FR2687472A1 - Interferometre optique integre pour mesure d'allongement. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un interféromètre de mesure d'allongement de structure optiquement intégrée, notamment de type Michelson, Mach-Zehnder ou Fabry-Perot. Dans une plaque de base (10), destinée à être appliquée sur des pièces sont intégrés des branches de mesure (15) et de référence (16) de guide d'ondes, un répartiteur de lumière, un coupleur de lumière (14) ainsi qu'une entrée (11) et une ou plusieurs sorties de lumière (12); les parties du guide d'ondes formant la branche de mesure (15) et la branche de référence (16) comportent des parties actives rectilignes (17) mutuellement parallèles ainsi que des parties de renvoi (18) intermédiaires, les unes et les autres aussi peu espacées que possible, ce qui permet de réduire au maximum la place occupée par l'interféromètre lors de son utilisation pour des mesures d'allongement, sur la surface de pièces sollicitées.
Description
La présente invention concerne un interféromè-
tre préparé selon la technique de l'optique
intégrée et comportant une plaque de base o sont inté-
grés des guides d'ondes, interféromètre dans lequel: une partie desdits guides d'ondes intégrés partie d'entrée s'étend jusqu'au bord de la plaque de base et est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique d'entrée transmettant une lumière primaire provenant d'une source de lumière laser, et au moins une autre partie desdits guides d'ondes intégrés (partie de sortie) s'étend également jusqu'au bord de la plaque de base et est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique de sortie transmettant une lumière d'interférence à un dispositif de détection,
en outre il est prévu un dispositif intégré de réparti-
tion de lumière, situé après la partie d'entrée du guide d'ondes intégré, en vue de répartir la lumière primaire introduite dans une branche de référence et une branche de mesure des guides d'ondes, la partie du guide d'ondes constituant la branche de référence étant intégrée sur toute sa longueur dans la plaque de base, et un coupleur de lumière intégré, transmettant la lumière provenant de la branche de référence et la lumière provenant de la branche de mesure à la partie
de sortie.
Un interféromètre de ce genre est considéré comme connu par exemple d'après un article de R Fuest, paru dans la revue "Technisches Messen 58 " ( 1991), Cahier 4, pages 152 à 157 sous le titre "Integriert
optisches Michelson-Interferometer mit Quadraturdemodu-
lation in Glas zur Messung von Verschiebewegen" Ce qui a été appelé ici " plaque de base " pour des raisons
de meilleure compréhension est désigné dans la littéra-
ture technique dans la plupart des cas par "substrat", mais ce terme ne définit pas correctement l'agencement de la base portant les guides d'ondes et pour cette raison on a adopté ici avantageusement l'expression
plaque de base ".
Dans l'interféromètre connu d'après le docu-
ment précité, seulement la branche de référence est intégrée dans la plaque de base alors que par contre la branche de mesure est intégrée seulement sous la forme d'une petite partie, essentiellement passive en ce qui concerne la technique de mesure, dans la plaque de base Notamment la partie intégrée de la branche de mesure s'étend jusqu'au bord de la plaque
de base, o elle est soumise au rayonnement par l'inter-
médiaire d'une petite lentille dans une voie de mesure
située à l'extérieur de la plaque de base et à l'extré-
mité de laquelle est disposé un réflecteur dont la
course de translation doit être déterminée par interfé-
romètrie Ainsi on décrit dans le document précité
un interféromètre à rayon lumineux libre du type Michel-
son, ayant une structure miniaturisée et optiquement
intégrée Dans ce document, on cite également différen-
tes structures optiquement intégrées de guides d'ondes pour produire des signaux d'interférence déphasés, à l'aide desquels il est possible non seulement de déterminer un sens de mouvement rapprochement ou éloignement mais également d'obtenir une assez grande résolution de mesure Une des structures de guides d'ondes décrites dans ce document correspond à ce qu'on appelle un coupleur directionnel 3 x 3, à l'aide duquel il est possible de produire trois signaux d'interférence ayant respectivement un déphasage de préférence de 120 Dans le document, aucun avis n'est
donné en ce qui concerne une technique de mesure parti-
culière avec l'interféromètre à rayon lumineux libre miniaturisé; cela n'était également pas l'objectif de cet article; il s'agissait simplement de décrire des mesures de translation de la pièce supportant le réflecteur à l'extrémité de la branche de mesure En dehors du mode de construction miniaturisé, on a fait ressortir avantageusement, entre autres, l'effet de
sécurité obtenu par rapport à des champs électromagnéti-
ques. Un autre article de G Ulbers, paru dans la même revue "Technisches Messen 58 " ( 1991), Cahier 4, pages 146 à 151 sous le titre "Integriert-optische Sensoren fur die Weg-, Kraft und Brechungsindexmessung auf der Basis von Silizium", dans lequel également des interféromètres à rayon lumineux libre miniaturisés du type Michelson ont été décrits, a précisé différentes
possibilités d'utilisation, en rapport avec des techni-
ques de mesures, de détecteurs de ce genre Dans une
des applications décrites, on a mesuré par interféromé-
trie l'allongement d'une éprouvette de traction qui a été montée dans une machine de contrôle et qui a été soumise progressivement à une traction produisant
son allongement Notamment, on a disposé aux deux extré-
mités de l'éprouvette de traction des réflecteurs sphé-
riques dépassant transversalement de l'éprouvette et qui ont réfléchi en direction des interféromètres placés aux extrémités un rayon de mesure projeté à partir
des extrémités parallèlement à l'axe de l'éprouvette.
Les interféromètres proprement dits n'ont pas été instal-
lés sur l'éprouvette de traction mais en des positions fixes sur le bâti de la machine de contrôle Il a été signalé que la mesure interférométrique d'allongement permettait d'obtenir, par comparaison aux méthodes conventionnelles de mesure d'allongement l'avantage
d'une mesure exempte de contact et d'une grande résolu-
tion Un inconvénient rencontré avec le mode connu de mesure interférométrique d'allongement consiste
dans la très grande complexité et le volume d'installa-
tion assez grand par rapport à la mesure d'allongement effectuée par résistance électrique avec des bandes
de mesure d'allongement.
