FR2604801A1 - Dispositif de modulation de la phase et de l'etat de polarisation d'une onde electromagnetique polarisee se propageant dans une fibre optique, et appareil de mesure d'une grandeur physique incorporant ce dispositif - Google Patents
Dispositif de modulation de la phase et de l'etat de polarisation d'une onde electromagnetique polarisee se propageant dans une fibre optique, et appareil de mesure d'une grandeur physique incorporant ce dispositif Download PDFInfo
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Abstract
POUR MODULER LA PHASE ET L'ETAT DE POLARISATION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE SE PROPAGEANT DANS UNE FIBRE OPTIQUE 10, IL EST PROPOSE DE COLLER CELLE-CI DANS UNE FENTE 14 MENAGEE SUR UN BLOC 12 DANS LEQUEL ON ENGENDRE DES ONDES ACOUSTIQUES SE PROPAGEANT SELON UNE DIRECTION Z ORTHOGONALE A LA DIRECTION D'ORIENTATION Y DE LA FIBRE, PAR EXEMPLE PAR EFFET PIEZOELECTRIQUE, LA FREQUENCE DE CES ONDES CORRESPONDANT A UNE FREQUENCE DE RESONANCE MECANIQUE DU BLOC 12. LA FENTE 14 EST SITUEE AU VOISINAGE D'UN VENTRE DE CONTRAINTE DES ONDES ACOUSTIQUES.
Description
DISPOSITIF DE MODULATION DE LA PHASE ET DE L'ETAT DE
POLARISATION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIGUE POLARISEE SE
PROPAGEANT DANS UNE FIBRE OPTIQUE, ET APPAREIL DE MESURE
D'UNE GRANDEUR PHYSIQUE INCORPORANT CE DISPOSITIF
DESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif pour moduler La
phase et l'état de polarisation d'une onde electromagnetique
polarisée se propageant dans une fibre optique, ainsi qu'un
appareil de mesure d'une grandeur physique incorporant cedispositif.
POLARISATION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIGUE POLARISEE SE
PROPAGEANT DANS UNE FIBRE OPTIQUE, ET APPAREIL DE MESURE
D'UNE GRANDEUR PHYSIQUE INCORPORANT CE DISPOSITIF
DESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif pour moduler La
phase et l'état de polarisation d'une onde electromagnetique
polarisée se propageant dans une fibre optique, ainsi qu'un
appareil de mesure d'une grandeur physique incorporant cedispositif.
La mesure des grandeurs physiques (température, pression, contrainte, accélération, courant électrique, débit...)
fait appel, de plus en plus, à des capteurs de hautes performances. On leur demande non seulement d'être sensibles mais également d'avoir une grande fiabilité, un encombrement réduit et d'être insensibles aux perturbations dues à l'environnement. Il est très vite apparu que les capteurs à fibre optique pouvaient satisfaire à ces diverses exigences. Aussi, depuis une dizaine d'années, assiste-t-on à un déveLoppement considérable des études de ce type de capteurs.
fait appel, de plus en plus, à des capteurs de hautes performances. On leur demande non seulement d'être sensibles mais également d'avoir une grande fiabilité, un encombrement réduit et d'être insensibles aux perturbations dues à l'environnement. Il est très vite apparu que les capteurs à fibre optique pouvaient satisfaire à ces diverses exigences. Aussi, depuis une dizaine d'années, assiste-t-on à un déveLoppement considérable des études de ce type de capteurs.
Lorsque la grandeur à mesurer est une grandeur périodique, les techniques interférométriques (par exemple, interféromètre de type Mach-Zehnder à fibres optiques) ont permis de concevoir des capteurs à fibre d'excellente sensibilité (ainsi les hydrophones à fibre) dépassant même les performances des meilleurs capteurs conventionnels actuels.
En revanche, lorsque la grandeur à mesurer n'est pas périodique, l'emploi des fibres, méme dans des dispositifs interférentiels ou polarimétriques, n'a pas permis, en général, d'atteindre une très bonne sensibilité, sauf en utilisant conjointement aux fibres les techniques de modulation.
Les premières mesures en lumière modulée ont fait appel à des modulateurs conventionnels. Ces modulateurs permettent
d'obtenir soit une modulation d'amplitude, soit une modulation de
phase, soit une modulation de l'état de polarisation de la
lumière. Au dispositif de mesure à fibre on adjoignait donc un
modulateur extérieur, par exemple un modulateur électro-optique
ou un modulateur elasto-optique (photo-élastique) dont les
dimensions étaient très supérieures à celles de la fibre. Aussi,
a-t-on rapidement cherché à réaliser des modulateurs "tout fibre"
de façon à les renddre compatibles de par leur dimension avec les
fibres utilisées et à supprimer-tous les problèmes de connexion
optique entre les divers composants du capteur : la même fibre
servant de modulateur, de guide et de capteur proprement dit.
d'obtenir soit une modulation d'amplitude, soit une modulation de
phase, soit une modulation de l'état de polarisation de la
lumière. Au dispositif de mesure à fibre on adjoignait donc un
modulateur extérieur, par exemple un modulateur électro-optique
ou un modulateur elasto-optique (photo-élastique) dont les
dimensions étaient très supérieures à celles de la fibre. Aussi,
a-t-on rapidement cherché à réaliser des modulateurs "tout fibre"
de façon à les renddre compatibles de par leur dimension avec les
fibres utilisées et à supprimer-tous les problèmes de connexion
optique entre les divers composants du capteur : la même fibre
servant de modulateur, de guide et de capteur proprement dit.
Dans le domaine de la modulation de phase, de nombreux
dispositifs ont été proposés. Un grand nombre d'entre eux
utilisent l'allongement périodique d'une fibre enroulée sur une
céramique piézoélectrique annulaire (voir l'article de D.A.
dispositifs ont été proposés. Un grand nombre d'entre eux
utilisent l'allongement périodique d'une fibre enroulée sur une
céramique piézoélectrique annulaire (voir l'article de D.A.
