. Dans le cas o

les puissances lumineuses des deux flux lumineux I1 et 12 se-

raient légèrement différentes l'une de l'autre, le détec-

teur 35 produit un signal alternatif qui, après amplifica-

tion et redressement synchrone au moyen d'un amplificateur 36 agissant à la manière d'un redresseur sensible à la phase, est envoyé en tant que signal d'erreur à un régulateur 37 qui agit sur les organes de commande électroniques 32 et

33 de telle sorte que l'égalité requise des puissances lumi-

neuses des deux flux lumineux I1 et I2 se trouve réglée sur la sortie, côté détecteur, de la fibre optique 13. L'action,

expliquée précédemment, des sources de lumière 30 et 31 con-

siste en ce que c'est leur puissance lumineuse de sortie

qui est influencée; mais il est également possible de mo-

difier, pendant l'intervalle de temps d'une période de cadence

du générateur de cadence 34 qui commande les sources de lu-

mière 30 et 31 en les plaçant en alternance dans leurs états

d'émission de lumière, les durées pendant lesquelles respec-

tivement l'une et l'autre source de lumière 30 et 31 fonc-

tionnent respectivement avec une puissance de sortie déter-

minée - en l'espace d'une période de cadence. Dans le cas

de ce type de commande des sources de lumière 30 et 31, l'é-

galité requise des puissances lumineuses ou des intensités

des flux lumineux I1 et I2, lorsqu'ils tombent sur le détec-

teur, est obtenue par conséquent au moyen d'une variation de l'énergie lumineuse émise & l'intérieur d'une période

de cadence par les différentes sources de lumière 30 et 31.

A partir du rapport obtenu des signaux commandant l'intensité ou la durée d'éclairement des sources de lumière 30 et 31,

un étage électronique 21' calcule à nouveau le rapport recher-

ché de transmission T1/T2 et réalise également, éventuellement après pondération avec une fonction d'étalonnage devant être déterminée préalablement, un affichage de valeurs de mesure à l'aide de l'appareil d'affichage 22. On indique également que, dans le cas du procédé expliqué en référence à la figure 4, la détermination de la valeur de la grandeur de mesure est réalisée finalement à partir du rapport des puissances

des flux lumineux I1 et I2 à l'extrémité de sortie par décou-

plage de la fibre optique 13, même si ce rapport possède la valeur 1, après intervention du circuit de régulation expliqué.. L'agencement interne des capteurs ou enregistreurs de valeurs de mesure 100 t 100', telle qu'elle est indiquée seulement schématiquement sur les figures 3 et 4 peut être réalisé essentiellementselon quatre principes différents de construction qui sont illustrés schématiquement d'une manière permettant la comparaison sur les figures 5 à 8, auxquelles

on va se référer du point de vue des détails.

Le capteur de mesure 11 représenté sur la figure correspond à celui déjà représenté sur la figure 1: à partir du flux lumineux I, qui arrive par l'intermédiaire de la fibre optique 12 et dont la composition spectrale est déterminée par la caractéristique d'émission de la source de lumière 14, les deux flux lumineux I1 et 12 sont séparés par un couple de filtres 15, sont modulés par la grandeur de mesure, sont à nouveau réunis dans le dispositif 16 de réunion du rayonnement et sont injectés par couplage dans la fibre optique 13 aboutissant à l'appareil d'évaluation 10. L'essentiel ici est que la modulation agisse différemment sur les deux flux lumineux I1 et I2. Sur la figure ceci est indiqué par un filtre d'amortissement 17, qui peut être déplacé et qui possède une transmission qui est

fonction du lieu, c'est-à-dire qu'il s'agit de ce qu'on ap-

pelle un coin neutre; sinon on pourrait également utiliser

un diaphragme pouvant être déplacé transversalement par rap-

port à la direction de propagation de la lumière ou bien on pourrait utiliser n'importe quel autre procédé connu pour affaiblir une puissance lumineuse. Alors que dans le cas du capteur de mesure 11 de la figure 5, il n'est prévu qu'une modulation, dépendant de la grandeur de mesure, de l'un des flux lumineux Il, il est plus avantageux dans la pratique de moduler également l'autre flux lumineux 12, mais dans le sens opposé de la modulation du flux lumineux Il, c'est-à-dire

de telle sorte qu'une diminution de l'intensité du flux lumi-

neux I1 intervient lors d'un accroissement de l'intensité du flux lumineux I 2. La séparation des deux flux lumineux

Il et I2, qui est nécessaire pour obtenir une telle modula-

tion de ces flux lumineux dans le capteur de mesure 11, est indiquée schématiquement sur la figure 5 et sous la forme

d'une séparation purement spatiale.

Mais il va de soi que l'on peut également utiliser

d'autres types de séparation de deux flux lumineux, par exem-

ple une séparation en rapport avec les directions de propa-

gation des flux lumineux I1 et 12 ou bien en rapport avec des états différents de polarisation de ces flux. Dans les deux derniers cas indiqués, il est avantageusement possible de faire circuler les deux flux lumineux I1 et 12 essentiellement à l'intérieur de la même section transversale spatiale, ce qui garantit une égalité particulièrement bonne de toutes les pertes provoquées par exemple par des bords du diaphragme

ou des réflexions diffuses.

Comme élément 16 de réunion du rayonnement on peut utiliser de nombreux dispositifs connus des spécialistes et qui sont utilisés par ailleurs en tant que dispositifs de division du rayonnement travaillant avec une répartition

des fronts d'ondes ou des amplitudes, par exemple des cou-

pleurs y à fibres optiques, des miroirs semitransparents ou analogues. Dans le cas o des flux lumineux partiels I! et I2, qui doivent être réunis, c'est-à-dire qui doivent être injectés par couplage dans la fibre optique 13, diffèrent

du point de vue de leur polarisation, on peut également uti-

liser un analyseur de polarisation en tant que dispositif 16 de réunion du rayonnement, lorsqu'un tel dispositif permet de transmettre un état de polarisation situé entre les états

de polarisation des flux lumineux I1 et 12.

Dans le cas de la variante, représentée sur la fi-

gure 6, d'un capteur de mesure 11 pouvant être utilisé à

l'intérieur d'un capteur ou enregistreur de valeurs de me-

sure 100 ou 100', du type illustré sur les figures 3 et 4, et à la différence du capteur de mesure de la figure 5, dans

lequel on utilise un dispositif fixe de réunion du rayonne-

ment et un modulateur 17 disposé séparément par rapport à

ce dernier, il est prévu un dispositif 16 de réunion du rayon-

nement commandé par la grandeur de mesure x et qui assume

ici deux fonctions - modulation et réunion du rayonnement.

Selon la valeur de la grandeur de mesure x, le modulateur 16 du capteur de mesure 11 conforme à la figure 6 injecte par couplage un pourcentage plus ou moins important de la

puissance du flux lumineux I1 et une partie, qui en est com-

plémentaire, de la puissance du flux lumineux 12 dans la fi-

bre optique aboutissant à l'appareil d'évaluation 10. Ce type de réunion du rayonnement en combinaison avec des modu- lations en sens opposés des intensités des flux lumineux I et 12 peut être réalisé par exemple au moyen d'une lentille montée mobile ou bien, dans le cas o les flux lumineux I1 et I2 possèdent des polarisations différentes, par un analyseur de polarisation réglable en fonction de la grandeur de mesure x. Sur les figures 7 et 8, on a représenté d'autres formes de réalisation avantageuse de capteurs de mesure 11, qui réalisent les modulations caractéristiques différentes - des variations relatives - nécessaires pour le codage de la grandeur de mesure x, des intensités des flux lumineux partiels I1 et I2. Le capteur de mesure 11 représenté sur la figure 7 est obtenu de façon simple à partir de celui représenté sur la figure 5 par permutation de la succession du couple de filtres 15 et du dispositif 16 de réunion du rayonnement, par rapport à la direction de propagation des

flux lumineux partiels, auquel cas alors l'élément 16 agis-

sant en tant que dispositif de réunion du rayonnement confor-

mément à la figure 5, agit en tant qu'élément de subdivision

du rayonnement (figure 7).