Un autre article de K Grosskopf, paru dans la revue "Feinwerktechnik & Messtechnik 97 " ( 1989), Cahier 10, pages 415 à 421 et intitulé "Glasanwendung
fur integrierte Optik" a décrit entre autres schémati-
quement un interféromètre du type Mach-Zehnder, complète-
ment intégré dans une plaque de base, c'est-à-dire aussi bien avec la branche de mesure qu'avec la branche de référence et dans lequel cependant les deux branches rectilignes étaient disposées l'une à côté de l'autre parallèlement à la plaque de base Lorsque les conditions optiques établies par une grandeur mesurée dans une
des branches parallèles d'un interféromètre, par compa-
raison à la branche de référence, le modèle d'interfé-
rence change dans le canal de sortie Il est ensuite
possible d'obtenir, après une évaluation opto-électroni-
que, une valeur de mesure par exemple de la concentration de la matière ou bien du champ magnétique dans le milieu environnant Cependant, on n'a pas envisagé et il n'est encore pas possible d'utiliser cet interféromètre pour
des mesures d'allongement.
Un objet de l'invention est de créer un inter-
féromètre qui soit aussi simple et peu encombrant qu'une bande de mesure d'allongement classique par résistance
électrique.
Ce problème est résolu conformément à l'inven-
tion de deux manières différentes Notamment pour un interféromètre à deux rayons lumineux, utilisé dans le domaine technique de l'optique intégrée et comportant une plaque de base o sont intégrés des guides d'ondes, ce problème est résolu en ce qu'aussi bien la partie du guide d'ondes formant la branche de référence que
la partie formant la branche de mesure sont respective-
ment intégrées sur toute leur longueur dans la plaque de base, au moins la partie du guide d'ondes formant la branche de mesure est réalisée avec plusieurs boucles
comportant des parties actives, restilignes et mutuelle-
ment parallèles, ainsi que des parties de renvoi intermé-
diaires, un espacement mutuel minimal et exempt de couplage étant maintenu pour toutes les parties actives rectilignes et les parties de renvoi du guide d'ondes intégré formant la branche de mesure, et en outre le guide d'ondes formant la branche de référence est agencé et/ou disposé dans la plaque de base de telle sorte que, lors d'un allongement de la plaque de base dans la direction des parties actives de la branche de mesure, la branche de référence ait une neutralité d'influence
en ce qui concerne la technique de mesure d'allongement.
Dans le cas d'un interféromètre à un seul rayon lumineux du type Fabry-Perot, le problème est résolu en ce qu'une partie desdits guides d'ondes intégrés partie d'entrée s'étend jusqu'au bord de la plaque
de base et est reliée, en cet endroit et pour transmet-
tre la lumière, à une fibre optique d'entrée transmet-
tant de la lumière primaire provenant d'une source de lumière laser, et une autre partie desdits guides d'ondes intégrés partie de sortie s'étend également jusqu'au bord de la plaque de base et est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique de sortie transmettant une lumière d'interférence à un dispositif de détection, en outre il est prévu un organe de combinaison en forme de Y (répartiteur en Y), assurant la combinaison de la partie d'entrée et de la partie de sortie sous forme d'un guide d'ondes commun, il est prévu, optiquement à la suite du quide d'ondes commun de l'organe de combinaison (répartiteur en Y), un résonateur, qui comprend un miroir partiellement transparent, intégré dans la plaque de base et orienté orthogonalement par rapport au guide d'ondes, un guide d'ondes de résonateur intégré et un miroir terminal
disposé à l'autre extrémité du guide d'ondes de résona-
teur, le guide d'ondes de résonateur étant réalisé
sous la forme de plusieurs boucles comportant des par-
ties actives, rectilignes et mutuellement parallèles, ainsi que des parties de renvoi intermédiaires, un espacement mutuel minimal et exempt de couplage étant maintenu pour toutes les parties actives et les parties
de renvoi du guide d'ondes intégré formant le résona-
teur. Du fait de l'intégration des deux branches de l'interféromètre à deux rayons lumineux, intégré optiquement, dans la plaque de base et de la neutralité d'influence sur la technique de mesure d'allongement en ce qui concerne l'agencement et la disposition de la branche de référence, et également du fait de la disposition sous forme de plusieurs boucles au moins
de la branche de mesure dans la plaque de base, l'inter-
féromètre conforme à l'invention est non seulement considérablement réduit en dimensions par rapport à l'interféromètre à rayon lumineux libre de type connu et il est en outre simplifié mais également sa mise en place sur des pièces à solliciter est en principe également aussi simple que la mise en place d'une bande
de mesure d'allongement opérant par résistance électrique.
Il est à noter que les guides d'ondes intégrés peuvent, dans le cas d'une courbure relativement réduite et
également dans le cas de profils qui se croisent mutuel-
lement, être intégrés très efficacement dans la plaque de base L'interféromètre à deux rayons lumineux peut
comme cela a été précisé être agencé comme un inter-
féromètre de type Michelson ou également comme un inter-
féromètre de type Mach-Zehnder L'interféromètre de mesure d'allongement de type Fabry-Perot fonctionne
d'une manière analogue et, en ce qui concerne ses avan-
tages, il se comporte cependant en principe de la même façon. Selon encore d'autres caractéristiques de l'interféromètre conforme à l'invention: Il est prévu deux résonateurs intégrés dans la plaque de base et comportant des guides d'ondes de résonateurs ayant des longueurs identiques, les guides d'ondes des deux résonateurs étant agencés sous forme de plusieurs boucles disposées dans la plaque de base
et comportant des parties actives rectilignes mutuel-
lement parallèles et des parties de renvoi intermé-
diaires, et dans l'ensemble un espacement mutuel minimal et exempt de couplage étant maintenu pour toutes les parties actives rectilignes et les parties de renvoi aussi bien à l'intérieur de chaque résonateur qu'également entre les deux résonateurs, les parties
actives rectilignes d'un des résonateurs étant dispo-
sées dans la plaque de base dans une direction ayant une neutralité d'influence, en ce qui concerne la technique de mesure d'allongement, sur la direction des parties actives rectilignes de l'autre résonateur, en étant de préférence orientée perpendiculairement
auxdites parties actives rectilignes.