JACKSON et al. "Elimination of drift in a single-mode opticat
fiber interferometer using a piezoelectrically stretched coi lez
fiber", Appplied Optics, vol.19, pages 2926 et suivantes, 1980) ou collée sur une plaquette de matériau piézoélectrique (voir
l'article de A.V. KUKHTA et al. "Optical-fiber modulators",
Instrum. and Exp. Tech. USA, vol.27, pt2, pages 974 et suivantes, 1984), la céramique piézoélectrique étant soumise à une tension électrique alternative. D'autres emploient par exemple une compression uniforme de la fibre placée dans une gaine piézoélectrique (voir l'article de K.NOSU et al. "Acousto-optic phase modulator for single mode fibres11, Electronics letters, vol.19, pages 605 et suivantes, 1983) ou prise en sandwich entre des matériaux magnétostrictifs (voir l'article de F.R. TROWBRIDGE et al. "Metallic-glass fiber-optic phase modulators", Optics letters, vol.6, pages 636 et suivantes, 1981).
fiber interferometer using a piezoelectrically stretched coi lez
fiber", Appplied Optics, vol.19, pages 2926 et suivantes, 1980) ou collée sur une plaquette de matériau piézoélectrique (voir
l'article de A.V. KUKHTA et al. "Optical-fiber modulators",
Instrum. and Exp. Tech. USA, vol.27, pt2, pages 974 et suivantes, 1984), la céramique piézoélectrique étant soumise à une tension électrique alternative. D'autres emploient par exemple une compression uniforme de la fibre placée dans une gaine piézoélectrique (voir l'article de K.NOSU et al. "Acousto-optic phase modulator for single mode fibres11, Electronics letters, vol.19, pages 605 et suivantes, 1983) ou prise en sandwich entre des matériaux magnétostrictifs (voir l'article de F.R. TROWBRIDGE et al. "Metallic-glass fiber-optic phase modulators", Optics letters, vol.6, pages 636 et suivantes, 1981).
Dans le domaine de la modulation de l'état de polarisation, il y a par contre relativement peu de travaux et encore conduisent-ils très souvent à des solutions mécaniquement complexes, peu fiables et ne permettant pas toujours d'obtenir un taux de modulation important. L'un de ces dispositifs, décrit par
A. SInON et al. dans l'article "Evolution of polarization along a
single-mode fiber", Applied Physics Letters, vol.31, pages 517 et
suivantes, 1977) repose sur l'utilisation d'un champ électrique
(effet Kerr dans la fibre) ou d'un champ magnétique (effet
FARADAY) qui modifient l'état de polarisation de la lumiere se propageant dans La fibre.
A. SInON et al. dans l'article "Evolution of polarization along a
single-mode fiber", Applied Physics Letters, vol.31, pages 517 et
suivantes, 1977) repose sur l'utilisation d'un champ électrique
(effet Kerr dans la fibre) ou d'un champ magnétique (effet
FARADAY) qui modifient l'état de polarisation de la lumiere se propageant dans La fibre.
D'autres dispositifs pour moduler l'état de polarisation utilisent L'effet photoélastique dans la fibre. En effet, lorsqu'on comprime la fibre de manière uniaxiale, celle-ci devient biréfringente, ses axes de biréfringence étant parallèle et perpendiculaire à la direction de contrainte ; aussi, toute
Lumière polarisée qui se propage dans la fibre voit-elle sa polarisation modifiée en fonction de l'état de contrainte de la
fibre. Si la contrainte est périodique, la modification de La polarisation de La lumière sera également périodique ; on aura réalisé un modulateur. C'est ce principe qui est utilisé dans les dispositifs connus qui vont maintenant être décrits.
Lumière polarisée qui se propage dans la fibre voit-elle sa polarisation modifiée en fonction de l'état de contrainte de la
fibre. Si la contrainte est périodique, la modification de La polarisation de La lumière sera également périodique ; on aura réalisé un modulateur. C'est ce principe qui est utilisé dans les dispositifs connus qui vont maintenant être décrits.
Dans leur article "Elasto-optic polarization measurement in optical fiber, Optics Letters, vol.6, pages 16 et suivantes, 1981, N. CHINONE et al. proposent de contraindre périodiquement la fibre à l'aide de deux plaques enserrant la fibre et reliées à deux hauts-parleurs. R.P. de PAULA et al.
("Review of all-fiber phase and polarization modulators", SPIE, vont.478, pages 3 et suivantes, 1984) d'une part, et A.V. KUKHTA et al. dans leur article précédemment cité, d'autre part, contraignent la fibre en la prenant en sandwich entre deux céramiques piézoélectriques. Enfin, la demande de brevet allemand 3 338 053 enseigne de contraindre la fibre insérée dans un matériau piézoélectrique. Tous ces dispositifs sont destinés à moduler l'état de polarisation de la lumière dans des fibres à faible biréfringence.
Pour moduler l'état de polarisation de la lumière dans les fibres haute biréfringence, dans leur article "Single-mode fiber-optical polarization rotator, Applied Optics, vol.18, pages 1857 et suivantes 1979, R. ULRICH et al. proposent un système
légèrement différent puisqu'il ne s'agit plus de contraindre la
fibre mais de lui appliquer une torsion en divers points bien
répartis sur sa longueur. En revanche, dans leur article "Active polarization coupler for birefringent fiber", Optics Letters vol.9, pages 249 et suivantes, 1984, J.L. BROOKS et al. réalisent
un sandwich avec une céramique piézoélectrique qui appuie sur la
fibre par l'intermédiaire d'un peigne de pas égal à la longueur de battement de la fibre. Les dispositifs proposés par KINO et al. dans L'article "Acoustic modulators for optical fibers",
Revue Phys.Appl., vol.20, pages 333 et suivantes, 1985
conduisent au même résultat, mais la compression de la fibre n'est plus assurée par une céramique, mais à l'aide d'une onde acoustique de surface produite dans de la silice par une céramique piézoélectrique.
légèrement différent puisqu'il ne s'agit plus de contraindre la
fibre mais de lui appliquer une torsion en divers points bien
répartis sur sa longueur. En revanche, dans leur article "Active polarization coupler for birefringent fiber", Optics Letters vol.9, pages 249 et suivantes, 1984, J.L. BROOKS et al. réalisent
un sandwich avec une céramique piézoélectrique qui appuie sur la
fibre par l'intermédiaire d'un peigne de pas égal à la longueur de battement de la fibre. Les dispositifs proposés par KINO et al. dans L'article "Acoustic modulators for optical fibers",
Revue Phys.Appl., vol.20, pages 333 et suivantes, 1985
conduisent au même résultat, mais la compression de la fibre n'est plus assurée par une céramique, mais à l'aide d'une onde acoustique de surface produite dans de la silice par une céramique piézoélectrique.
Tous ces dispositifs connus permettant de moduler
l'état de polarisation de la lumière dans une fibre sont volumineux, délicats à réaliser et surtout composites.
l'état de polarisation de la lumière dans une fibre sont volumineux, délicats à réaliser et surtout composites.
L'invention a précisément pour objet un dispositif de modulation de la phase et de l'état de polarisation d'une onde électromagnétique polarisée se propageant dans une fibre optique, de structure extremement simple, et donc très fiable, ce dispositif possédant des performances nettement supérieures à celles des dispositifs connus, que ce soit pour moduler l'état de polarisation de la lumière dans des fibres basse biréfringence ou haute biréfringence.
Conformément à L'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif de modulation comprenant un bloc de matériau auquel est solidarisée une partie de la fibre orientée selon une direction y donnée, et des moyens pour créer dans ce bloc des ondes acoustiques à une fréquence correspondant à une fréquence de résonance mécanique du bloc, ces ondes acoustiques se propageant selon une direction z perpendiculaire à la direction y, cette partie étant située approximativement en un ventre de contrainte des ondes acoustiques.