Il en va de même de façon correspondante pour la forme de réalisation, représentée sur la figure 8, d'un autre

capteur de mesure 11 qui est obtenu à partir de celui repré-

senté sur la figure 6, au moyen d'une permutation correspon-

dante des éléments optiques 16 qui se succèdent suivant la direction de propagation des flux lumineux - diviseurs de

rayonnement commandés par la grandeur de mesure - et du cou-

ple de filtres 15, auquel cas ici le couple de filtres 15

agit pour sa part en tant qu'élément de réunion du rayonnement.

Pour obtenir une explication plus précise de procé-

dés utilisables de modulation on va maintenant se reporter

aux détails des figures 9 et 10, sur lesquelles on a repré-

senté schématiquement la manière dont les puissances des deux flux lumineux I1 et 12 peuvent être modulées en des

sens opposés grâce au décalage d'un diaphragme 51.

Conformément à la figure 9 le flux lumineux I, qui arrive par l'intermédiaire de la fibre optique 12, est dirigé par exemple au moyen d'une lentille de collimation 54 sur un couple de filtres 15 qui est constitué par deux filtres

interférentiels 52 et 53 qui sont du type d'un interféromè-

tre de Fabry-Pérot. Ces filtres interférentiels 52 et 53,

qui possèdent respectivement des caractéristiques de transmis-

sion possédant des zones passantes à bande étroite, équidis-

tantes dans l'échelle des fréquences, filtrent les flux lu-

mineux I1 et 12 possédant la structure spectrale en forme de raies à bande étroite,utiliséé conformément à l'invention et qui, dans le cas de l'exemple d'explication conforme à la figure 9, arrivent l'un à côté de l'autre dans deux zones séparées dans l'espace. Le diaphragme 51 occulte ou masque dans les deux flux lumineux I1 et I2, comme cela est visible sur la figure 9, et en fonction de sa position, des zones plus ou moins étendues de la section transversale du flux

lumineux. Dans le cas d'un décalage du diaphragme 51 en fonc-

tion de la grandeur de mesure x transversalement par rapport à la direction de propagation des flux lumineux partiels Il et I2, le pourcentage transmis du flux lumineux I1 augmente, tandis que le pourcentage retransmis du flux lumineux partiel I2 diminue. Il va de soi que la largeur, mesurée dans le

plan du dessin, du diaphragme 51 doit être choisie de ma-

nière à pouvoir être adaptée, et ce de préférence à une valeur égale à la "largeur" mesurée transversalement par rapport à la direction de propagation, des sections transversales des deux flux lumineux partiels I1 et I2. La nouvelle réunion des deux fractions transmises des flux lumineux partiels

I1et I2, auxquels les filtres interférentiels 52 et 53 con-

fèrent des structures spectrales en forme de raies à bande étroite imbriquées entre elles de façon alternée, est obtenue grâce & une lentille convergente 55 qui focalise les deux

flux lumineux partiels I1 et 12 ou leurs fractions, non occul-

tées par le diaphragme 51, sur l'extrémité d'entrée, située du côté du capteur de mesure, de la fibre optique 13 aboutis-

sant à l'appareil d'évaluation 10, et les injecte par coupla-

ge dans cette fibre. Un avantage de cette modulation simul-

tanée, en des sens opposés, des flux lumineux partiels I1 et I2 réside dans le fait que le rapport des puissances I1/I2, qui est utilisé pour l'exploitation, varie en fonction du trajet de déplacement du diaphragme 51, avec une vitesse double de celle obtenue si l'on ne modulait que l'un des deux flux lumineux partiels I. De même dans le cas de la forme de réalisation d'un

capteur de mesure 11, représentée sur la figure 10, on uti-

lise le principe de base, expliqué déjà en référence à la figure 9, d'une modulation de flux lumineux partiels I'1 et

I'2 imbriqués du point de vue spectral, à l'aide d'un diaphra-

gme 51' déplaçable transversalement, auquel cas la composi-

tion spectrale de ces flux lumineux partiels I' et I' est à

1 2

nouveau déterminée par des filtres interférentiels 52' et 53', qui possèdent chacun la constitution caractéristique

d'un interféromètre de Fabry-Pérot.

Lorsque l'on regarde suivant la direction X trans-

versale par rapport à la direction de propagation de la lu-

mière, dans le cas du capteur 11 et conformément à la figure , des filtres 52' d'un type et des filtres interférentiels 53' d'un second type sont disposés côte-à-côte selon une

succession alternée. On obtient donc par conséquent une dis-

position, imbriquée dans l'espace, des filtres interféren-

tiels 52' et 53', les filtres interférentiels 52' possédant respectivement les mêmes caractéristiques de transmission, avec lesquelles se trouve déterminée la composition spectrale du flux lumineux partiel I'1 transmis par ces filtres 52',

tandis que les filtres 53' possèdent pour leur part les mê-

mes caractéristiques de transmission, au moyen desquelles

se trouve déterminée la composition spectrale du flux lumi-

neux partiel I'2, qui possèdent pour leur part la même dis-

tribution "imbriquée" dans l'espace que celle présentent les filtres interférentiels 52' par rapport aux filtres inter- férentiels 53'. Comme dans le cas de l'exemple de réalisation

de la figure 9, de même dans le cas de l'exemple de réalisa-

tion de la figure 10 les filtres interférentiels 52' et 53', dont l'action correspond globalement à un couple de filtres 15, sont disposés entre une lentille convergente 54 et une

lentille convergente 55, qui agit en tant qu'élément de réu-

nion du rayonnement. Le capteur de mesure 11 conforme à la figure 10 présente comme avantage le fait qu'un désajustement possible de la lentille de collimation 54 ne peut provoquer aucune inégalité perturbatrice de l'éclairement des filtres interférentiels 52' et 53', dont l'effet ne devrait pas être

distingué d'une modification de la grandeur de mesure. Lors-

que, comme cela est indiqué schématiquement sur la figure , les filtres partiels 52' et 53' possèdent une structure du type à bandes étroites ou bien sont réalisés avec une

forme de secteurs et sont imbriqués selon une direction azi-

mutale, lorsque l'on regarde suivant la direction de l'axe optique 41 du capteur de mesure 11, de telle manière que toujours un nombre assez important (dans un cas typique pas moins de 5) de filtres partiels 52' ou 53' de chaque sorte

sont éclairés, une influence parasite d'éventuels désajus-

tements est fortement réduite. Un avantage particulier de la disposition imbriquée, expliquée en référence à la figure , des filtres partiels 52' et 53' est le mode plus simple

de fabrication d'un tel ensemble de filtres 52' et 53'.

Lorsque l'on n'utilise que deux filtres interfé-

rentiels 52 et 53, comme cela est visible sur la figure 9, ces filtres doivent être fabriqués de telle sorte que les maxima de transmission d'un filtre 52, qui définissent la position spectrale des raies du flux lumineux Il, coïncident

avec les minima de transmission de l'autre filtre interfé-

rentiel 53, comme cela est représenté sur la figure 2(b).

Afin que ces conditions soient suffisamment bien satisfaites sur l'ensemble de la plage spectrale B., il est nécessaire que les ordres d'interférence des filtres partiels 52 et

53 diffèrent, pour une fréquence optique centraleYJ0, d'un de-

mi-ordre ou bien d'un multiple impair d'un demi-ordre d'inter-

férence. Mais dans le cas de la fabrication séparée de tels filtres partiels 52 et 53, le respect de cette condition exige un contrôle très précis des distances des réflecteurs

des filtres interférentiels 52 et 53.