Egalement la branche de référence est disposée sous la forme de plusieurs boucles comportant des parties actives rectilignes mutuellement parallèles et des
parties de renvoi situées dans des positions intermé-
diaires, sur une longueur concordant avec la longueur
de la branche de mesure, les parties actives rectili-
gnes de la branche de référence sont disposées dans
la plaque de base dans une direction ayant une neutra-
lité d'influence, en ce qui concerne la technique de mesure d'allongement, sur la direction des parties actives rectilignes de la branche de mesure, en étant orientée de préférence perpendiculairement auxdites parties actives, et il est prévu également dans l'en- semble un espacement mutuel minimal et exempt de couplage pour les parties actives rectilignes et les parties de renvoi du guide d'ondes intégré formant la branche de référence et pour les parties actives rectilignes et les parties de renvoi de la branche
de mesure.
Les parties de renvoi entre deux parties actives rectilignes, se suivant mutuellement à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de mesure ou bien à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de référence, sont créées respectivement par une partie incurvée en forme de demi-cercle ou bien par une paire de parties incurvées en forme d'arc de cercle, disposées symétriquement et entre
lesquelles est prévue une partie rectiligne de liaison.
Les parties de renvoi entre deux parties actives rectilignes, qui se suivent à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de mesure ou bien à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de référence, sont créées respectivement par une partie de liaison également rectiligne et reliée, orthogonalement et sans arrondi, aux parties actives correspondantes et par des miroirs de renvoi qui sont disposés en chacun des deux coins ainsi formés par les parties de guides d'ondes, les miroirs de renvoi étant créés pour leur part par la surface latérale réfléchissante, de préférence totalement réfléchissante, d'une fente respective formée dans la plaque de base perpendiculairement à la surface du verre et avec un angle de 45 par rapport aux parties actives correspondantes et aux parties de liaison. Les boucles, composées des parties actives rectilignes et des parties de renvoi en arc de cercle, du guide d'ondes formant la branche de mesure et/ou du guide d'ondes formant la branche de référence sont disposées sous la forme d'au moins une double spirale ovale, dans laquelle un guide d'ondes en forme de U, orienté dans un sens et dans l'autre et dont les parties de branches orientées parallèlement se rejoignent mutuellement par l'intermédiaire d'une boucle terminale, est disposée avec enroulement en spirale ovale; et une partie de guide d'ondes s'étend depuis la partie active située complètement à l'extérieur de l'une des doubles spirales, de façon exempte de croisement,
jusqu'à la double spirale adjacente.
Les boucles, composées de parties actives rectilignes et de parties de renvoi en forme d'arc de cercle, du guide d'ondes formant la branche de mesure et/ou du guide d'ondes formant la branche de référence ou bien un des résonateurs, sont disposées sous la forme d'au moins une spirale ovale; et une partie de guide d'ondes s'étend depuis la partie active située le plus à l'intérieur en croisant l'autre partie active située d'un côté de la spirale ovale jusqu'à une zone située à l'extérieur de la spirale
ovale -.
Dans le cas o l'interféromètre est agencé comme un interféromètre de Michelson, le dispositif de répartition de lumière et le coupleur de lumière sont combinés structurelbment sous forme d'une seule
configuration de guides d'ondes, et notamment avanta-
geusement comme ce qu'on appelle un coupleur direction-
nel -3 x 3 de type connu comportant trois guides d'ondes disposés l'un à côté de l'autre, sur une longueur définie et avec un espacement assurant le couplage, le guide d'ondes central du coupleur directionnel -3 x 3 représentant la partie d'entrée et les deux autres guides d'ondes du coupleur directionnel -3 x 3 étant suivis d'un côté par la branche de référence pourvue à son extrémité d'un réflecteur ou bien par la branche de référence du guide d'ondes qui est pourvue également à son extrémité d'un réflecteur, et de l'autre côté par les parties de sortie, deux signaux d'interférence, déphasés avantageusement
de 1200, étant obtenus avec les deux parties de sortie.
Lorsque l'interféromètre est agencé comme un interfé-
romètre Mach-Zehnder, le dispositif de répartition de lumière est agencé sous la forme d'une partie de répartition d'un guide d'ondes, un des deux guides d'ondes de répartition étant relié à la branche de mesure et l'autre à la branche de référence; et le coupleur de lumière combinant la branche de mesure avec la branche de référence se présente sous la forme d'un coupleur directionnel de type connu, de
préférence sous la forme de ce qu'on appelle un cou-
pleur directionnel -3 x 3 comportant trois guides d'ondes disposés l'un à côté de l'autre sur une longueur définie avec un espacement permettant le couplage, le guide d'ondes central, à terminaison tronquée, du coupleur directionnel -3 x 3 représentant une des trois parties de sortie et les deux autres guides
d'ondes, situés à l'extérieur, du coupleur direction-
nel -3 x 3 étant suivis d'un côté par la branche de mesure ou bien par la branche de référence du guide d'ondes et de l'autre côté par d'autres parties de sortie, trois signaux d'interférence, déphasés de préférence de 1200, étant obtenus avec l'ensemble
des trois parties de sortie.
