FR2576423A1 - OPTICAL DETECTOR AND OPTICAL DETECTION METHOD - Google Patents
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Abstract
DETECTEUR OPTIQUE CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND UNE FIBRE OPTIQUE RAYONNANTE ET AU MOINS UN CAPTEUR PHOTOSENSIBLE DISPOSE DE FACON A CAPTER LA LUMIERE EMISE PAR LA FIBRE SUR SA LONGUEUR PENDANT L'UTILISATION DU DETECTEUR, LA SORTIE DU CAPTEUR PHOTOSENSIBLE ETANT MODIFIEE EN CAS D'INTERPOSITION D'UN OBJET, DONT ON DESIRE DETECTER LA PRESENCE, ENTRE LA FIBRE ET CE CAPTEUR PHOTOSENSIBLE.OPTICAL DETECTOR CHARACTERIZED IN THAT IT INCLUDES A RADIANT OPTICAL FIBER AND AT LEAST ONE PHOTOSENSITIVE SENSOR PROVIDED TO CAPTURE THE LIGHT EMITTED BY THE FIBER OVER ITS LENGTH DURING THE USE OF THE DETECTOR, THE OUTPUT OF THE PHOTOSENSITIVE SENSOR BEING DIFFERENT 'INTERPOSITION OF AN OBJECT, WHOSE PRESENCE WE DESIRE TO DETECT, BETWEEN THE FIBER AND THIS PHOTOSENSITIVE SENSOR.
Description
La présente invention concerne les détecteurs optiques et vise enThe present invention relates to optical detectors and aims at
particulier les détecteurs utilisant des fibres optiques. especially detectors using optical fibers.
Selon un premier aspect de la présente invention, il est proposé un détecteur optique comprenant une fibre optique rayonnante et au moins un capteur photosensible disposé de façon à capter la lumière émise par la According to a first aspect of the present invention, an optical detector is proposed comprising a radiating optical fiber and at least one photosensitive sensor arranged so as to capture the light emitted by the
fibre sur sa longueur pendant l'utilisation du détecteur, la sortie du cap- fiber along its length during the use of the detector, the cap output
teur photosensible étant modifiée en cas d'interposition d'un objet, dont photosensitive tor being modified in the event of the interposition of an object, of which
on désire détecter la présence, entre la fibre et ce capteur photosensible. we want to detect the presence between the fiber and this photosensitive sensor.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un procédé pour détecter la présence d'un objet, consistant à émettre de la lumière par la longueur d'une fibre optique rayonnante, et à capter la According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting the presence of an object, comprising emitting light along the length of a radiating optical fiber, and picking up the
lumière émise, l'amplitude de la lumière captée étant réduite par la pré- light emitted, the amplitude of the light received being reduced by the pre-
sence de l'objet entre la fibre et les moyens permettant de capter la lumière. Les fibres optiques sont, en général, conçues de façon à éviter, ou à réduire, l'émission d'énergie par leurs âmes. Les détecteurs optiques conventionnels utilisant de telles fibres fonctionnent de différentes sence of the object between the fiber and the means making it possible to capture the light. Optical fibers are, in general, designed to avoid, or reduce, the emission of energy by their souls. Conventional optical detectors using such fibers operate in different ways
manières et utilisent les propriétés suivantes de la fibre: la transpa- ways and use the following properties of the fiber: the transpa-
rence, l'émission par son extrémité, la vitesse de propagation finie, la rence, the emission by its end, the finite propagation speed, the
sensibilité à des paramètres extérieurs (par exemplela pression, la tem- sensitivity to external parameters (e.g. pressure, temperature,
pérature, le champ magnétique) en relation avec les changements de phases, les variations d'amplitude, les variations de polarisation, la frangibilité temperature, magnetic field) in relation to phase changes, amplitude variations, polarization variations, frangibility
et la flexibilité.and flexibility.
Une fibre optique qui émet de l'énergie par sa longueur, plutôt An optical fiber that emits energy by its length, rather
que de la transmettre, peut également etre utilisée dans un détecteur op- than transmitting it, can also be used in an op-
tique. Dans ce but, on utilise une fibre rayonnante, ou à fuite, qui émet de la lumière dans son environnement et des capteurs éloignés de la fibre tick. For this purpose, we use a radiating or leaking fiber which emits light in its environment and sensors distant from the fiber.
et répartis le long de cette dernière pour capter le signal émis. and distributed along the latter to receive the transmitted signal.
Dans le cas o un tel détecteur est utilisé comme détecteur de fumée, toute fumée interposée sur le trajet de transmission entre la fibre In the case where such a detector is used as a smoke detector, any smoke interposed on the transmission path between the fiber
et un capteur produit une chute du courant de sortie du capteur photosen- and a sensor produces a drop in the output current of the photosensitive sensor
sible qui est utilisée pour déclencher une alarme. Dans ce but, les cap- which is used to trigger an alarm. To this end, the cap-
teurs sont reliés électriquement à un circuit d'alarme. They are electrically connected to an alarm circuit.
Dans le cas-o un tel détecteur optique est utilisé pour détec- In the case where such an optical detector is used to detect
ter un intrus, ce dernier bloquera de façon similaire, le trajet de trans- ter an intruder, the latter will similarly block the trans-
mission entre la fibre et les capteurs et provoquera le déclenchement d'une alarme. Dans de tels dispositifs d'alarme, la fibre et les capteurs sont mission between the fiber and the sensors and will trigger an alarm. In such alarm devices, fiber and sensors are
disposés de manière appropriée les uns par rapport aux autres et compte- appropriately arranged with respect to each other and account
tenu de l'environnement de façon à s'assurer que l'alarme est effectivement déclenchée par la présence éventuelle de l'agent de blocage approprié et que, dans le cas d'un dispositif d'alarme de présence d'un intrus, il ne soit pas possible de déterminer un trajet "sûr" à travers le réseau de capteurs. kept in the environment so as to ensure that the alarm is effectively triggered by the possible presence of the appropriate blocking agent and that, in the case of an intruder alarm device, it it is not possible to determine a "safe" path through the sensor network.