De préférence, la fixation de la fibre optique sur le bloc de matériau est réalisée au moyen d'un liant, la fibre étant
reçue dans une fente formée dans ce bloc.
reçue dans une fente formée dans ce bloc.
La mise en résonance mécanique du matériau peut etre obtenue par différents moyens tels qu'une action mécanique, un effet magnétostrictif, un effet thermique (par exemple le flux d'une diode thermique chauffant le bloc, ce qui a pour effet de
le dilater), un effet capacitif (par exemple, le bloc est place en regard d'une électrode fixe), ou un effet piézoélectrique.
le dilater), un effet capacitif (par exemple, le bloc est place en regard d'une électrode fixe), ou un effet piézoélectrique.
Dans ce dernier cas, le bloc peut etre réalisé entièrement en un matériau piézoélectrique, ou comprendre une ou plusieurs pastilles piéoélectriques associées à une ou plusieurs parties en un matériau où des ondes élastiques peuvent se propager sans atténuation notable et capable d'entrer en résonance mécanique sous l'effet de ces ondes, matériau que nous qualifierons par la suite de matériau adéquat. Un champ électrique E lui est en outre appliqué par des moyens appropriés.
Lorsque le corps est totalement piézoélectrique, il présente une moindre épaisseur soit selon La direction z, soit selon une direction x orthogonale aux directions y et z, et le champ électrique E lui est appliqué selon cette direction de moindre épaisseur.
Lorsqu'on utilise une pastille piezoélectrique, celleci peut être collée entre deux parties en un matériau adéquat, pour former un barreau orienté selon la direction z, la pastille présentant alors une moindre épaisseur selon cette direction z, et le champ électrique est également orienté selon la direction z.
Au moins une pastille piézoélectrique peut aussi etre collée sur une face parallèle aux directions y et z d'une partie en forme de barreau réalisée en un matériau adéquat, la pastille présentant une moindre épaisseur selon la direction x, direction selon laquelle lui est appliqué le champ électrique E.
De préférence, les moyens pour appliquer un champ électrique sur la pièce comprennent un déphaseur et un amplificateur montés en série entre deux faces opposees de ladite pièce et un comparateur pourvu de deux entrées connectées d'une part à ladite piece et d'autre part à une référence et d'une sortie connectée à un système asservissant l'amplificateur.
L'invention concerne également un appareil de mesure d'une grandeur physique apte à engendrer une contrainte mécanique, cet appareil comprenant une fibre optique, des moyens pour faire circuler dans cette fibre une onde électromagnétique polarisée, un dispositif de modulation conforme à l'invention, des moyens pour appliquer la contrainte sur la fibre ou sur une pièce en un matériau photo-élastique en aval ou en amont du dispositif de modulation, un polariseur placé en aval de ces derniers moyens, et un dispositif de détection de l'onde électromagnétique sortant du polariseur.
Différents modes de réalisation de L'invention vont maintenant être décrits, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés dans lesquels
- la figure la est une vue en perspective représentant de façon schématique un dispositif de modulation selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans lequel on utilise un bloc de matériau piézoélectrique soumis à un champ électriaue orienté selon la direction x ;;
- la figure lb est une vue en perspective illustrant une variante du mode de réalisation de la figure la, dans laquelle le bloc de matériau piézoélectrique est soumis à un champ électrique orienté selon la direction z
- la figure 2a est une vue en perspective illustrant un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel une pastille piézoélectrique soumise à un champ électrique orienté selon la direction z est placée en sandwich entre deux parties en matériau adéquat ;
- la figure 2b est une vue en perspective illustrant une variante du mode de réalisation de la figure 2a, dans laquelle la pastille piézoélectrique est collée sur une face parallèle aux directions y et z d'un barreau en un matériau adéquat, et soumise à un champ électrique selon la direction x ;;
- la figure 3 est une vue comparable à la figure 2b sur
laquelle on a egalement représenté un circuit auto-oscillateur assurant l'alimentation électrique de la pastille piézoélectrique ;
- les figures 4a et 4b illustrent de façon schématique
l'action d'un modulateur réalisé conformément à L'invention sur une lumière polarisée circulant dans la fibre, lorsque le déphasage maximum introduit par le modulateur est de + t/2 et + Ir, respectivement ; et
- les figures 5a et 5b illustrent respectivement et de façon schématique un dispositif de mesure d'une grandeur physique non périodique incorporant un dispositif modulateur selon
l'invention et le principe de fonctionnement de ce dispositif de mesure.
- la figure la est une vue en perspective représentant de façon schématique un dispositif de modulation selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans lequel on utilise un bloc de matériau piézoélectrique soumis à un champ électriaue orienté selon la direction x ;;
- la figure lb est une vue en perspective illustrant une variante du mode de réalisation de la figure la, dans laquelle le bloc de matériau piézoélectrique est soumis à un champ électrique orienté selon la direction z
- la figure 2a est une vue en perspective illustrant un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel une pastille piézoélectrique soumise à un champ électrique orienté selon la direction z est placée en sandwich entre deux parties en matériau adéquat ;
- la figure 2b est une vue en perspective illustrant une variante du mode de réalisation de la figure 2a, dans laquelle la pastille piézoélectrique est collée sur une face parallèle aux directions y et z d'un barreau en un matériau adéquat, et soumise à un champ électrique selon la direction x ;;
- la figure 3 est une vue comparable à la figure 2b sur
laquelle on a egalement représenté un circuit auto-oscillateur assurant l'alimentation électrique de la pastille piézoélectrique ;
- les figures 4a et 4b illustrent de façon schématique
l'action d'un modulateur réalisé conformément à L'invention sur une lumière polarisée circulant dans la fibre, lorsque le déphasage maximum introduit par le modulateur est de + t/2 et + Ir, respectivement ; et
- les figures 5a et 5b illustrent respectivement et de façon schématique un dispositif de mesure d'une grandeur physique non périodique incorporant un dispositif modulateur selon
l'invention et le principe de fonctionnement de ce dispositif de mesure.
En se reportant à la figure la, qui illustre un premier mode de réalisation de l'invention, on voit que le dispositif de modulation d'une onde électromagnétique se propageant dans une fibre optique 10 comprend conformément à l'invention un bloc 12 auquel est fixée la fibre 10 sur une partie de sa longueur (par exemple 10 mm).
On associe à l'ensemble ainsi formé un repère orthonormé dont les trois direction orthogonales sont repérées x, y et z. Ce repère est choisi afin que la partie de la fibre 10 fixée au bloc 12 soit orientée selon la direction y et que la direction z corresponde à la direction de propagation d'une onde acoustique créés dans le bloc 12 par des moyens qui seront décrits ultérieurement.