il Il est possible d'utiliser un interféromètre conforme à l'invention sous la forme d'un organe de mesure d'allongement, pouvant être appliqué sur la surface d'un composant, sollicité mécaniquement, à la façon d'un bande de mesure d'allongement de type connu, cet organe étant soumis à une déformation du
composant à proximité de sa surface.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de
la description, donnée à titre d'exemple non limitatif,
en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un interféromètre de mesure d'allongement optiquement intégré, du type Michelson, en montrant la liaison des fibres optiques d'entrée et de sortie avec respectivement
une source de lumière laser et un dispositif de détec-
tion, la Figure 2 est une vue en perspective montrant la liaison des fibres optiques d'entrée et de sortie avec la plaque de base de la Figure 1 formant l'interféromètre de mesure d'allongement optiquement intégré, la Figure 3 représente un autre exemple de réalisation d'un interféromètre de mesure d'allongement optiquement intégré, du type Mach- Zehnder, avec renvoi par réflexion des fronts d'ondes dans les boucles à guides d'ondes de la branche de mesure ou de la branche de référence,
la Figure 4 représente un troisième exemple de réalisa-
tion d'un interféromètre de mesure d'allongement optique-
ment intégré, également du type Mach-Zehnder, comportant dans les branches de mesure et de référence des boucles à guides d'ondes se croisant et ayant une forme incurvée dans les parties de renvoi,
la Figure 5 représente un quatrième exemple de réalisa-
tion d'un interféromètre de mesure d'allongement optique-
ment intégré, également du type Mach-Zehnder, comportant dans les branches de mesure et de référence des boucles à guides d'ondes passant dans des doubles spirales ovales, et
la Figure 6 représente un cinquième exemple de réalisa-
tion d'un interféromètre de mesure d'allongement optique- ment intégré, et notamment du type Fabry-Perot, avec
une double structure.
Avant de décrire successivement les diffé-
rents interféromètres de mesure d'allongement optique-
ment intégrés qui ont été représentés sur les Figures, on va initialement préciser quelques particularités ou caractéristiques générales des variantes à deux
rayons lumineux qui ont été représentées Les interféro-
mètres de mesure d'allongement optiquement intégrés comportent, comme un composant tout à fait essentiel, une plaque de base 10, 20, 30 ou 40, dans laquelle
sont intégrés des modèles définis de guides d'ondes.
Les procédés nécessaires à cet égard seront supposés ici comme étant connus Le matériau de la plaque de base est de préférence un verre Il peut cependant s'agir également d'une plaque en silicium, sur laquelle a été formée une couche d'oxyde de silicium, c'est-à-dire une couche de quartz, dans laquelle ont été ensuite intégrés les guides d'ondes Dans la couche de silicium,
il est ensuite possible d'intégrer des éléments semi-
conducteurs électriques En outre, on peut envisager des plaques de base formées de matières semiconductrices ou de polymères transparents Evidemment les plaques de base formées d'un matériau non polymère ne permettent d'obtenir qu'un allongement maximal comparativement petit, d'un ordre de grandeur d'environ 5 xl O 4 et plus mais cependant cela ne constitue pas un inconvénient car, avec les interféromètres de mesure d'allongement optiquement intégrés conformes à l'invention, il est possible de détecter des allongements de valeurs très faibles descendant jusqu'à 10 8, et il est encore toujours possible d'exploiter un domaine de mesures d'allongement couvrant pratiquement quatre puissances de dix Des
plaques de base en matériaux polymères permettent d'obte-
nir un allongement bien supérieur, qui devrait dépasser
la limite d'allongement des matériaux de pièces à contrô-
ler dans la plupart des cas.
Un interféromètre est réalisé avec les guides d'ondes intégrés dans la plaque de base A cet effet, une partie d'entrée 11, 21, 31 ou 41 d'un guide d'ondes s'étend à peu près orthogonalement jusqu'au bord de la plaque de base et elle est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique 51 d'entrée En outre, des parties de sortie 12, 22, 32 ou 42 dans lesquelles sont intégrés des guides d'ondes s'étendent également jusqu'au bord de la plaque de base et sont reliées, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à des fibres optiques de sortie 52 La fibre optique d'entrée 51 transmet une lumière laser provenant d'une source de lumière laser 53; les fibres
optiques de sortie 52 transmettent une lumière d'inter-
férence provenant des parties de sortie à un dispositif de détection 54 Pour pouvoir assurer le couplage non seulement optique mais également mécanique de façon sûre avec la plaque de base, il est prévu une plaque de liaison 57 qui est collée sur le côté inférieur de la plaque de base et qui est pourvue de rainures 58 en V dans lesquelles les fibres optiques 51 et 52 peuvent être insérées et fixées par collage Elles sont ainsi maintenues d'une manière permettant leur sollicitation mécanique Le côté frontal des fibres optiques est collé coaxialement aux extrémités des parties d'entrée ou de sortie de façon à permettre
une transmission de la lumière.
Pour la réalisation d'un interféromètre intégré dans la plaque de base, la lumière d'entrée doit être répartie dans deux voies différentes, notamment d'une part une branche de mesure 15, 25, 35 ou 45 et d'autre part une branche de référence 16, 26, 36 ou 46, de sorte qu'il est prévu dans les différentes variantes
de réalisation des dispositifs correspondants de répar-
tition de lumière La lumière sortant ensuite de la branche de mesure et de la branche de référence doit être soumise à interférence et à cet effet, il est prévu des dispositifs de couplage correspondants qui
sont intégrés dans la plaque de base La lumière d'inter-
férence sera finalement transmise par des fibres optiques
de sortie jusque dans le dispositif de détection.