Contrairement à cela, l'ensemble imbriqué, prévu conformément à la figure 10, des filtres partiels 52' et 53' peut être réalisé de façon simple par le fait que les filtres 52' et 53' sont formés par deux réflecteurs 42 et 43 partiellement transparents, parallèles entre eux, auquel

cas au moins l'un des deux réflecteurs, à savoir le réflec-

teur 43 conformément à la figure 10, fournit une réflexion

de la lumière, dans des zones en forme de bandes, de sa sur-

face réfléchissante, avec une autre phase de réflexion que dans des zones en forme de bandes intercalaires. Ceci peut être obtenu par exemple par le fait qu'avant le dépôt de

la couche réfléchissante semitransparente qui recouvre l'en-

semble de la surface réfléchissante, par exemple du réflec- -

teur 43, on aménage par attaque chimique dans la surface de ce réflecteur portant la couche réfléchissante, des zones en forme de bandes possédant une profondeur égale à / /4 (ou à un multiple impair de cette valeur). \0 désigne la longueur

d'onde correspondant à la fréquence optique centrale V0 con-

formément à la figure 2. Une autre possibilité équivalente à la précédente consiste en ce que, après le dépôt de la couche réfléchissante, on recouvre des zones en forme de

bandes de la surface du réflecteur par une couche transpa-

rente possédant l'épaisseur 0,25 À0/(n-1), n désignant l'indi-

ce de réfraction de cette couche, tandis que le terme (n-

1) prend en compte le retard optique de la lumière dans les

bandes recouvertes d'une couche par rapport aux bandes inter-

calaires non recouvertes par la couche. Ces possibilités indiquées permettent de modifier les phases de réflexion, avec lesquelles la lumière est réfléchie au niveau des diffé- rentes zones respectives en forme de bandes, sont valables

dans le cas o les substrats, qui portent les couches réflé-

chissantes, sont disposes à l'extérieur du volume de réso-

nance du filtre interférentiel de Fabry-Pérot, c'est-à-dire que les couches réfléchissantes sont disposées sur les phases intérieures, tournées l'une vers l'autre des réflecteurs 42 et 43. Des modifications, qui sont nécessaires dans le cas o les couches réfléchissantes sontdisposées sur les faces extérieures, situées à l'opposé l'une de l'autre, d'un support transparent, par exemple un substrat formé d'un verre quartzeux, qui remplit le volume de résonance des différents filtres partiels 52' ou 53', sont considérées comme faisant partie du domaine des connaissances du spécialiste. Dans le cas du capteur de mesure 11 conforme à la figure 10, les filtres partiels 52' sont formés respectivement par les zones 44 en forme de bandes, représentées comme étant en saillie, d'un réflecteur 43 et les zones partielles, disposées en vis-à-vis de ces zones, du réflecteur 42 possédant une couche réfléchissante pleine, tandis que les filtres partiels 53' sont formés par les zones 46 en forme de bandes qui sont disposées en retrait par rapport aux zones 44 en forme de bandes en saillie, et par les zones superficielles, disposées

en vis-à-vis, de la couche réfléchissante plane du réflec-

teur 42. Cet ensemble combiné des filtres partiels 52' du capteur de mesure 11 conforme à la figure 10 correspond, du point de vue de leur action, à celui du filtre 52 de la figure 9. Il en va de même en ce qui concerne la combinaison des filtres partiels 53' conformes à la figure 10 et des

filtres 53 de la figure 9.

De même l'ensemble des flux lumineux partiels I'l, dont la composition spectrale est déterminée par les filtres partiels 52', correspond au flux lumineux partiel I1 et à la totalité des flux lumineux partiels I'2, dont la composition

spectrale est déterminée par le filtre partiel 53', qui cor-

respond au flux lumineux partiel 12, dont la composition spec- trale est déterminée par le filtre 53 du capteur de mesure 11 conformément à la figure 9. Conformément à la structure en forme de bandes du dispositif de filtrage 52', 53' du capteur de mesure 11 conforme à la figure 10, une structure en forme de bandes formant 'grilles munie de plaques 47 et de bandes transparentes 48 alternant les unes par rapport aux autres, est également prévue pour le diaphragme 51' de ce capteur, qui est déplaçable transversalement. Le type de modulation des flux lumineux partiels I'1 et I'2, qui est prévu conformément à la figure 10, convient notamment pour les capteurs de mesure qui détectent de façon primaire un décalage géométrique suivant la direction X. Dans le cas d'une réalisation en forme de secteurs des filtres partiels 52' et 53' et d'unc groupement azimutal de ces filtres autour de l'axe longitudinal central 41 du capteur de mesure 11 et d'une configuration correspondante en forme de secteurs et d'une disposition correspondante des zones opaques et transparente du diaphragme 51', et du montage rotatif de

ce diaphragme autour de l'axe longitudinal 41, on peut détec-

ter un angle de rotation avec un tel capteur de mesure. De

façon connue, de tels capteurs de mesure peuvent être égale-

ment utilisés par la détection d'autres grandeurs de mesure physiques: si par exemple, dans le cas du capteur de mesure 11 de la figure 10, le décalage transversal du diaphragme

51' s'effectue à l'encontre de la force de rappel d'un res-

sort linéaire, il convient d'utiliser le capteur de mesure

11 de la figure 10 en tant que capteur de mesure de force.

Si le mouvement de rotation d'un diaphragme réalisé en forme de secteur est réalisé dans un capteur de mesure comportant des filtres interférentiels réalisés en forme de secteurs, à l'encontre de la force de rappel d'un ressort de tension, un tel détecteur convenant principalement pour la détection

d'un angle de rotation peut ttre utilisé en tant que détec-

teur de couple.

On peut réaliser de façon correspondante de nombreux

détecteurs pour d'autres grandeurs, telles que la températu-

re, la pression, un champ électrique ou un champ magnétique, grâce a l'utilisation de corps à dilatation, de membranes ou de corps piézoélectriques ou magnétostrictifs, qui sont

tels que les déplacements du diaphragme peuvent être comman-

dés par la déformation, proportionnelle à la grandeur de

mesure, de ces corps.

Dans le cas du capteur de mesure 11 représenté sur la figure 11 aux détails de laquelle on va maintenant se référer, un couple de filtres 15', qui correspond du point de vue du fonctionnement aux couples de filtres 15 expliqués précédemment et comportant les filtres partiels 52 et 53 ou 52' et 53', est réalisé à l'aide d'un seul élément de construction qui est constitué sous la forme d'un filtre

interférentiel à la manière d'un interféromètre de Fabry-

Pérot. Ce filtre interférentiel 15' est disposé, tout comme le couple de filtres interférentiels 15, 52, 53, conformément

à la figure 9 et comme l'ensemble combiné de filtres inter-

férentiels 52', 53' de la figure 10 entre une lentille con-

vergente 54 et une lentille convergente 55. Les réflecteurs partiellement transparents 63 et 64, qui limitent l'espace du résonateur 62, possèdent des surfaces réfléchissantes planes 66 et 67. L'espace du résonateur, qui s'étend entre ces surfaces réfléchissantes 66 et 67, est rempli par un

corps en forme de plaque constitué par un matériau biréfrin-

gent transparent. L'épaisseur du corps biréfringent, qui détermine la distance des surfaces réfléchissantes 66 et-=

67 lorsque l'on regarde suivant la direction 41 de propaga-

tion de la lumière, est choisie de manière que pour deux états réciproquement orthogonaux de polarisation d'un flux lumineux traversant le corps biréfringent 68, il existe, dans l'un des états de polarisation de ce corps, un retard égal à environ un quart de la longueur d'onde par rapport

à l'autre des deux états de polarisation. Le corps biréfrin-

gent dimensionné de cette manière constitue alors ce qu'on appelle une plaque quart-d'onde. Il s'ensuit que ce corps

68 et les couches réfléchissantes 66 et 67 disposées à l'ex-

térieur forment un filtre interférentiel dont les caractéris-

tiques de transmission diffèrent précisément d'un demi-ordre pour deux états orthogonaux de polarisation, comme cela est

représenté sur la figure 2(b). Il va de soi qu'on peut éga-

lement utiliser, à la place d'un corps biréfringent 68, qui réalise un retard d'un quart de la longueur d'onde entre

deux états orthogonaux de polarisation, un corps biréfrin-

gent 68 qui réalise un retard qui correspond à un multiple

impair du quart de la longueur d'onde.

La combinaison ainsi expliquée de deux filtres in-

terférentiels de Fabry-Pérot pour former un filtre unique possédant des états propres orthogonaux de polarisation peut être obtenue tout aussi bien avec une biréfringence linéaire qu'avec une biréfringence circulaire du corps biréfringent 68, qui remplit l'espace 62 du résonateur, auquel cas les états propres correspondent à ces polarisations. Le cas, particulièrement simple dans la pratique, d'états propres polarisés linéairement peut être également obtenu sans aucune utilisation de matériaux biréfringents, par le fait qu'au

moins l'un des réflecteurs 63 et/ou 64 du filtre interféren-

tiel 15' est agencé de telle sorte que la phase de réflexion

dépend de la polarisation dans le cas d'une incidence perpen-

diculaire de la lumière. Ceci est possible par exemple lors-

que l'on dépose sur un réflecteur un réseau de traits en relief diélectriques ou métalliques, dont la période est inférieure à la longueur d'onde de lumière utilisée pour la transmission de la valeur de mesure. La profondeur de modulation et la période de tels réseaux formés de traits doivent être choisies de telle sorte que la différence des

phases de réflexion pour la lumière, qui est polarisée paral-

lèlement ou perpendiculairement aux traits du réseau,

soient égales globalement à 180 , afin de garantir un déca-

lage, d'un demi-ordre drinterférence, des caractéristiques

de transmission actives pour les deux états de polarisation.