Les capteurs peuvent être constitués par des diodes photo- The sensors can be constituted by photo diodes.
électriques ou par des réseaux de diodes que leur faible taille permet de electric or by diode networks that their small size allows
dissimuler facilement.easily conceal.
On notera que ces dispositifs d'alarme ne sont pas susceptibles d'être déclenchés par des signaux électriques trompeurs et qu'une rupture Note that these alarm devices are not likely to be triggered by misleading electrical signals and that a break
de la fibre provoquerait la mise en marche de l'alarme plutôt que son arrêt. fiber would cause the alarm to start rather than stop.
Puisque les différents gaz absorbent le rayonnement optique à des longueurs d'ondes variées, le principe de base de l'utilisation d'une fibre Since different gases absorb optical radiation at various wavelengths, the basic principle of using a fiber
optique rayonnante peut être étendu à la détection de polluants atmosphéri- radiant optics can be extended to detect atmospheric pollutants
ques spécifiques. Il faut pour celà utiliser une source d'énergie lumineuse, specific. To do this, a light energy source must be used,
qui est envoyée dans la fibre, de longueurs d'ondes-choisies, et des cap- which is sent in the fiber, of wavelengths-selected, and of the cap-
teurs photosensibles correspondants. Une telle application peut être étendue pour réaliser un spectromxtre. Dans ce but une fibre optique rayonnante est agencée de façon à traverser une chambre d'analyse dans laquelle un gaz inconnu peut être introduit. Des capteurs photosensibles sont disposés de façon à capter le signal émis par la fibre et leurs sorties respectives sont reliées à des circuits qui fournissent une indication de la chute de courant photoélectrique lorsque des gaz sont introduits et ainsi une détection de corresponding photosensitive agents. Such an application can be extended to produce a spectromxtron. For this purpose, a radiating optical fiber is arranged so as to pass through an analysis chamber into which an unknown gas can be introduced. Photosensitive sensors are arranged to pick up the signal emitted by the fiber and their respective outputs are connected to circuits which provide an indication of the drop in photoelectric current when gases are introduced and thus a detection of
leur présence. Afin de pouvoir détecter la présence de plusieurs gaz diffé- their presence. In order to be able to detect the presence of several different gases
rents avec le même dispositif, des capteurs sensibles à différentes longueurs d'ondes sont nécessaires et la fibre optique doit être capable d'émettre et de transmettre les différentes longueurs d'ondes, ou bien être constituée rents with the same device, sensors sensitive to different wavelengths are necessary and the optical fiber must be capable of transmitting and transmitting the different wavelengths, or else be made up
de plusieurs fibres optiques émettant chacune une longueur d'onde spécifi- of several optical fibers each emitting a specific wavelength
que. La fibre optique rayonnante peut être de différents types. Elle peut être une fibre à mode unique fonctionnant à une valeur V inférieure à 1,5 et dans ce cas 50 Z de l'énergie passe par la gaine. La fibre peut than. The radiating optical fiber can be of different types. It can be a single mode fiber operating at a value V less than 1.5 and in this case 50 Z of the energy passes through the sheath. Fiber can
également être concue de façon à posséder-des propriétés de mode de rayon- also be designed to have - radius mode properties -
nement déterminées, ce qui est par exemple le cas des fibres fortement determined, which is for example the case of fibers
applaties.applatates.
Il est également possible d'utiliser l'effet RAMAN dans les fi- It is also possible to use the RAMAN effect in the fi
brs, auquel cas la radiation émise diffère de la longueur d'onde transmise dont elle est décalée du premier décalage STOKES. Dans ce cas, la fibre doit pouvoir transmettre par son âme un signal de longueur d'onde supérieure à la longueur d'onde de coupure mais en dessous de la longueur d'onde de brs, in which case the radiation emitted differs from the transmitted wavelength from which it is offset by the first STOKES offset. In this case, the fiber must be able to transmit by its core a signal of wavelength greater than the cut-off wavelength but below the wavelength of
coupure du matériau de l'âme pour la longueur d'onde de RAMAN décalée. cutting of the material of the core for the wavelength of RAMAN shifted.
Par exemple, pour une fibre à mode unique à saut d'indice ayant une âme de 5,1 pm de diamètre (An = 5x10) fonctionnant à 1,3 um, une valeur V de 1,5 et avec une séparation de 60nm de la longueur d'onde du signal et du signal de pompage, la variation de l'énergie émise (en excluant la diffusion, l'absorption, etc.), pour le premier décalage de STOKES, sera For example, for a single-mode index-hopping fiber having a core of 5.1 μm in diameter (An = 5 × 10) operating at 1.3 μm, a V value of 1.5 and with a separation of 60 nm of the wavelength of the signal and of the pumping signal, the variation of the emitted energy (excluding diffusion, absorption, etc.), for the first shift of STOKES, will be
de 5 %, cette énergie étant émise dans l'espace libre. by 5%, this energy being emitted in free space.
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- 1986-01-08 FR FR8600156A patent/FR2576423A1/en not_active Withdrawn
- 1986-01-09 JP JP147286A patent/JPS61210916A/en active Pending
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GB2169398A (en) | 1986-07-09 |
GB2169398B (en) | 1988-04-13 |
JPS61210916A (en) | 1986-09-19 |
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