Une caractéristique commune à tous les inter-
féromètres de mesure d'allongement optiquement intégrés et d'un mode de construction pour deux rayons lumineux
consiste en ce que non seulement la branche de réfé-
rence de l'interféromètre mais notamment la branche de mesure sont intégrées sur toute leur longueur dans la plaque de base et sont disposées sous la forme de
plusieurs boucles comportant des parties actives recti-
lignes et mutuellement parallèles et des parties de renvoi intermédiaires; en outre dans l'ensemble un espacement mutuel minimal et exempt de couplage est maintenu pour toutes les parties actives rectilignes et les parties de renvoi du guide d'ondes intégré formant
la branche de mesure Lors de l'utilisation d'un interfé-
romètre de mesure d'allongement optiquement intégré qui est agencé de cette manière, la plaque de base sera appliquée contre la surface d'une pièce sollicitée mécaniquement en un endroit particulièrement intéressant et à la façon d'une bande de mesure d'allongement à résistance électrique de type conventionnel, de telle sorte que les parties actives rectilignes de la branche de mesure soient orientées parallèlement à la direction de sollicitation et soient allongées ou rétractées en correspondance avec lasollicitation de la pièce Cet allongement ou rétraction en surface peut être mesuré interférométriquement A cet égard, il est possible d'obtenir une très grande résolution dans la mesure d'allongement, de sorte que la pièce doit être seulement relativement peu sollicitée Des allongements de l'ordre de grandeur de 10 peuvent encore être détectés d'une
manière sûre Un autre avantage de la mesure d'allonge-
ment par interférométrie consiste dans l'insensibilité
à des rayonnements électromagnétiques parasites.
Evidemment, la sensibilité de mesure de l'inter-
féromètre de mesure d'allongement optiquement intégré
sera d'autant plus grande qu'il sera possible de dispo-
ser une longueur totale d'autant plus grande de parties actives rectilignes à l'intérieur des boucles de la branche de mesure située dans la plaque de base On pourrait par conséquent envisager d'utiliser la surface disponible de la plaque de base autant que possible complètement pour la disposition des boucles de la branche de mesure et de donner à la branche de référence autant qu'il est possible une longueur nulle, comme cela est classique dans le cas des interféromètres à rayons lumineux libres Avec un tel agencement, les allongements éventuels de la pièce résultant purement de la température devraient alors être obligatoirement compensés par le calcul en faisant intervenir une mesure
de température. Pour se passer d'une telle mesure continue de la température et d'une
compensation par le calcul d'un allongement imputable à la température, il est plus judicieux de disposer également la branche de référence 16, 26, 36 -ou 46 sous forme de plusieurs boucles comportant des parties actives rectilignes 17 ', 27 ', 37 ', 47 ' mutuellement parallèles et des parties de renvoi intermédiaires sur une longueur correspondant à la longueur de la branche de mesure 15, 25, 35, 45 A cet égard, obligatoirement les parties actives rectilignes de la branche de référence doivent être disposées dans la plaque de base dans une direction ayant une neutralité d'influence, en ce qui concerne la technique de mesure d'allongement, sur la direction des parties actives rectilignes de la branche de mesure, en étant orientée de préférence perpendiculairement auxdites parties actives Evidemment, il faut également maintenir dans l'ensemble un espacement mutuel minimal, exempt de couplage, pour les parties actives rectilignes et les parties de renvoi du guide d'ondes intégré qui forme la branche de référence et pour les guides d'ondes de la branche de mesure Dans tous les exemples de
réalisation qui ont été représentés pour les interféromè-
tres de mesure d'allongement optiquement intégrés, il est prévu cet agencement avantageux faisant intervenir des branches de mesure ou de référence de mêmes longueurs
qui sont orientées mutuellement perpendiculairement.
Pour économiser de la place en ce qui concerne la dispo-
sition des boucles de la branche de mesure ou de la branche de référence, les guides d'ondes intégrés doivent pouvoir se croiser sans difficulté Il est ainsi possible de disposer également sur une surface relativement petite de la plaque de base une branche de mesure et
également une branche de référence d'une longueur relati-
vement grande.
L'interféromètre de mesure d'allongement optiquement intégré qui a été représenté seulement en partie sur la Figure 1 ou la Figure 2 est agencé comme un interféromètre de type-Michelson Le dispositif de répartition de lumière et le coupleur de lumière
sont réalisés comme cela est classique pour des inter-
féromètres de type-Michelson avec une seule configura-
tion de guide d'ondes, et notamment dans l'exemple de réalisation représenté sous la forme de ce qu'on appelle un coupleur directionnel -3 x 3 14 Un coupleur directionnel de ce genre comporte trois guides d'ondes 50, disposés l'un à côté de l'autre avec un espacement permettant le couplage sur une longueur définie, le
guide d'ondes central, à terminaison tronquée, du cou-
pleur directionnel représentant la partie d'entrée 11 et les deux autres guides d'ondes étant suivis d'un côté par la branche de mesure 15 ou par la branche de référence 16 et de l'autre côté par les parties de sortie 12 On obtient pour les deux parties de sortie
12 deux signaux d'interférence qui sont déphasés mutuel-
lement d'une fraction définie de période Avantageusement, on s'efforce d'obtenir pour les trois parties de sortie un déphasage de 1200, ce qui peut être produit par un choix approprié de la grandeur de l'espacement de couplage et/ou de la longueur des guides d'ondes qui sont disposés l'un à côté de l'autre avec l'espacement mutuel de couplage; de cette manière il est possible en fonction du choix du nombre des parties de sortie
en relation avec les paramètres favorables d'applica-
tion d'adopter également tout autre déphasage appro-
prié, par exemple un déphasage de 900 Aux extrémités libres de la branche de mesure 15 ou de la branche
de référence 16, il est prévu respectivement un réflec-
teur de mesure 55 ou un réflecteur de référence 56 qui est disposé perpendiculairement au guide d'ondes;
à cet effet, il est possible d'utiliser le bord exté-
rieur, usiné avec précision, de la plaque de base.