Si les deux réflecteurs 63 et 64 du filtre interférentiel ' sont munis de tels réoeaux formés de traits, on peut disposer ces derniers de manière que chacun des deux réseaux ]C formés de traits contribue par exemple pour 90 à fournir

la différence entre les phases de réflexion.

Dans l'explication qui va suivre du type de la modulation pouvant être exécutée à l'aide du capteur de mesure 11 de la figure 11, on suppose que le filtre interférentiel 15' possède deux états propres de polarisation linéaire, dont les directions d'oscillation sont orientées parallèlement et perpendiculairement au plan du dessin. Par conséquent les flux lumineux partiels I1 et I2, qui partent de ce filtre

', sont polarisés linéairement et parallèlement à ces direc-

tions, mais ne sont pas séparés dans l'espace et au con-

traire se propagent dans la même zone spatiale et dans la même direction. Pour réaliser la modulation - en des sens opposés - de ces flux lumineux partiels I1 et 12, il est prévu un analyseur linéaire de polarisation 60, qui est disposé

* entre le filtre interférentiel 15' et la lentille conver-

gente 55 du capteur de mesure 11. Si ce polariseur est réglé à un azimut " par rapport au plan de référence, il ne laisse passer que les fractions cos2 o ou sinz " des deux flux lumineux partiels I1 et I2 et codent par conséquent

sa position angulaire azimutale au moyen du rapport des puis-

sances de ces flux lumineux. Le capteur de mesure représenté sur la figure 11 convient par conséquent en particulier pour une mesure d'angle utilisant des fibres optiques. La mesure de nombreuses autres grandeurs physiques peut être réalisée, comme cela a déjà été indiqué, au moyen d'une combinaison avec des éléments convertisseurs sensibles à la grandeur

de mesure.

Le capteur de mesure représenté sur la figure 12, aux détails de laquelle on va maintenant se référer, convient notamment pour la mesure de forces. Il diffère du capteur de mesure de la figure 11 essentiellement par le fait qu'entre le filtre interférentiel 15' et l'analyseur 60 se trouve disposé un élément photo-élastique 61 qui est biréfringent par suite de l'action d'une force possédant une direction définie. La direction d'action de la force et la disposition de cet élément photo-élastique 61 sont choisies de façon appropriée de manière que les axes principaux de biréfringence sous l'action de la force possèdent des azimuts de + 45 ,

l'analyseur restant réglé fixe de façon appropriée sur l'azi-

mut < = 0. Lorsque le corps élasto-optique 61 ne présente aucune biréfringence dans le cas o aucune force ne lui est

appliquée, il n'influe pas sur les deux flux lumineux pola-

risés orthogonalement, et il s'ensuit que le flux lumineux partiel I1 peut traverser sans affaiblissement l'analyseur

60, tandis que l'autre flux lumineux partiel 12 est bloqué.

Si une force P agit suivant la direction de la flèche 69

sur le corps élasto-optique 61, les deux flux lumineux par-

tiels I1 et 12 sont de ce fait soumis de plus en plus à une polarisation elliptique avec pour conséquence le fait que l'analyseur 60 affaiblit de façon croissante le flux lumineux partiel Il, mais laisse passer de plus en plus l'autre flux lumineux partiel I2. Si la force atteint une valeur telle que le retard produit dans le corps élasto-optique 61 atteint

la valeur T, le flux lumineux partiel I1 est totalement blo-

qué et le flux lumineux partiel 12 est totalement transmis.Le

capteur de mesure 11 de la figure 12 est par conséquent appro-

prié pour réaliser le codage d'une force P avec le rapport des puissances de flux lumineux partiels I1 et 12 possédant

des polarisations différentes.

Dans le cas des autres types, décrits précédemment en référence aux figures 3 et 4, de capteurs ou enregistreurs de valeurs de mesure 100 ou 100', dans lesquels, selon le but d'utilisation de tels capteurs de valeurs de mesure,

on peut utiliser les capteurs de mesure 11 expliqués en réfé-

rence aux figures 5-12, on fait fonctionner ces capteurs de mesure à la transmission, ce qui entraîne dans la pratique qu'il faut prévoir une première fibre optique 12, au moyen

de laquelle les flux lumineux de sortie d'une source de lu-

mière 14 ou d'un appareil 18, 30, 31 délivrant la lumière peuvent être envoyés au capteur de mesure 11, ainsi qu'une seconde fibre optique 13, par l'intermédiaire de laquelle

des flux lumineux partiels I1 et 12 possédant des composi-

tions spectrales différentes définies, dont le rapport des intensités I1 et 12 contient l'information sur la valeur de mesure, peuvent être envoyés à un étage d'évaluation 10 ou 10' prévu pour l'évaluation de cette information sous

la forme d'unités de la grandeur de mesure.

A titre de variantes de tels capteurs ou enregis-

treurs de valeurs de mesure 100 et 100', on peut également des capteurs de valeurs de mesure 110 et 110' en tant que dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé conforme à

l'invention et dont la constitution fondamentale est repré-

sentée sur les figures 11 et 13, aux détails desquelles on va se référer expressément, et qui possèdent des capteurs de mesure 111 pouvant fonctionner selon le mode de réflexion

et qui peuvent être réalisés de manière à présenter les confi-

gurations et propriétés de fonctionnement pouvant être tirées des figures 15-20, aux détails desquelles on se reportera également.

Dans la mesure o l'on utilise sur les figures 13-

des références qui sont identiques aux références utili-

sées sur les figures 1-12, on se reportera également simul-

tanément, afin d'éviter des répétitions, aux parties de la

description qui sont associées aux éléments désignés par

les mêmes références sur les figures 1-12, si bien que la

description des capteurs de valeurs de mesure 110 ou 110'

représentés sur les figures 13 et 14 ainsi que des capteurs

de mesure représentés sur les figures 15-20 peut être limi-

tée essentiellement aux caractéristiques de fonctionnement des dispositifs représentés et à une comparaison de ces dis- positifs avec les dispositifs décrits précédemment, d'un fonctionnement analogue. A la différence des capteurs ou enregistreurs de valeurs de mesure 100 ou 110' représentés sur les figures 3 et 4 et qui comportent, entre la source de lumière 14 ou l'appareil 18, 31, 32 délivrant la lumière d'une part et le capteur de mesure respectif 11 d'autre parts une interface d'injection par couplage telle que celle que peut constituer par exemple l'extrémité, située du côté du capteur de mesure, de la première fibre optique 12, et dans

lesquels entre le capteur de mesure respectif 11 et l'appa-

reil d'évaluation 10 ou 10' il est prévu une autre interface

optique désignée en tant qu'interface de sortie par décou-

plage telle que celle pouvant constituer par exemple l'extré-

mité, qui est éloignée du capteur de mesure respectif,de la seconde fibre optique 13 conduisant du capteur de mesure

11 à l'appareil d'évaluation 10 ou 10', dans le cas des cap-

teurs ou enregistreurs de valeurs de-mesure 110 ou 110' repré-

sentés sur les figures 13 et 14, il est prévu, entre la source de lumière 14 conforme à la figure 13 ou l'appareil 18, 30, 31 délivrant la lumière conforme à la figure 14 et le capteur

de mesure respectif 111 d'une part, et entre ce dernier l'ap-

pareil d'évaluation 10 ou 10' d'autre part, respectivement

une seule interface optique commune d'injection par cou-

plage/d'extraction par découplage, qui est formée ici par l'extrémité 103, qui est éloignée du capteur de mesure 111 respectif réalisé sous la forme d'une unité de réflexion,

d'une fibre optique unique 112, par l'intermédiaire de laquel-

le aussi bien la lumière peut être injectée par couplage dans le capteur de mesure respectif 111, et les flux lumineux partiels I1 et 12 modulés en intensité et réfléchis par ce capteur peuvent être extraits par découplage en direction

de l'appareil d'évaluation 10 ou 10'.