Sur la figure la, le bloc 12 présente la forme d'un barreau parallélépipédique rectangle s'étendant selon la direction z et présentant une moindre épaisseur selon la direction x, les faces opposées de ce barreau étant parallèles deux à deux respectivement aux plans xy, yz et xz.
Dans le mode de réalisation de la figure la, la fixation de la fibre optique 10 sur le bloc est effectuée en ménageant une fente ou entaille 14 sensiblement selon la
direction y sur l'une des faces du bloc 12 parallèle au plan yz
et en collant la partie correspondante de la fibre dans cette
fente. Un liant est egalement disposé dans la fente pour
permettre la transmission des contraintes dans la fibre. La
largeur de la fente 14 est legerement supérieure au diamètre de
la fibre utilisée, alors que sa profondeur est de plusieurs fois
ce diamètre. A titre d'exemple, on utilise comme liant une colle
de type époxy ou une résine dé type 276VA (Dao Chemical).
direction y sur l'une des faces du bloc 12 parallèle au plan yz
et en collant la partie correspondante de la fibre dans cette
fente. Un liant est egalement disposé dans la fente pour
permettre la transmission des contraintes dans la fibre. La
largeur de la fente 14 est legerement supérieure au diamètre de
la fibre utilisée, alors que sa profondeur est de plusieurs fois
ce diamètre. A titre d'exemple, on utilise comme liant une colle
de type époxy ou une résine dé type 276VA (Dao Chemical).
Conformément au principe de L'invention exposé précédemment, on crée dans le bloc 12 des ondes acoustiques se propageant selon la direction z, la fréquence de ces ondes correspondant à une fréquence de résonance mécanique du bloc 12, de telle sorte que ce dernier entre en résonance.
Outre l'utilisation d'un champ électrique tel qu'il est décrit sur la figure la, la création des ondes acoustiques permettant de faire entrer le bloc 12 en résonance peut se faire par différents moyens, parmi lesquels on citera une action mécanique, et l'utilisation de L'effet magnétostrictif, de l'effet thermique ou de l'effet capacitif. Dans ces cas le bloc 12 n'a pas à être réalisé nécessairement en un matériau piézoélectique.
A titre d'exemple, la mise en résonance du bloc 12 par effet thermique peut etre obtenue en chauffant le bloc 12 à l'aide d'une diode laser, afin de dilater et de contracter alternativement ce bloc.
La résonance du bloc 12 par effet capacitif peut être obtenue en plaçant le bloc muni d'une électrode métallique en regard d'une électrode fixe et en appliquant entre le bloc et
L'électrode fixe une tension électrique alternative.
L'électrode fixe une tension électrique alternative.
Dans le mode de réalisation représenté schématiquement sur la figure la, le bloc 12 est mis en résonance par effet piézoélectrique. Cet effet est obtenu en réalisant le bloc en un matériau piézoélectrique tel qu'une céramique piézoélectrique (titanate et zirconate de plomb par exemple) ou un quartz, muni de deux électrodes 15 sur les deux faces opposées parallèles au plan yz.
L'excitation du bloc de matériau 12 est obtenue en lui appliquant un champ électrique E orienté selon la direction x. Ce champ électrique E est créé par exemple en appliquant entre les électrodes 15 une tension électrique périodique engendrée par un oscillateur 16 auquel peut etre associe un amplificateur 18.
La fréquence O de la tension d'excitation est choisie O' de telle sorte que les ondes acoustiques créées selon La direction z induisent une résonance mecanique du bloc 12 dans cette direction.
La longueur du bloc 12 selon z étant L, si ce bloc résonne sur un mode fondamental, la longueur d'onde n de l'onde acoustique vaut 2L. La répartition des contraintes 6 dans le bloc correspond alors à la courbe également représentée sur la figure la, c'est-à-dire que les noeuds de contrainte sont placés aux extrémités du bloc, selon z, alors qu'un ventre de contrainte est situé au milieu de celui-ci.
Selon une caratéristique importante de l'invention, afin que l'efficacité du modulateur soit maximum, la fente 14 dans laquelle est collée la fibre est située approximativement en un ventre de contrainte. Ainsi, lorsque la répartition des contraintes 6 est celle représentée sur la figure la, la fibre optique 10 est fixée approximativement au centre de la longueur du bloc 12, selon z.
Dans ces conditions, La fibre 10 est soumise à des contraintes uniaxiales (selon z) élevées et alternatives. Elle se comporte donc vi s-à-v- is de la lumière comme un modulateur de biréfringence, qui module la phase et L'état de polarisation de la lumière se propageant dans la fibre.
Il est possible d'utiliser des modes de résonance autres que le mode fondamental. Par exemple si la longueur d'onde de L'onde acoustique est égale à L (Longueur du bloc 12), La fibre est placée en un des ventres de vibration situés au quart de la longueur L du bloc 12.
Afin d'assurer le maintien du barreau formé par le bloc
12, celui-ci est placé soit dans un fourreau en plastique, soit
entre des supports 28 situés pres et de part et d'autre du centre
du barreau, respectivement en-dessous et au-dessus de celui-ci,
comme représenté sur la figure la.
12, celui-ci est placé soit dans un fourreau en plastique, soit
entre des supports 28 situés pres et de part et d'autre du centre
du barreau, respectivement en-dessous et au-dessus de celui-ci,
comme représenté sur la figure la.
Dans le cas où le bloc 12 résonne non plus sur le mode
fondamental mais sur le premier harmonique, les supports sont
situés au quart de la longueur du bloc ainsi qu'il est décrit
dans la demande de brevet français nO 82 10124.
fondamental mais sur le premier harmonique, les supports sont
situés au quart de la longueur du bloc ainsi qu'il est décrit
dans la demande de brevet français nO 82 10124.
Dans les deux cas, les supports sont réalisés par
exemple sous la forme de tiges cylindriques en un matériau
plastique.
exemple sous la forme de tiges cylindriques en un matériau
plastique.
Une variante du mode de réalisation de la figure la est
représentée sur la figure lb.
représentée sur la figure lb.
Dans cette variante, la mise en résonance du bloc 12
est également obtenue par effet piézoélectrique, le bloc 12 étant
réalisé entièrement en un matériau piézoélectrique. Toutefois, au
lieu d'être orienté selon la direction x, le champ électrique E est orienté selon la direction z.
est également obtenue par effet piézoélectrique, le bloc 12 étant
réalisé entièrement en un matériau piézoélectrique. Toutefois, au
lieu d'être orienté selon la direction x, le champ électrique E est orienté selon la direction z.