Pour l'agencement des boucles de la branche de mesure ou de la branche de référence 16 qui a été choisi sur la Figure 1, il est prévu plusieurs parties actives rectilignes 17 à l'intérieur de la branche de mesure ou 17 ' à l'intérieur de la branche de référence, les parties correspondantes étant jointes respectivement par des parties de renvoi 18 ou 18 ' qui sont incurvées en forme de demi-cercle Les boucles sont disposées en forme de méandres sans rapprochement ni intersection mutuels Les parties actives 17 ' de la branche de réfé-
rence 16 sont orientées comme cela a été précisé-
perpendiculairement aux parties actives correspondantes 17 de la branche de mesure 15 Lors de l'application de l'interféromètre de mesure d'allongement, il faut alors veiller à ce que les parties actives 17 de la branche de mesure 15 soient orientées parallèlement à la direction de sollicitation de la pièce, qui doit
faire l'objet des mesures.
Les exemples de réalisation, représentés sur les Figures 3, 4 et 5, d'interféromètres de mesure d'allongement optiquement intégrés sont agencés comme des interféromètres de type-Mach-Zehnder En conséquence ils comportent un dispositif de répartition de lumière, agencé comme ce qu'on appelle un répartiteur en Y, pour la formation d'interférences; la branche de mesure et la branche de référence seront ainsi respectivement
sollicitées seulement une fois et dans un sens.
Il en résulte évidemment que la résolution n'est pas aussi grande que pour un interféromètre de type-Michelson o la lumière laser passe deux fois dans la branche de mesure et dans la branche de référence mais cependant l'interféromètre de type-Mach-Zehnder offre l'avantage qu'il n'y a pas de lumière quisoit renvoyée en retour des branches de l'interféromètre dans la source de lumière laser, ce qui pourrait provoquer une altération des caractéristiques spectrales du laser La partie d'entrée 21, 31 ou 41 de l'interféromètre de mesure d'allongement des Figures 3, 4 et 5 est suivie par un dispositif intégré de répartition de lumière se présentant sous la forme d'une dérivation 23, 33 ou 43 appelée également fréquemment un répartiteur en Y -, auquel cas un des deux guides d'ondes de dérivation est suivi par la branche de mesure 25, 35 ou 45 et l'autre guide d'ondes de dérivation est suivi par la branche de référence 26, 36 ou 46 Le coupleur de lumiè- re combinant la lumière provenant de la branche de
mesure et la lumière provenant de la branche de référen-
ce est agencé également, dans les exemples de réalisation
représentés ici, sous la forme d'un coupleur direction-
nel -3 x 3 24, 34 ou 44, mais à cet égard on connaît
et on peut utiliser aussi d'autres structures Egale-
ment dans le coupleur directionnel -3 x 3, considéré comme particulièrement avantageux et intervenant dans les exemples précités, il est prévu trois guides d'ondes disposés l'un à côté de l'autre sur une longueur définie avec un espacement de couplage, le guide d'ondes central, à terminaison tronquée, du coupleur directionnel -3 x 3 représentant une des trois parties de sortie 22, 32 ou 42 tandis que les deux autres guides d'ondes, situés à l'extérieur, du coupleur directionnel -3 x 3 sont suivis d'un côté par la branche de mesure ou par la branche de référence et de l'autre côté par d'autres parties de sortie Dans l'ensemble des trois parties de sortie 22 (Figure 3) ou 32 (Figure 4) ou 42 (Figure 5), on
obtient trois signaux d'interférence qui sont mutuelle-
ment déphasés de préférence de 1200 et qui offrent l'avantage d'une détermination exacte de sens de la variation de longueur de la branche de mesure
sous l'effet d'un allongement ou d'une rétraction.
Dans l'exemple de réalisation représenté
sur la Figure 3 pour un interféromètre de mesure d'allon-
gement optiquement intégré, les boucles de la branche de mesure 25 ou de la branche de référence 26 sont
également disposées en forme de méandres, sans intersec-
tion ou rapprochement mutuels; à cet égard, cet exemple de réalisation est agencé d'une manière analogue à celui de la Figure 1 Cependant à la différence de la Figure 1, il est prévu dans l'interféromètre de la Figure 3 que les parties de renvoi entre deux parties actives rectilignes 27 ou 27 ' se suivant à l'intérieur de la branche de mesure ou de la branche de référence soient constituées par une partie de liaison de profil rectiligne et se raccordant, orthogonalement et sans arrondi, avec les parties actives correspondantes et également par un miroir de renvoi qui est disposé
en chaque coin formé par les parties de guides d'ondes.
Notamment, le miroir de renvoi est créé par la surface latérale totalement réfléchissante d'une fente 28 ", usinée dans la plaque de base 20 perpendiculairement à la surface du verre La fente est disposée dans la zone du coin formé par les parties à guides d'ondes avec un angle de 450 par rapport d'une part aux parties actives correspondantes 27 ou 27 ' et d'autre part aux parties de liaison 28 ou 28 ' Du fait que les différentes fentes 28 " doivent être formées avec une très grande précision par rapport aux positions des parties à guides d'ondes et du fait que la réalisation des nombreuses fentes 28 " doit être effectuée par exemple au moyen d'une gravure ionique réactive dans une autre étape compliquée faisant intervenir des masques, la possibilité de formation de parties de renvoi entre les parties actives rectilignes de guides d'ondes doit être considérée simplement comme une variante évidemment envisageable; dans un cas pratique, on exploitera de façon plus sûre l'avantage obtenu par le mode de renvoi, profilé en arc de cercle et exempt de miroirs, qui a été décrit pour les autres exemples de réalisation représentés Il faut encore noter simplement à cet égard qu'il est possible de réaliser, à la place d'un renvoi en forme de demi-cercle,
également un renvoi au moyen de deux arcs correspon-
dants chacun à un quart de cercle.
Dans les exemples de réalisation des Figures 1 et 3, on a évité une intersection des guides d'ondes à l'intérieur des boucles de la branche de mesure ou de la branche de référence Cela n'est cependant pas obligatoire comme on l'a déjà précisé Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 4, il est prévu différents modes d'intersections de
guides d'ondes, ce qui est tout à fait admissible.