Pour réaliser la "séparation" optique de telles

interfaces incidentes d'injection par couplage et d'extrac-

tion par découplage, il est prévu dans le dispositif connu en soi, un miroir semitransparent 23 qu'un flux lumineux

primaire I sortant de la source de lumière traverse - partiel-

lement - dans le cas de la figure 13 et peut être injecté par couplage dans la fibre optique 112, et a l'aide duquel des flux lumineux partiels I1 et I2, qui arrivent depuis les capteurs de mesure 111 'sur l'extrémité de la fibre 113 et avec le rapport des intensités desquels la formation de la valeur de mesure est connue, peuvent être renvoyés, au

moyen de ce miroir, en direction de l'appareil d'évalua-

tion 10.

Dans le cas de l'exemple de réalisation de la figure 14, des flux lumineux partiels imbriqués du point de vue spectral et partant de l'appareil 18, 30, 31 délivrant la

lumière sont réfléchis par le miroir partiellement transpa-

rent 23 en direction de l'extrémité 113 de la fibre, direc-

tement voisine de ce miroir, et sont injectés par couplage

dans la fibre optique 112, tandis que les flux lumineux par-

tiels I1 et I2, qui partent du capteur de mesure respectif

111 et au moyen du rapport des intensités desquels l'in-

formation de la valeur de mesure est codée, traversent le miroir partiellement transparent 23 et peuvent tomber sur

le détecteur 35 de l'appareil d'évaluation 10'.

Par conséquent, indépendamment de configurations particulières des unités à réflexion constituant les capteurs de mesure' respectifs 111, les différences de construction des capteurs ou enregistreurs de valeurs de mesure 110 et ' des figures 13 et 14 par rapport aux capteursde valeurs

de mesure 100 cu 100' des figures 3 et 4 ayant un fonction-

nement analogue ont été indiquées. En particulier les appareils d'évaluation 10 ou 10', qui sont prévus dans les capteurs

de valeurs de mesure 110 et 110', possèdent la même consti-

tution que ceux décrits en référence aux figures 3 et 4.

Les explications supplémentaires peuvent par consé-

quent être limitées aux configurations spéciales de capteurs de mesure 111 du type représenté de façon détaillée sur les

figures 15-20.

Dans le cas du capteur de mesure 111 représenté sur la figure 15, un couple de filtres désigné globalement

- par la référence 15 sert aussi bien pour réaliser la subdivi-

sion spectrale d'un flux lumineux primaire I envoyé par exem-

ple par la source de lumière 14 en les deux flux lumineux partiels I et 12 imbriqués du point de vue spectral que pour leur réunion ultérieure, après que ces flux lumineux partiels I1 et 12 aient été réfléchis sur euxmêmes, au niveau

de réflecteurs 114 et 116, qui Ieur sont associés indivi-

duellement, et après qu'au moins l'un des deux flux lumineux

partiels, par exemple le flux lumineux partiel Il, ait été sou-

mis à une modulation, correspondant à la grandeur de mesure x, de son intensité par exemple au moyen d'un coin neutre 17 d'un diaphragme. Le capteur de mesure 111 possède une constitution et un fonctionnement qui sont dans une large mesure analogues à ceux du capteur de mesure 11 représenté

sur la figure 13.

Le capteur de mesure 11 représenté sur la figure 16 est comparable du point de vue de sa constitution et de son fonctionnement aux capteurs de mesure 11 représentés

sur les figures 6 ou 8, pour le fonctionnement à la trans-

mission.

Un dispositif de modulation 16 commande, en fonc-

tion de la grandeur de mesure x, la subdivision d'un flux

lumineux primaire I en des flux lumineux partiels I' et I".

Ces derniers traversent respectivement deux fois, c'est-

à-dire une fois dans la direction aller, une fois dans la direction retour, un couple de filtres de transmisson 12, dont la branche commune 117, dans laquelle les flux lumineux I1 et I2 se propagent avec des compositions imbriquées du point de vue spectral, est fermée au moyen d'un réflecteur 118. Les flux lumineux "supérieur " I et "inférieur "I2, qui sont renvoyés au modulateur 16 conformément & la figure

16, possèdent alors alternativement les composition spectra-

les définies par les filtres individuels du couple de filtres

et imbriquées réciproquement dans l'échelle des fréquences.

Dans le modulateur 16, ces flux lumineux I1 et I2 sont à nou-

veau réunis entre eux conformément au rapport de division

de ce modulateur et sont injectés par couplage dans la fi-

bre optique 112.

Le capteur de mesure 111 représenté sur la figure 17 correspond du point de vue constructionet fonctionnement d'une manière extrêmement large au capteur de mesure conforme à la figure 16, auquel cas il est prévu assurément, à la différence de ce capteur, non pas un couple de filtres 15

comportant une branche commune 117, mais des filtres indi-

viduels 119 et 121 qui confèrent aux flux partiels I1 et I2 renvoyés en direction du modulateur 16, lesdites compositions spectrales imbriquées, ces filtres individuels 119 étant

fermés individuellement par un réflecteur 114' ou 116' inté-

gré dans le filtre respectif.

Sur la figure 18, on a représenté une configuration spéciale d'un capteur de mesure 111, dont la constitution

de base correspond au principe de construction et de fonc-

tionnement illustré sur la figure 17.

Un flux lumineux primaire I, injecté par couplage depuis la fibre optique 112 dans le capteur de mesure 111 conformément à la figure 18 est collimaté au moyen d'une lentille 54. Un diaphragme perforé 122 à fentes ou à trous,

qui est déplaçable transversalement par rapport à l'axe op-

tique 41 du capteur de mesure 111 en fonction de la grandeur

de mesure x, réalise, en fonction de cette grandeur de me-

sure x, une variation, en des sens opposés, des intensités des zones "supérieure" et "inférieure", conformément à la figure 18, de la section transversale des flux lumineux se propageant. A chacune de ces zones partielles est associé un filtre à réflexion 119 ou 121 qui réfléchit sur lui-même le flux lumineux incident. Dans le cas de l'exemple de réalisation particulier représenté, les filtres à réflexion 119 et 121 sont réalisés sous la forme de réflecteurs de Bragg d'ordre élevé. Un tel réflecteur est constitué par un nombre assez important (au moins cinq, mais éventuellement 20 et plus)deréflecteurs partiels 123 ou 124 réalisant une faible réflexion et qui sont disposés l'un derrière l'autre à des distances identiques dl ou d2, suivant la direction de propagation de la lumière incidente. Si la distance entre ces réflecteurs, par exemple les réflecteurs 123, possède la valeur d1 et que l'indice de réfraction du milieu entre ces réflecteurs 123 possède la valeur ni, l'écart X) entre des maximas de réflexion voisins du point de vue spectral, est égal (voir figure 2) à

A ') _ 1

2nld1

tMétant exprimé en nombres d'ondes (cm 1). L'imbrication spec-

trale requise des flux lumineux partiels I1 et I2 réfléchis par les filtres à réflexion 119 et 121 est obtenue par le fait que - pour les mêmes valeurs des indices de réfraction des milieux disposés entre les réflecteurs 123 et 124 des

filtres à réflexion 119 et 121 - des distances d1 des réflec-

teurs partiels 123 d'un filtre à réflexion 119 possèdent

des valeurs différentes des distances d2 des réflecteurs par-

tiels 124 de l'autre filtre à réflexion.

Il va de soi qu'il est également possible d'obtenir les caractéristiques de réflexion différentes désirées des deux filtres à réflexion 119 et 121 par le fait que, pour

des distances d1 et d2 identiques des réflecteurs, les indi-

ces de réfraction n1 et n2 des milieux disposés entre les

réflecteurs 123 et 124 sont différents.

De même dans le cas du capteur de mesure 111 repré--

senté sur la figure 19 et agissant en tant qu'unité à ré-

flexion, un flux lumineux primaire I extrait par découplage hors de la fibre optique 112 est converti au moyen d'une lentille de collimation 54 en un faisceau parallèle qui est réfléchi sur lui-même au moyen d'un filtre à réflexion 126

réalisé sous la forme d'un réflecteur de Bragg. Les réflec-

teurs partiels 127 de ce filtre à réflexion sont constitués en un matériau présentant une biréfringence, de sorte que la lumière possédant une polarisation linéaire parallèlement et perpendiculairement au plan du dessin "voit" des indices

différents de réfraction et que par conséquent les flux lumi-

neux partiels I1 et 12 qui sont caractérisés par des états de polarisation différents et sont réfléchis par le filtre

à réflexion 126, possèdent les compositions spectrales néces-

saires imbriquées dans l'échelle des fréquences. Entre le filtre à réflexion 126 et la lentille de collimation 54 se trouve disposé un polariseur pouvant tourner autour de l'axe

central 41 en fonction de la grandeur de mesure et qui déter-

mine le rapport de transmission des composantes transmises

possédant des polarisations différentes, la position azimu-

tale de ce polariseur 128 étant variable proportionnellement

à la grandeur de mesure x.