Dans ce cas, le bloc 12, qui a toujours la forme d'un parallélépipède rectangle, présente une moindre épaisseur selon
la direction z. En revanche, les caractéristiques relatives à la fixation de la fibre 10 sur le bloc et aux moyens 16, 18 permettant de créer le champ électrique E restent inchangées par rapport au mode de réalisation de la figure la, de sorte que la description qui en a été faite en référence à cette dernière figure s'applique également à la variante de la figure lb.
la direction z. En revanche, les caractéristiques relatives à la fixation de la fibre 10 sur le bloc et aux moyens 16, 18 permettant de créer le champ électrique E restent inchangées par rapport au mode de réalisation de la figure la, de sorte que la description qui en a été faite en référence à cette dernière figure s'applique également à la variante de la figure lb.
Sur la figure 1b, on a également représenté la répartition des contraintes mécaniques 6 engendrées selon z dans le bloc 12 par- le champ électrique E, lorsque la fréquence d'excitation produite par ce champ fait entrer le bloc 12 en résonance mécanique sur un mode fondamental, dans cette même direction z.
Dans un deuxième mode de réalisation dont deux variantes vont être décrites successivement en se référant aux figures 2a et 2b, on utilise toujours un effet piézoélectrique pour faire entrer le bloc sur lequel est fixe la fibre en
résonance mécanique, mais cet effet est obtenu au moyen d'une ou plusieurs pastilles piézoelectriques rapportées sur un bloc en un matériau (silice ou verre par exemple) dans lequel des ondes élastiques peuvent se propager sans atténuation notable et capable d'entrer en résonance mécanique sous L'effet de ces ondes, créées par la pastille excitatrice. Ce matériau est appelé "matériau adéquat" dans le reste de la description et dans les revendications.
résonance mécanique, mais cet effet est obtenu au moyen d'une ou plusieurs pastilles piézoelectriques rapportées sur un bloc en un matériau (silice ou verre par exemple) dans lequel des ondes élastiques peuvent se propager sans atténuation notable et capable d'entrer en résonance mécanique sous L'effet de ces ondes, créées par la pastille excitatrice. Ce matériau est appelé "matériau adéquat" dans le reste de la description et dans les revendications.
Sur la figure 2a, le bloc comprend deux parties 12a et l2b, d'inégale longueur selon z, entre lesquelles est collée une pastille piézoélectrique 12c. Comme dans le mode de réalisation de la figure la, le bloc a la forme d'un paralléLépipède rectangle dont la plus grande longueur est orientée selon z.
La pastille piézoélectrique 12c présente une épaisseur réduite selon z et le champ électrique d'excitation E est orienté selon cette même direction. Ici encore, le champ électrique E est créé en appliquant une tension électrique sinusoidale entre les faces métallisées de la pastille 12c parallèles au plan xy et collées aux parties 12a et 12b en matériau adéquat. A cet effet, on utilise un oscillateur 16 associé à un amplificateur 18.
La répartition des contraintes 6 engendrées dans le barreau lorsque la fréquence de lá tension d'excitation correspond à la fréquence de résonance mécanique du barreau sur son mode fondamental est également représentée sur la figure 2a.
Elle est analogue au cas de la figure la.
Etant donné que les deux parties 12a et 12b sont d'inégales longueurs, La fente 14 dans laquelle est collée la fibre optique 10 peut être placée approximativement à la moitié de la longueur L totale des barreaux selon La direction z. La modulation introduite par le dispositif selon L'invention est ainsi aussi grande que possible.
Dans la variante de ce mode de réalisation représentée sur la figure 2b, la pastille piézoélectrique 12c est collée sur un barreau 12a en un matériau adéquat réalisé en une seule pièce.
De façon precise, le barreau 12a a la forme d'un parallélépipède rectangle et la pastille 12c est collée sur la face parallèle au plan yz et opposée à la face dans laquelle est formée la fente 14 à l'intérieur de laquelle est placée la fibre optique 10. La pastille 12c est alors très fine dans la direction x (par exemple 0,3 mm), et elle est située approximativement à mi-longueur du barreau selon z, c'est-à-dire au niveau de la fibre 10.
En appliquant sur la pastille piézoélectrique 12c un champ électrique E orienté selon la direction x par des moyens 16, 18 analogues aux moyens précédemment décrits en se référant aux figures la et 2a, en utilisant la déformation de 12c selon z on engendre dans le barreau 12a des ondes acoustiques se propageant selon z. La fréquence de ces ondes étant choisie afin de correspondre à la fréquence de résonance sur son mode fondamental du bloc formé par le barreau 12a et la pastille 12c,
les contraintes 6se répartissent selon z de la manière illustrée sur la figure 2b. Cette répartition est analogue à celle qui a été précédemment décrite en se référant aux figures la et 2a.
les contraintes 6se répartissent selon z de la manière illustrée sur la figure 2b. Cette répartition est analogue à celle qui a été précédemment décrite en se référant aux figures la et 2a.
Comme il a été dit pour la variante décrite sur la figure la, il est possible de faire fonctionner les dispositifs représentés sur les figures 2a et 2b non plus sur te mode de résonance fondamentale mais sur un mode harmonique. La fente 14 doit dans tous les cas être située près d'un ventre de contrainte.
Dans la variante représentée sur La figure 2b, la pastille piézoélectrique 12c peut être remplacée par un ensemble de pastilles piézoélectriques placées sur une ou plusieurs des faces du bloc 12a et sensiblement au voisinage du centre de ces faces tel qu'il a été décrit pour La pastille 12c.
Dans le cas de la figure 2b, la séparation du bloc résonnant 12a et de la pastille excitatrice 12c permet d'optimiser le fonctionnement du modulateur, par un choix judicieux des matériaux et des dimensions des pièces 12a et 12c.
En particulier, le choix des dimensions de ces pièces, de la
valeur de la surtension mécanique pour le bloc 12a et du
coefficient de qualité mécanique et de la constante
piézoélectrique pour le bloc 12c permet d'assurer une forte modulation pour une faible puissance de commande.
valeur de la surtension mécanique pour le bloc 12a et du
coefficient de qualité mécanique et de la constante
piézoélectrique pour le bloc 12c permet d'assurer une forte modulation pour une faible puissance de commande.
Dans les différents modes de réalisation qui viennent
d'être décrits en se referant aux figures la, lb, 2a et 2b, la mise en résonance du bloc sur lequel est fixe la fibre 10 est
obtenue par effet piézoélectrique, sous l'action d'un champ électrique créé par un oscillateur 16. Cependant, un tel système
est peu fiable, car la fréquence de résonance du dispositif varie
avec la température.
d'être décrits en se referant aux figures la, lb, 2a et 2b, la mise en résonance du bloc sur lequel est fixe la fibre 10 est
obtenue par effet piézoélectrique, sous l'action d'un champ électrique créé par un oscillateur 16. Cependant, un tel système
est peu fiable, car la fréquence de résonance du dispositif varie
avec la température.