Evidemment il peut se produire, sous l'effet d'un nombre relativement grand de telles intersections, un certain amortissement de l'intensité de la lumière
mais cependant, on tient compte généralement facile-
ment d'un tel amortissement en donnant à la lumière
primaire une intensité d'entrée augmentée en corres-
pondance Malgré un amortissement de ce genre, il
est toujours possible de produire des signaux d'inter-
férence encore très nets et pouvant être traités d'une manière sûre Les guides d'ondes intervenant dans l'interféromètre de la Figure 4 se coupent dans la zone des parties incurvées 38 et 38 ' de sorte qu'il
est inévitable qu'il se produise dans ce cas une inter-
section avec angle aigu Cependant une intersection de ce genre est également admissible, pour autant que les angles ne soient pas trop petits On doit obligatoirement éviter des intersections s'effectuant avec un angle de coupe très aplati Dans l'exemple de réalisation de la Figure 4, il se produit une autre intersection de guides d'ondes par le fait que les boucles de la branche de mesure 35 croisent les boucles de la branche de référence 36 de sorte que les parties actives 37 de la branche de mesure croisent à angle
droit les parties actives 37 ' de la branche de référen-
ce Evidemment, la représentation de la Figure 4 a été fortement simplifiée Judicieusement, dans une réalisation concrète, on disposera les différents guides d'ondes en succession bien plus dense et en plus grand nombre de manière à pouvoir disposer sur la plaque de base une longueur totale relativement grande de parties actives rectilignes à l'intérieur des boucles L'agencement de la Figure 4 ferait en sorte qu'on obtiendrait, pour un très grand nombre
de parties actives 37 ou 37 ', un nombre élevé corres-
pondant de zones de croisement.
Pour qu'également dans le cas d'un grand nombre de parties actives, le nombre des zones de croisement de guides d'ondes puisse être non seulement
maintenu petit mais également être évité complète-
ment autant qu'il est possible, conformément à la Figure 5 les boucles de la branche de mesure 45 et/ou celles de la branche de référence 46 sont disposées sous la forme d'au moins une double spirale ovale 59 et 59 ' pour la branche de mesure ou bien 60, 60 ' pour la branche de référence Dans une certaine mesure, on obtient, à partir d'une partie à guide d'ondes orientée dans un sens et dans l'autre et en
forme de U, et dont les branches parallèles se rejoi-
* gnent par l'intermédiaire d'une boucle extrême 69, 69 ', une spirale ovale Dans ce cas, une partie à guide d'ondes 61 ou 61 ' s'étendra depuis la partie active 47 ou 47 ', située le plus à l'extérieur, d'une
des doubles spirales jusqu'à la double spirale adjacen-
te sans qu'il se produise de croisement Evidemment,
dans un exemple de réalisation pratique, il est possi-
ble de disposer beaucoup plus de spires à l'intérieur d'une ovale spirale et également beaucoup plus de spirales l'une à côté de l'autre, de manière à pouvoir disposer au total une très grande longueur globale de parties actives rectilignes de guides d'ondes à l'intérieur des doubles spirales ovales Du fait que les guides d'ondes peuvent être disposés l'un à côté
de l'autre avec un espacement transversal mutuel d'envi-
ron 50 à 150 Fm sans que les ondes lumineuses passant dans les guides d'ondes subissent un couplage mutuel, et du fait qu'il est possible de réaliser des rayons de courbure à peu près du même ordre de grandeur dans les zones de renvoi des guides d'ondes, on se rend
compte nettement qu'il est possible de disposer égale-
ment sur de petites plaques de base, en choisissant une forte densité correspondante de guides d'ondes, des longueurs totales relativement grandes de parties actives rectilignes des guides d'ondes On peut ainsi obtenir facilement une longueur totale cumulée de
parties actives d'environ 50 cm sur une surface d'envi-
ron 1 cm de la plaque de base.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 6, il est prévu à titre d'exemple un interféromètre de mesure d'allongement optiquement
intégré du type-Fabry-Perot opérant en mode réfléchis-
sant ( lignes en traits pleins); ainsi l'interféromè-
tre représenté dans ce cas opère selon un mode à deux rayons lumineux et fait intervenir deux résonateurs
et 76 disposés en parallèle et optiquement fonction-
nels; un résonateur 75 sert aux mesures et l'autre
résonateur 76 sert à la compensation de température.
Comme cela a été précisé, un interféromètre Fabry-Perot fonctionne également avec un seul canal lumineux, qui est représenté par un résonateur, pouvant être mis en résonance ou hors résonance au moyen d'une modification de longueur de quelques fractions de longueurs d'ondes Au moyen de processus d'évaluation appropriés, connus et qui ne sont pas particulièrement
intéressants ici, on peut ou on doit, en cas de modifi-
cation de longueur du résonateur, effectuer un comptage du nombre de passages en résonance et capter également
le sens de passage dans les zones de résonance corres-
pondantes, de telle sorte qu'il est possible d'effec-
tuer un comptage progressif ou dégressif avec le signe correct, en analogie avec le sens de variation de longueur Au moyen d'un mode approprié d'évaluation des signaux, qui est également connu et qui n'a pas besoin d'être expliqué ici de façon plus détaillée,
il est possible de détecter, aussi bien avec l'inter-
féromètre Fabry-Perot de type simple qu'avec celui de type double, d'une manière sûre également de petites
fractions de longueurs d'ondes Si on intègre seule-
ment un résonateur dans la plaque de base, il intervien-
dra alors dans les mesures interférométriques des
allongements ou des rétractions résultant de la tempé-
rature Pour éviter cela, il serait nécessaire, lors de l'utilisation d'un tel interféromètre de mesure d'allongement de type simple, d'effectuer en continu une mesure de la température et d'éliminer par le
calcul, à partir des résultats de mesure obtenus inter-
férométriquement, l'influence d'un allongement ou d'une rétraction qui ont été causés thermiquement Pour éviter cela, il est prévu dans l'interféromètre de mesure d'allongement représenté sur la Figure 6 comme cela a été précisé deux résonateurs 75 et 76 dont l'un, c'est-à-dire le résonateur 76, sert à compenser l'influence de la température Dans ce
cas, on détermine alors seulement la différence d'allon-
gement du résonateur de mesure 75 par rapport au réso-
nateur de compensation 76.