Le capteur de mesure 111 possède un fonctionnement analogue à celui du capteur de mesure 11 représenté sur la

figure 11 et mettant en oeuvre une polarisation optique.

Le capteur de mesure 111 représenté sur la figure

se différencie de celui représenté sur la figurel9 unique-

ment par le fait que le polariseur 128 possède une position,

de réglage azimutale prédéterminée (par exemple 45 par rap-

port au plan du dessin) et qu'entre le polariseur 128 et le filtre à réflexion réalisé à nouveau sous la forme d'un réflecteur de Bragg se trouve disposé un corps élasto-optique

129 qui réalise une biréfringence proportionnelle à la gran-

deur de mesure et effectue de ce fait une modulation de la

polarisation de la lumière transmise par le polariseur 128.

Il va de soi que pour l'orientation prédéterminée du pola-

riseur 128, les axes optiques du filtre à réflexion 126 doi-

vent être également inclinés à 45 par rapport au plan du dessin. Le capteur de mesure 111 de la figure 20 possède un fonctionnement analogue à celui de la figure 12 et convient notamment pour la détection d'une pression qui agit sur le

corps élasto-optique 129.

Il reste & mentionner que les variantes des procédés et ]C d dispositifs décrits peuvent être combinéesetmodifiées et éventuellement perfectionnées d'une quelconque manière par

un spécialiste. Par exemple les variantes expliquées en réfé-

rence aux figures 9-12 pour le filtrage dans le capteur de mesure peuvent être utilisées directement pour réaliser le filtrage dans l'appareil d'évaluation lorsque l'on utilise, à la place des diaphragmes, des éléments disposés de façon appropriée et déviant le rayonnement, comme par exemple des miroirs ou des prismes, ou bien lorsque l'on utilise, à la place des analyseurs de polarisation 60 dans le capteur de mesure, conformément aux figures 11 et 12, des prismes de Wollaston ou d'autres polariseurs fournissant deux rayonne-

ments de sortie. Au lieu des deux filtres interférentiels simples considérés à titre d'exemple, il peut être en outre

approprié, en vue de supprimer une diaphonie parasite possi-

ble entre les flux lumineux partiels Il et I2, de brancher en

série deux ou un plus grand nombre de tels filtres interfé-

rentiels ou bien d'utiliser des filtres interférentiels mqui

possèdent deux ou un plus grand nombre de volumes de réso-

nance accouplés par l'intermédiaire de couches réfléchissan-

tes partiellement transparentes. De telles combinaisons de filtres possèdent des maxima relativement plus larges de

transmission et des minima relativement plus bas de trans-

mission.

Claims (33)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour transmettre, par fibres cptiques et avec codage spectral, la valeur d'une grandeur de mesure physique variable depuis un capteur de mesure (11; 111) répondant à la grandeur de mesure, à un appareil d'évaluation tion (10) qui produit, en tant que signaux utiles, des signaux d'affichage caractéristiques pour la grandeur de mesure ou des signaux de sortie convenant pour subir un traitement

ultérieur, et selon lequel la puissance lumineuse d'un pre-

mier flux lumineux, qui est soumis, au moyen du capteur de mesure, à une modulation de puissance en rapport, selon une liaison monotone, avec des variations de la grandeur de mesure, et la puissance lumineuse d'un second flux lumineux utilisé en tant que flux lumineux de référence fait l'objet d'une comparaison pouvant être exécutée au moyen de l'appareil d'évaluation, et, à partir de là, le signal utile mentionné est produit sous la forme d'un signal caractéristique du rapport des intensités des deux flux lumineux, les deux flux

lumineux étant envoyés au moyen d'un dispositif à fibre: op-

tique.depuis le capteur de mesure à l'appareil d'évaluation -,

caractérisé en ce que les deux flux lumineux I1 et 12 sont in-

jectés par couplage dans l'appareil d' évaluation (10),

par l'intermédiaire d'une fibre optique (13; 112) consti-

tuant le trajet de la lumière depuis le capteur de mesure (11; 111) jusqu'à l'appareil d'évaluation - (10), que les deux flux lumineux partiels I1 et I2 sont en outre produits

avec des puissances lumineuses dont les distributions spectra-

les possèdent des structures différentes, qui sont respective-

ment en forme de raies à bande étroite, de telle sorte qu'une raie d'un flux lumineux est située, du point de vue spectral,entre deux raies de l'autre flux lumineux et que l'on obtient par conséquent une imbrication spectrale des deux flux lumineux I1 et I2, la distance spectrale d'une raie d'un flux lumineux respectif par rapport à une raie, voisine du point de vue spectral, de l'autre flux lumineux respectif étant supérieure à la largeur cd rieS decscomposantes spectrales des deux flux lumineux partiels, et que les puissances des flux lumineux I et 12, imbriqués entre eux du point de vue spectral, sont mesuréesséparément l'unede l'autre du point de vue spectral, en rapport avec la comparaison des puissances réalisées dans appareil d'évaluation (10), au moyen de dispositifs de

filtrage (15, 18; 15'; 119, 121; 126) réglésde façon sé-

lective sur les distributions spectrales spécifiques des

deux flux lumineux.

3.0

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des flux lumineux inclut un nombre pair de

raies spectrales et que l'autre flux lumineux inclut un nom-

bre impair de raies spectrales, qui contribuent de façon notable à fournir la puissance totale de ces flux lumineux, une raie spectrale respective de l'un des flux lumineux étant située du point de vue spectral entre deux raies de l'autre

flux lumineux.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que les deux flux lumineux proviennent de la même source de lumière (14), que ces flux lumineux sont séparés dans l'appareil d' évaluation (10) par des filtres spectraux (18) et sont envoyés à deux détecteurs (19 et 20) et que la valeur de la grandeur de mesure est déterminée à partir du rapport des signaux de sortie des

deux détecteurs (19 et 20).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que les deux flux lumineux I1 et 12 sont produits au moyen de sources respectives de lumière (30 et 31), prévues dans un appareil délivrant la lumière, et au moyen de filtres, associés individuellement aux sources de lumière, d'un couple de filtres (18) et sont injectés par

couplage dans un trajet de lumière formé par une fibre opti-

que ( 13; 112) et reliant optiquement l'appareil délivrant la lumière (18, 30, 31) au capteur de mesure (11; 111), que ces deux sources de lumière (30 et 31) sont branchées et débranchées en alternance selon une succession périodique, que les flux lumineux, qui sont envoyés par l'intermédiaire de la fibre optique (13; 112) depuis le capteur de mesure (11; 111) à l'appareil d'évaluation (10), sont envoyés à un récepteur (35) synchronisé sur la cadence des commutateurs des sources de lumière et dont le signal de sortie est par conséquent un signal alternatif périodique possédant cette

cadence, lorsque les flux lumineux partiels I1 et I2, qui sor-

tent du capteur de mesure (11; 111), possèdent des puissan-

ces différentes, qu'un signal de sortie à tension alternative du récepteur (35) produit un signal d'erreur pour réaliser la commande d'un régulateur (37) qui délivre des signaux de réglage à l'aide desquels les puissances de sortie des

deux sources de lumière (30 et 31) sont réglées par asservis-

sement de telle sorte que les puissances des flux lumineux de sortie du capteur de mesure (11; 111) sont réglées à une différence minimale, et que les signaux de réglage, qui sont une mesure du rapport d'intensité des flux lumineux émis par les sources de lumière (30 et 31), sont évalués

en unités de la grandeur de mesure.