Pour cette raison, lorsque l'entrée en résonance mécanique est obtenue grâce à une pastille piézoélectrique collée sur un barreau en un matériau adéquat (variante de réalisation de
la figure 2b), on préférera à cette configuration un autooscillateur à commande "mécanique". Une deuxième pastille piézoélectrique est alors collée sur le barreau. Cette pastille est soumise aux ondes acoustiques se propageant dans le barreau.
la figure 2b), on préférera à cette configuration un autooscillateur à commande "mécanique". Une deuxième pastille piézoélectrique est alors collée sur le barreau. Cette pastille est soumise aux ondes acoustiques se propageant dans le barreau.
Elle délivre une tension proportionnelle à l'intensité de ces ondes, donc maximum à la résonance du barreau. Cette tension est déphasée, amplifiée et sert à exciter la pastille dite d'excitation, mettant ainsi le barreau en résonance. Un dispositif analogue est décrit dans la demande de brevet français n082 10124.
Le champ électrique E peut aussi être obtenu au moyen d'un auto-oscillateur purement électrique, comme on l'a représenté à titre d'exemple sur la figure 3.
Sur cette figure, la mise en résonance est obtenue comme dans Le cas de la figure 2b, au moyen d'une pastille piézoéectrique 12c collée sur un barreau 12a en un matériau adéquat, en regard de La fibre optique 10. Comme L'illustre la figure 3, un déphaseur 20 et un amplificateur 18 sont placés en série entre les faces opposées de la pastille 12c, de telle sorte que Le courant (ou la tension) dans cette dernière sert de source d'excitation. Un comparateur 22 compare le courant à la sortie de
la pastille 12c à un courant fixe, dit de référence, pour assurer grâce à un asservissement d'amplitude 26 le maintien constant du courant ou de la tension d'excitation de la pastille. De préférence, un filtre 24 est également interposé sur la ligne électrique reliant la pastille l2c au déphaseur 20.
la pastille 12c à un courant fixe, dit de référence, pour assurer grâce à un asservissement d'amplitude 26 le maintien constant du courant ou de la tension d'excitation de la pastille. De préférence, un filtre 24 est également interposé sur la ligne électrique reliant la pastille l2c au déphaseur 20.
Pour simplifier, les moyens assurant le maintien des barreaux n'ont pas été représentés sur les figures lb, 2a, 2b et 3. Ces moyens sont analogues à å ceux qui ont été décrits en référence à la figure la.
Avec l'un quelconque des dispositifs qui viennent d'être décrits en se référant aux figures la à 3, on réalise une modulation de la phase et de L'état de polarisation d'une onde électromagnétique polarisée se propageant dans la fibre optique 10, sans interruption de celle-ci. Rappelons que le même résultat serait obtenu si l'effet piézoélectrique utilisé pour mettre en résonance mécanique le bloc auquel est fixée la fibre était remplacé par un autre effet physique procurant le même résultat.
Les figures 4a et 4b illustrent dans deux cas particuliers la modulation de l'état de polarisation d'une onde électromagnétique polarisée se propageant dans une fibre monomode 10 sans biréfringence ou à faible biréfringence, sous effet du dispositif de modulation selon L'invention. Dans les deux cas, on suppose que l'onde électromagnétique OP présente une polarisation rectiligne à 450 des axes x et z en amont du dispositif de modulation.
La figure 4a illustre le cas dans lequel la contrainte appliquée sur la fibre par le dispositif de modulation induit un déphasage maximum de + 2 entre les composantes x et z de L'onde électromagnétique. A la sortie du dispositif de modulation, l'état de polarisation de L'onde électromagnétique évolue alors entre les deux états extrêmes représentés par une circulaire droite P1 et une circulaire gauche P2 et ceci à la fréquence D de modulation Entre ces deux états extrêmes circulaires, la polarisation passe par une succession d'états elliptiques différents (non représentés). On réalise ainsi une onde électromagnétique circulaire modulée.
Dans le cas de la figure 4b, la contrainte appliquée sur la fibre est plus importante que précédemment, afin d'induire un déphasage maximum de + 1 entre les composantes x et z de
l'onde électromagnétique. Après traversée du dispositif de modulation, L'état de polarisation de l'onde électromagnétique circulant dans la fibre évolue alternativement dans le temps, à la fréquence 2 0 , entre une onde électromagnétique rectiligne polarisée selon OP (direction de polarisation de l'onde en amont du dispositif de modulation) et une onde électromagnétique rectiligne polarisée selon une direction OP' perpendiculaire à
OP. On obtient ainsi une onde électromagnétique rectiligne modulée.
l'onde électromagnétique. Après traversée du dispositif de modulation, L'état de polarisation de l'onde électromagnétique circulant dans la fibre évolue alternativement dans le temps, à la fréquence 2 0 , entre une onde électromagnétique rectiligne polarisée selon OP (direction de polarisation de l'onde en amont du dispositif de modulation) et une onde électromagnétique rectiligne polarisée selon une direction OP' perpendiculaire à
OP. On obtient ainsi une onde électromagnétique rectiligne modulée.
De façon générale, pour un déphasage maximum m quelconque introduit par le dispositif de modulation selon l'invention entre les composantes x et z de l'onde électromagnétique incidente, L'état de polarisation de cette onde évolue entre deux états symétriques elliptiques droit et gauche, à la fréquence de la modulation.
Selon les applications, on peut adjoindre au dispositif de modulation précédemment décrit un polariseur ou un séparateur de polarisation tel qu'un prisme de Wollastone, placé dans le prolongement de l'extrémité de sortie de la fibre optique 10.
Ainsi, si l'on dispose en sortie de fibre un polariseur orienté à 90 degrés de la direction de polarisation incidente OP (figures 4a et 4b), on obtient à la sortie du polariseur une lumière dont l'amplitude est modulée à la fréquence D dans le cas de la figure 4a et à la fréquence 2 D dans le cas de la
o figure 4b. Le polariseur peut d'ailleurs être constitué par la fibre elle-même correctement traitée. Ainsi, à titre d'exemple, la réalisation de TOSHIHITO HOSAKA et al ("Single mode fiber type polarizer" IEEE, J. of Quantum Elect., vol. (, > E18, pp.1569 et suivantes, 1982).
o figure 4b. Le polariseur peut d'ailleurs être constitué par la fibre elle-même correctement traitée. Ainsi, à titre d'exemple, la réalisation de TOSHIHITO HOSAKA et al ("Single mode fiber type polarizer" IEEE, J. of Quantum Elect., vol. (, > E18, pp.1569 et suivantes, 1982).
Si l'on remplace le polariseur par un séparateur de polarisation tel qu'un prisme de Wollastone, on obtient à la sortie de ce dernier deux faisceaux dont les flux respectifs sont
(1-cos F ) et (1+cors w ), 9 étant le déphasage introduit par le modulateur, tel qu'il a été défini precédemment. Le modulateur équipé d'un tel separateur de polarisation peut notamment être utilisé dans un interféromètre pour compenser des dérives de signal dues par exemple à une variation de température.
(1-cos F ) et (1+cors w ), 9 étant le déphasage introduit par le modulateur, tel qu'il a été défini precédemment. Le modulateur équipé d'un tel separateur de polarisation peut notamment être utilisé dans un interféromètre pour compenser des dérives de signal dues par exemple à une variation de température.
Dans certaines applications, par exemple dans les interféromètres à deux ondes, on peut aussi utiliser le dispositif de modulation selon l'invention disposé sur l'un des bras de l'interféromètre avec une onde électromagnétique incidente polarisée OP orientée selon l'axe z de la modulation.
Dans ces conditions, seule la phase de l'onde incidente est modulée à la fréquence t) de la modulation, l'état de
o polarisation restant inchangé.
o polarisation restant inchangé.
Le comportement du dispositif de modulation selon
l'invention qui vient d'être décrit notamment en se référant aux figures 4a et 4b concernait le cas d'une onde électromagnétique circulant dans une fibre optique monomode, sans birèfringence ou à faible biréfringence.
l'invention qui vient d'être décrit notamment en se référant aux figures 4a et 4b concernait le cas d'une onde électromagnétique circulant dans une fibre optique monomode, sans birèfringence ou à faible biréfringence.
Grâce aux contraintes importantes qu'il permet d'appliquer sur la fibre, le dispositif de modulation selon l'invention permet aussi de moduler la phase et l'état de polarisation d'une onde électromagnétique se propageant dans une fibre monomode haute biréfringence. Comme précédemment, une modulation d'amplitude peut également être obtenue en plaçant un polariseur en sortie de fibre.
Le dispositif de modulation selon l'invention peut aussi être utilisé avec des fibres multi-modes. En particulier, lorsque peu de modes peuvent se propager dans la fibre, ce dispositif peut permettre d'obtenir un couplage entre ces modes et de faire passer toute L'énergie lumineuse d'un mode à l'autre.
Une appLication du dispositif de modulation selon l'invention à la mesure d'une biréfringence induite dans une fibre optique par une grandeur physique non périodique va maintenant être décrite à titre d'exemple en se référant aux
figures 5a et Sb.
figures 5a et Sb.
Sur la figure Sa, on a représenté schématiquement en M
le dispositif de modulation de L'invention. On reconnaît
également la fibre optique 10, dans laquelle on fait circuler une onde électromagnétique OP (figure 5b) émise par une source S,
cette onde présentant une polarisation rectiligne à Tri'/4 des axes de modulation x et z.
le dispositif de modulation de L'invention. On reconnaît
également la fibre optique 10, dans laquelle on fait circuler une onde électromagnétique OP (figure 5b) émise par une source S,
cette onde présentant une polarisation rectiligne à Tri'/4 des axes de modulation x et z.
En aval ou en amont du dispositif de modulation M, on applique sur la fibre 10 une contrainte F résultant soit directement, soit indirectement, de la grandeur physique à mesurer. En variante, la contrai-nte F peut aussi être appliquée sur un bloc en un matériau photo-élastique placé dans le prolongement de l'extrémité de la fibre en aval ou en amont de
ladite fibre. Ce bloc peut d'ailleurs être une seconde fibre optique collée ou non en bout de la fibre 10 précédemment décrite. Cette deuxième fibre ayant soit grâce au matériau la constituant, soit grâce à la gaine qui l'entoure, des propriétés
la rendant particulièrement sensible à la grandeur à mesurer.
ladite fibre. Ce bloc peut d'ailleurs être une seconde fibre optique collée ou non en bout de la fibre 10 précédemment décrite. Cette deuxième fibre ayant soit grâce au matériau la constituant, soit grâce à la gaine qui l'entoure, des propriétés
la rendant particulièrement sensible à la grandeur à mesurer.
A titre d'exemple non limitatif, la contrainte F résulte directement de la grandeur physique à mesurer Lorsque cette grandeur est une force, une pression, une déformation, un déplacement ou une accélération.
Dans le cas où la grandeur à mesurer est une variation de température, la contrainte F est engendrée indirectement par l'effet de dilatation résultant de cette variation.
Lorsqu'on désire mesurer un champ magnétique ou un courant électrique, la contrainte F est engendrée indirectement par magnétostriction.
Enfin, la mesure d'une tension électrique s'effectue grande à La contrainte F produite par effet piézoélectrique.
Comme L'illustre la figure 5b, si les axes de la biréfringence induite dans la fibre ou dans le bloc en matériau photo-élastique par la contrainte F sont repérés x' et z', ces axes font avec les axes x et z de la biréfringence induite par le dispositif de modulation M un angle e constant.
L'onde électromagnétique polarisee OP est modulee par
te dispositif M de façon à présenter un déphasage maximum 'em
entre ses composantes x et z. L'onde ainsi modulée subit ensuite
un déphasage y, sous l'effet de la biréfringence induite par la
contrainte F. La mesure de ce déphasage y permet donc de
connaStre la valeur de la contrainte F.
te dispositif M de façon à présenter un déphasage maximum 'em
entre ses composantes x et z. L'onde ainsi modulée subit ensuite
un déphasage y, sous l'effet de la biréfringence induite par la
contrainte F. La mesure de ce déphasage y permet donc de
connaStre la valeur de la contrainte F.
Pour effectuer cette mesure, on place à la sortie de la fibre optique (ou en aval du bloc de matériau photo-elastique
lorsque la contrainte F n'est pas appliquée directement sur la
fibre) un polariseur A orienté par exemple parallèlement à l'un des axes x ou z du dispositif de modulation M. En plaçant derrière ce polariseur A un détecteur tel qu'une photo-diode, on transforme l'onde électromagnétique sortant du polariseur en un
signal électrique présentant une composante continue et une
composante sinuso;dale. La valeur du déphasage q à mesurer peut alors être faite soit à partir de la composante continue du signal électrique, soit à partir de la fréquence de la composante sinusoivdale de ce signal, à l'aide de moyens de traitement appropriés tels qu'une détection synchrone.
lorsque la contrainte F n'est pas appliquée directement sur la
fibre) un polariseur A orienté par exemple parallèlement à l'un des axes x ou z du dispositif de modulation M. En plaçant derrière ce polariseur A un détecteur tel qu'une photo-diode, on transforme l'onde électromagnétique sortant du polariseur en un
signal électrique présentant une composante continue et une
composante sinuso;dale. La valeur du déphasage q à mesurer peut alors être faite soit à partir de la composante continue du signal électrique, soit à partir de la fréquence de la composante sinusoivdale de ce signal, à l'aide de moyens de traitement appropriés tels qu'une détection synchrone.
La mesure ainsi effectuée présente une excellente sensibilité, grâce à l'effet d'amplification procuré par le dispositif de modulation de l'invention.