5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et qui pro-

duit un signal caractéristique de la grandeur de mesure à partir d'une comparaison des puissances de deux flux lumineux de sortie d'un capteur de mesure, qui exécute une modulation de puissance, caractéristique pour la grandeur de mesure, d'au moins l'un des deux flux lumineux partiels, ces, flux lumineux de sortie I1 et 12 du capteur de mesure possédant des distributions d'intensité se présentant sous la forme de raies à large bande, imbriquées du point de vue spectral et qui sont obtenues au moyen d'une répartition spectrale d'un flux lumineux primaire émis par une source de lumière unique de telle sorte qu'en permanence une raie de l'un des flux lumineux est située, du point de vue spectral, entre deux raies de l'autre flux lumineux, et dans lequel les deux flux lumineux partiels sont e. oyes par l'intermédiaire d'une

fibre optique à une unité d'évaluation prévue pour la compa-

raison des puissance, caractérisé en ce que le capteur de mesure (11; 111) comporte un premier couple de filtres (15; 15'; 119, 121; 126, 128), qui réalise la répartition spec- trale de la puissance lumineuse de la source de lumière (14) entre les flux lumineux partiels pouvant être comparés entre eux et imbriqués du point de vue spectral, et que dans le cadre de l'appareil d'évaluation (10) il est prévu un second couple de filtres (18) qui, en fonction de la composition spectrale des deux flux lumineux de sortie I1 et I2 du capteur de mesure (11; 111), réalise la répartition spatiale de ces flux et leur envoi séparé à des détecteurs (19 et 20)

prévus chacun pour l'un des flux lumineux (I1 et I2).

6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé

selon la revendication 4, qui produit un signal caractéris-

tique de la grandeur de mesure à partir d'une comparaison des puissances des deux flux lumineux de sortie d'un capteur

de mesure, qui réalise une modulation de puissance, carac-

téristique pour la grandeur de mesure, d'au moins l'un des deux flux lumineux, ces flux lumineux de sortie du capteur

de mesure possédant des distributions d'intensité se présen-

tant sous la forme de raies à bande étroite, imbriquées du point de vue spectral et qui sont obtenues par filtrage des flux lumineux de sortie de deux sources de lumière de telle sorte qu'une raie de l'un des flux lumineux est toujours située, du point de vue spectral, entre deux raies de l'autre

flux lumineux, et dans lequel les deux flux lumineux de sor-

tie du capteur de mesure sont envoyés par l'intermédiaire d'une fibre optique à un appareil d'évaluation prévu pour la comparaison des puissances, caractérisé en ce que les deux

flux lumineux, qui sont définis du point de vue de leur com-

position spectrale par un premier couple de filtres (18) disposé entre les sources de lumière (30 et 31) et qui sont soumis à la modulation caractéristique pour la grandeur de mesure dans le capteur de mesure (11; 111), sont soumis séparément à la modulation au moyen d'un second couple de filtres (15; 15'; 119, 121; 126, 128), qui est prévu dans le cadre du capteur de mesure (11; 111) et qui possède la même caractéristique de filtrage que le premier couple de filtres (18), et peuvent être injectés par couplage dans les fibres (13; 112) reliant optiquement le capteur de mesure (11; 111) de l'appareil d'évaluation (10), que, pour produire les signaux caractéristiques des puissances des flux lumineux de sortie du capteur de mesure (11; 111), il est prévu un détecteur (35) accouplé optiquement à la sortie de la fibre (13; 112, 113), que les sources de lumière (30 et 31) peuvent

être branchées et débranchées en alternance en étant comman-

dées par l'intermédiaire d'un générateur de cadence (34), et qu'il est prévu un étage électronique (36) synchronisé au moyen du générateur de cadence (34) et recevant les signaux de sortie du détecteur (35) et fonctionne à la manière d'un redresseur sensible à la phase et dont le signal de sortie peut commander un régulateur (37) qui commande les puissances lumineuses de sortie des deux sources de lumière (30 et 31) de manière à obtenir une différence d'intensité minimum entre les flux lumineux de sortie I1 et 12 du capteur de mesure (11;

111), reçus par le détecteur (35).

7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou

6, caractérisé en ce que le couple de filtres (15) forme un étage d'entrée d'un capteur de mesure (11) qui sépare le flux lumineux d'entrée en les deux flux lumineux partiels I1et 12, dont l'un au moins peut être soumis à la modulation, que l'étage de sortie de ce capteur de mesure (11) est formé

par un dispositif (16) de réunion du rayonnement, qui injec-

te par couplage les deux flux lumineux partiels dans une fibre optique aboutisssant à l'appareil d'évaluation (10),

et qu'un dispositif de modulation (17), qui module la puis-

sance d'au moins l'un des deux flux lumineux partiels (I1 et/ ou 12) en fonction de la grandeur de mesure, est disposé, -9

dans la direction de propagation de ces flux lu-

mineux partiels, entre le couple de filtres (15) et le dispo-

sitif (16) de réunion du rayonnement.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de modulation module les deux fais-

ceaux lumineux de manière à réaliser des variations de l'in-

tensité en sens inverse.

9. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou

6, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme étage d'entrée du capteur de mesure (11), un diviseur de rayonnement (11) qui subdivise l'un des flux lumineux arrivant en deux flux

lumineux partiels, qu'il est prévu, en tant qu'étage de sor-

tie de ce capteur de mesure (11) un couple de filtres (15) qui définit la composition spectrale des deux flux lumineux partiels retransmis à l'appareil d'évaiuation (10) et est en outre réalisé sous la forme d'un dispositif de réunion

du rayonnement, qui injecte par couplage les deux flux lumi-

neux dans la fibre optique (13) aboutissant à l'appareil d'évaluation.

10. Dispositif selon la revendication 9, caracté-

risé en ce qu'un dispositif de modulation (17), qui influe

sur la puissance d'au moins l'un des deux flux lumineux par-

tiels en fonction de la grandeur de mesure, est disposé entre l'étage d'entrée (16) et l'étage de sortie (15) du capteur

de mesure (11).

11. Dispositif selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que le dispositif de modulation (16) modifie le rapport de division avec lequel la puissance lumineuse du

flux lumineux arrivant est répartie entre les deux flux lu-

mineux partiels.

12. Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 11, caractérisé en ce qu'au moins l'un des couples de filtres (15, 18) est constitué par deux filtres interférentiels (52 et 53) fonctionnant à la transmission et dont les caractéristiques spectrales de transmission diffèrent l'une de l'autre, approximativement d'un multiple impair d'un demi-ordre d'interférence, pour une fréquence

optique centrale des flux lumineux.

13. Dispositif selon la revendication 12, caracté-

risé en ce que les deux filtres interférentiels (52' et 53')

sont formés par au moins deux réflecteurs (42 et 43) partiel-

lement transparents, parallèles l'un à l'autre, et qu'envi-

ron la moitié de la zone, située à l'intérieur de la section transversale du flux lumineux, de la surface réfléchissante de l'un des réflecteurs (43) réalise une réflexion avec une phase de réflexion qui diffère, d'un multiple impair de T,/2, de la phase de réflexion avec laquelle l'autre moitié de la surface réfléchissante de ce réflecteur (43) exécute

sa réflexion.

14. Dispositif selon la revendication 13, caracté-

risé en ce qu'une modification des phases de réflexion du

réflecteur (43) est obtenue grâce à l'application d'une cou-

che mince diélectrique sur l'une des deux zones partielles

du réflecteur (43).

15. Dispositif selon l'une des revendications 13

ou 14, caractérisé en ce qu'un dispositif de modulation,

prévu pour réaliser la modulation de puissance des flux lu-

mineux, est réalisé sous la forme d'un masque mobile (51; 51') qui masque plus ou moins des fractions, dépendant de la valeur de la grandeur de mesure, des zones de la section

du flux lumineux, qui -sont imputables aux flux lumineux par-

tiels I1 et I2.

16. Dispositif selon la revendication 15, caracté-

risé en ce que la surface réfléchissante de l'un des réflec-

teurs (43), qui réalise une réflexion par zones avec des phases différentes de réflexion, est subdivisée en des bandes de même largeur qui réfléchissent la lumière incidente avec des phases de réflexion différentes, et que le dispositif

de modulation englobe un masque formé de bandes (51'),dépla-

çable transversalement par rapport à la direction longitu-

dinale des bandes et dont la structure déterminée par des zones alternativement transparentes et opaques, correspond à celle de la structure à bandes du réflecteur (43), qui

réalise une réflexion avec une phase différente de réflexion.