Cette application du dispositif de modulation selon l'invention à la mesure d'une grandeur physique n'est pas limitative.
Ainsi, un tel dispositif de modulation peut aussi être utilisé pour contrôler les propriétés optiques d'un matériau, par exemple lors de la fabrication de couches minces. En modulant l'état de polarisation de la lumière, il permet par exemple de mesurer un dichroisme circulaire ou linéaire, que ce dichroïsme soit naturel ou magnétique. Il permet également de mesurer une biréfringence circulaire ou linéaire ou un pouvoir rotatoire naturel ou magnétique par exemple induit par un courant électrique ou un champ magnétique, directement dans la fibre ou dans un matériau extérieur à la fibre.
Par rapport à un modulateur conventionnel agissant sur L'onde électromagnétique à l'extérieur de la fibre, le modulateur de l'invention a surtout pour avantages son faible encombrement et sa souplesse d'utilisation.
Enfin, le dispositif de modulation selon L'invention peut aussi être utilisé comme modulateur de phase dans les interféromètres. Par rapport aux modulateurs actuels, il présente en effet une simplicité de réalisation appréciable.
Claims (9)
1. Dispositif de modulation de la phase et de l'état de polarisation d'une onde électromagnétique polarisée (OP) se propageant dans une fibre optique (10), caractérisé en ce qu'il comprend un bloc de matériau (12; 12a, 12b, 12c; 12a, l2c) auquel est solidarisée une partie de la fibre (10) orientée selon une direction y donnée, et des moyens pour créer dans ce bloc des ondes acoustiques à une fréquence correspondant à une fréquence de résonance mécanique du bloc, ces ondes acoustiques se propageant selon une direction z perpendiculaire à la direction y, cette partie étant située approximativement en un ventre de contrainte des ondes acoustiques.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de la fibre optique (10) est fixée par un liant dans une fente (14) formée dans le bloc de matériau (12).
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens pour faire entrer le bloc de matériau en résonance mécanique comprennent au moins une pièce (12, 12c) en un matériau piézoélectrique formant au moins une partie de ce bloc, et des moyens (16 à 26) pour appliquer sur cette pièce un champ électrique E orienté selon l'une des directions constituées par la direction z et par une direction x perpendiculaire aux directions y et z.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bloc (12) est réalisé entièrement en un matériau piézoélectrique et présente une moindre épaisseur selon une direction correspondant à la direction du champ électrique E.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce en matériau piézoélectrique est une pastille (12c) présentant une moindre épaisseur selon la direction z, cette pastille étant collée entre deux parties (12a, l2b) en un matériau adéquat, selon cette direction z, et en ce que le champ électrique E est également orienté selon la direction z.
6. Dispositif selon la revendication 3, caractérise en
ce que la pièce en un matériau piézoélectrique est une pastille
(12c) présentant une moindre épaisseur selon une direction
perpendiculaire à z, cette pastille étant collée sur une face
parallèle à la direction z d'une partie (12a) en un matériau
adéquat, et en ce que le champ électrique E est orienté selon la
direction perpendiculaire å z precedemment definie.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications
3 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour appliquer un champ électrique sur la pièce (12, 12c) comprennent un déphaseur (20 >
et un amplificateur (18) montés en série entre deux faces opposées de ladite pièce, un comparateur (22) pourvu de deux
entrées connectées d'une part à Ladite pièce et d'autre part à une référence, et d'une sortie connectée à Mun système (26)
asservissant l'amplificateur (18).
8. Appareil de mesure d'une grandeur physique apte à engendrer une contrainte mécanique (F), caractérisé en ce qu'il
comprend une fibre optique (10), des moyens (S) pour faire
circuler dans ladite fibre une onde électromagnétique polarisée, un dispositif de modulation (M) selon L'une quelconque des
revendications 1 à 7, des moyens pour appliur la contrainte (F) sur la fibre (10) en aval ou en amont du dispositif de modulation (M), un polariseur (A) placé en sortie de fibre et un dispositif de détection (D) de l'onde électromagrétique sortant du polariseur.
9. Appareil de mesure d'une grandeur physique apte à engendrer une contrainte mécanique (F), caractérisé en ce qu'il comprend une fibre optique (10), des moyens (S) pour faire circuler dans ladite fibre une onde électromagnétique polarisée, un dispositif de modulation (M) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, des moyens pour appliquer la contrainte (F) sur une pièce en matériau photo-élastique placé en sortie de fibre, un polariseur (A) placé en aval de cette pièce et un dispositif de détection (D) de L'onde électromagnétique sortant du polariseur.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8613757A FR2604801B1 (fr) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Dispositif de modulation de la phase et de l'etat de polarisation d'une onde electromagnetique polarisee se propageant dans une fibre optique, et appareil de mesure d'une grandeur physique incorporant ce dispositif |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8613757A FR2604801B1 (fr) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Dispositif de modulation de la phase et de l'etat de polarisation d'une onde electromagnetique polarisee se propageant dans une fibre optique, et appareil de mesure d'une grandeur physique incorporant ce dispositif |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2604801A1 true FR2604801A1 (fr) | 1988-04-08 |
| FR2604801B1 FR2604801B1 (fr) | 1988-11-25 |
Family
ID=9339490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8613757A Expired FR2604801B1 (fr) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Dispositif de modulation de la phase et de l'etat de polarisation d'une onde electromagnetique polarisee se propageant dans une fibre optique, et appareil de mesure d'une grandeur physique incorporant ce dispositif |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2604801B1 (fr) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3495912A (en) * | 1966-11-17 | 1970-02-17 | Cary Instruments | Strain birefringence modulator and application |
| FR2528589A1 (fr) * | 1982-06-10 | 1983-12-16 | Centre Nat Rech Scient | Modulateur de birefringence |
-
1986
- 1986-10-02 FR FR8613757A patent/FR2604801B1/fr not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3495912A (en) * | 1966-11-17 | 1970-02-17 | Cary Instruments | Strain birefringence modulator and application |
| FR2528589A1 (fr) * | 1982-06-10 | 1983-12-16 | Centre Nat Rech Scient | Modulateur de birefringence |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| ELECTRONIQUE INDUSTRIELLE, no. 38, septembre 1982, pages 145-148, Paris, FR; J.J.CROSNIER: "Les capteurs à fibres optiques" * |
| INSTRUMENTS AND EXPERIMENTAL TECHNIQUES, vol. 27, no. 4, partie 2, juillet-août 1984, pages 974-977, Consultants Bureau, New York, US; A.V.KUKHTA et al.: "Optical-fiber modulators" * |
| THE RADIO AND ELECTRONIC ENGINEER, vol. 49, no. 9, septembre 1979, pages 460-466, Institution of Electronic and Radio Engineers, New York, US; D.HOWARD: "Optical fibre acousto-optic modulators" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2604801B1 (fr) | 1988-11-25 |
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