17. Dispositif selon la revendication 12, caracté-

risé en ce qu'il est prévu, comme coupJe de filtres inter-

férentiels, un filtre interférentiel (15')dont l'effet dpendde la polarisation et possède pour la lumière se trouvant dans un premier état défini de polarisation, une caractéristique spectrale de transmission de filtre interférentiel et possède

également, pour la lumière se trouvant dans l'état de pola-

risation orthogonale par rapport au premier état de polari-

sation indiqué, une caractéristique de filtre interférentiel qui est décalée, par rapport à la première caractéristique

de transmission indiquée, d'un multiple impair d'un demi-

ordre d'interférence.

18. Dispositif selon la revendication 17, caracté-

risé en ce que les deux étets propres de polarisation du filtre interférentiel (15'),dît l'effet cdar de la polarisation,

sont les deux états orthogonaux de la polarisation linéaire.

19. Dispositif selon l'une des revendications 17

ou 18, caractérisé en ce que Je oc3umre de résonance (62) du filtre interférentiel (15'),dcnt l'effdetcéprdcsla polarisation, contient un milieu biréfringent (68), dont le retard de phase

pour les deux flux lumineux possédant des polarisations ortho-

gonales est égal, dans le cas d'un transfert simple de la lumière (transmission) à travers le volume de résonance,

approximativement à un multiple impair d'un quart d'une lon-

gueur d'onde lumineuse moyenne.

20. Dispositif selon l'une des revendications 17

ou 18, caractérisé en ce que, pour au moins l'un des réflec-

teurs (63 et/ou 64) du filtre interférentiel (15'),dmnt l'effetdépad de la polarisation, la phase avec laquelle s'effectue la

réflexion sur ce filtre dépend de la polarisation, la diffé-

rence de phase, qui est obtenue globalement dans le cas de la réflexion de deux flux lumineux polarisés octogonalement

sur les surfaces réfléchissantes (66 et 67) du filtre inter-

férentiel (15'), correspondant à un multiple impair de7/2.

21. Dispositif selon la revendication 20, caracté-

risé en ce que le réflecteur possédant une phase dépendant de la polarisation contient un réseau de traits en relief agissant en tant que réseau de phase et dont la constante est inférieure à la longueur d'onde de la lumière utilisée

pour la transmission de la valeur de mesure.

22. Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 17 à 21, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme

dispositif de modulation qui influe sur les deux flux lumi-

neux I1 et I2, utilisés pour la transmission, selon une re-

lation monotone avec la grandeur de mesure, un polariseur

(60) dont l'état caractéristique de polarisation est modi-

fiable en fonction de la grandeur de mesure.

23. Dispositif selon la revendication 22, caracté-

risé en ce que le polariseur (60) est un polariseur linéaire

dont l'orientation azimutale peut être commandée par la gran-

deur de mesure.

24. Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 17 à 23, caractérisé en ce que le dispositif de modu-

lation comporte un polariseur (60) et un élément biréfrin-

gent (71), dont la biréfringence peut être influencée par

la grandeur de mesure.

25. Dispositif selon l'une des revendications 5

ou 6, caractérisé en ce que le capteur de mesure (111) est réalisé sous la forme d'une unité à réflexion, qui possède, pour l'injection par couplage de la lumière pouvant être soumise à la modulation et pour l'extraction par découplage des flux lumineux I et 12 envoyés à l'appareil d'évaluation (10), une interface optique commune d'injection par couplage/

extraction par découplage (113) qui est formée par l'extré-

mité, distante du capteur de mesure (111), d'une fibre opti-

que (112) par l'intermédiaire de laquelle une lumière peut être injectée par couplage dans le capteur de mesure (111) et peut être à nouveau envoyée, dans le sens inverse, depuis

le capteur de mesure à l'appareil d'évaluation (10), et. qu'en-

tre cette interface (113) et l'appareil délivrant la lumière ou l'appareil d'évaluation (10) se trouve disposé un miroir partiellement transparent (23), au moyen duquel une partie

des flux lumineux I1 et 12 transmis en retour par la fibre op-

tique (112) peut être renvoyée en direction d'un dispositif

de détection de l'appareil d'évaluation (10).

26. Dispositif selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que les capteurs de mesure (111) comportent, comme étage d'entrée et étage de sortie, un couple de filtres (15), qui réalisent une séparation spatiale des deux flux lumineux I1 et 12 pouvant être soumis individuellement ou en commun a une modulation dépendant de la grandeur de mesure, et qu'il

est prévu au moins un réflecteur qui renvoie ces flux lumi-

neux sur eux-mêmes en direction du couple de filtres (15),

et que le dispositif de modulation (17) est disposé, lors-

qu'on considère la direction de propagation des flux lumineux

Il et I2, entre le couple de filtres (15) et le réflecteur.

27. Dispositif selon la revendication 25, caracté-

risé en ce qu'il est prévu, comme étage d'entrée et étage

de sortie du capteur de mesure (111), un diviseur de rayonne-

ment (16) qui subdivise un flux lumineux arrivant, selon un rapport de division déterminé par la grandeur de mesure, en deux flux lumineux qui sont envoyés par l'intermédiaire

d'un couple de filtres (15) définissant la composition spec-

trale des flux lumineux renvoyés en direction de l'interface, à au moins un réflecteur (118) qui réfléchit en retour sur

elle-même la lumière qui tombe sur ce réflecteur.

28. Dispositif selon la revendication 25, caracté-

risé en ce qu'il est prévu en tant qu'étage d'entrée et éta-

ge de sortie du capteur (111) un diviseur de rayonnement (16) qui subdivise un faisceau lumineux arrivant, dans un rapport de division déterminé par la grandeur de mesure,

25690'01

en deux faisceaux lumineux et que ces deux faisceaux lumi-

neux sont envoyés à des filtres à réflexion respectifs (119 et 121), qui définissent la subdivision spectrale en les flux lumineux I1 et I2 réfléchis en direction de l'interface

(113).

29. Dispositif selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que les filtres à réflexion (29) sont constitués

chacun par une suite considérée suivant la direction de pro-

pagation de la lumière incidente, de réflecteurs (123, 124)

partiellement transparents équidistants et s'étendant per-

pendiculairement à la direction de propagation, les distances

optiques dans les deux suites de réflecteurs étant différen-

tes et étant choisies de telle sorte que l'ordre d'interfé-

rence de la lumière réfléchie dans l'un des filtres à réfle-

xion (119) diffère de celui obtenu dans l'autre filtre à réflexion (121), approximativement d'un multiple impair d'un

demi-ordre d'interférence.

30. Dispositif selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que le capteur de mesure (111) contient un filtre à réflexion (126) dépendant de la polarisation et qui possède

pour deux états orthogonaux de polarisation, des caractéris-

tiques respectives spécifiques de réflexion en forme de raies, de telle sorte que les distributions d'intensité spectrales des flux lumineux, réfléchis avec l'un respectif desdits états de polarisation, possèdent des structures en forme de raies imbriquées du point de vue spectral et qu'entre ce filtre à réflexion (126) et l'interface (113) se trouve disposé un polariseur (128) qui, en fonction de la grandeur

de mesure, est transparent pour différents états de polari-

sation du flux lumineux transmis en direction de l'interface

(113).

31. Dispositif selon la revendication 30, carac-

térisé en ce que le filtre à réflexion (126) dépendant de la polarisation est réalisé sous la forme d'une suite de

couches biréfringentes équidistantes et réalisant une réfle-

xion partielle.

32. Dispositif selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que le capteur de mesure (111) contient un filtre a réflexion (126)dontl'effetdépenddejapolarisation et qui possède, pour deux états orthogonaux de polarisation, des caractéris- tiques respectives de réflexion spécifiques en forme de raies de telle sorte que les distributions d'intensité spectrales des flux lumineux réfléchis avec l'un respectif desdits états de polarisation, possèdent des structures en forme de raies, imbriquées du point de vue spectral, qu'un polariseur (128) est disposé entre ce filtre (126) et l'interface (113), et qu'entre ce polariseur (128) et le filtre à réflexion (126) se trouve disposé un corps (129) transparent pour la lumière

utile et qui réalise une biréfringence variant avec la gran-

deur de mesure.

33. Dispositif selon la revendication 32, caracté-

risé en ce que le corps transparent (129) est constitué par un matériau élasto-optique, auquel l'application d'une force

exercée transversalement par rapport à la direction de propa-

gation de la lumière et variant avec la grandeur de mesure, permet de conférer une biréfringence variant en fonction

de cette force.