Pour les guides d'ondes intégrés dans la plaque de base 70, une partie d'entrée 71 s'étend jusqu'au bord de la plaque de base et elle est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique d'entrée transmettant de la lumière primaire provenant d'une source de lumière laser, ce qui n'est cependant pas représenté sur la Figure 6 Par l'intermédiaire d'une dérivation 73 en forme de Y, le guide d'ondes disposé du côté d'entrée est divisé En outre, il est prévu deux autres parties,
c'est-à-dire les parties de sortie 72, 72 ', qui s'éten-
dent également jusqu'au bord de la plaque de base.
Respectivement un guide d'ondes divisé et relié à la partie d'entrée ainsi qu'une des deux parties de sortie 72, 72 ', sont réunis, par l'intermédiaire d'un répartiteur en Y respectif 65, 65 ', sous la forme d'un guide d'ondes commun 68, 68 ' Un des résonateurs , 76 est à chaque fois disposé optiquement après ce guide d'ondes commun 68, 68 ' Chacun des résonateurs
précités est constitué d'un miroir 63, 63 ' partielle-
ment transparent, intégré dans la plaque de base et orienté perpendiculairement aux guides d'ondes 68, 68 ', d'un guide d'ondes de résonateur intégré et d'un miroir terminal 64, 64 ', situé à l'autre extrémité du guide d'ondes de résonateur Les guides d'ondes
formant chacun un résonateur sont disposés dans plu-
sieurs boucles comportant des parties actives rectili-
gnes 77, 77 r, mutuellement parallèles, ainsi que des
parties de renvoi intermédiaires de forme incurvée.
En outre, dans l'ensemble un espacement mutuel minimal exempt de couplage est maintenu pour toutes les parties actives rectilignes et les parties de renvoi du guide d'ondes intégré formant un résonateur et également à l'intérieur de chaque résonateur individuel de même qu'entre les deux résonateurs 75 et 76 Les guides
d'ondes des deux résonateurs 75, 76 ont en outre respec-
tivement la même longueur de façon à obtenir les mêmes
variations de longueur de course dans les deux résona-
teurs dans le cas d'allongements ou de rétractions produits thermiquement Pour que le résonateur 76
servant à la compensation de l'influence de la tempé-
rature ait une neutralité d'influence en ce qui concerne la technique de mesure d'allongement, les parties actives rectilignes 77 du résonateur 75 servant à la mesure sont orientées perpendiculairement aux parties actives rectilignes 77 ' du résonateur 76 servant à
la compensation de la température.
En outre, il faut préciser que l'interféromètre de type Fabry-Perot de la Figure 6 peut être conçu, en dehors de la forme de réalisation représentée par des lignes en traits pleins et opérant dans le mode de réflexion, également pour opérer dans le mode de transmission, ce qui est indiqué par des lignes en traits interrompus sur la Figure 6 Dans cette variante de réalisation, les sorties seraient disposées en bas et à gauche des miroirs extrêmes 64, 64 ' et à cet égard, les miroirs extrêmes devraient être conçus de façon à être partiellement transparents Du fait que dans la variante opérant en transmission les
sorties seraient disposées aux extrémités des résona-
teurs 75 et 76, il faudrait évidemment supprimer les parties de sortie 72, 72 ' et les deux répartiteurs en Y 65, 65 ' qui sont représentés en haut sur la Figure 6. Pour les résonateurs 75 et 76, on a choisi une disposition ou mise en place des guides d'ondes qui est modifiée par rapport à l'exemple de réalisation
de la Figure 5 et qui comporte évidemment des croise-
ment de guides d'ondes mais qui permet cependant, malgré le nombre élevé de parties actives, de maintenir à une valeur faible le nombre des endroits de croisement des guides d'ondes En outre, les boucles du résonateur de mesure 75 et celles du résonateur de compensation 76 sont chacune disposées sous la forme de deux spirales
ovales simples 66, 66 ' et 67, 67 ', auquel cas respec-
tivement une partie à guide d'ondes 62 ou 62 ' s'étend depuis la partie active 77 ou 77 ' située le plus loin vers l'intérieur jusqu'à une zone située à l'extérieur des spirales ovales On obtient ainsi un nombre de zones de croisement, correspondant au nombre de spires
des spirales, qui est facilement tolérable.
Claims (10)
1 Interféromètre à deux rayons lumineux, pré-
paré selon la technique de l'optique intégrée, compor-
tant une plaque de base ( 10, 20, 30, 40) o sont inté-
grés des guides d'ondes, interféromètre dans lequel: une partie desdits guides d'ondes intégrés partie d'entrée ( 11, 21, 31, 41) s'étend jusqu'au bord de la plaque de base ( 10, 20, 30, 40) et est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique d'entrée ( 51) transmettant de la lumière primaire provenant d'une source de lumière laser ( 53), et au moins une autre partie desdits guides d'ondes
intégrés (partie(s) de sortie ( 12, 22, 32, 42)) -
s'étend également jusqu'au bord de la plaque de base ( 10, 20, 30, 40) et est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique de sortie ( 52) transmettant une lumière d'interférence à un dispositif de détection ( 54),
en outre il est prévu un dispositif intégré de réparti-
tion de lumière ( dérivation 23, 33, 43), situé après la partie d'entrée ( 11, 21, 31, 41) du guide d'ondes
intégré, en vue de répartir la lumière primaire intro-
duite dans une branche de référence ( 16, 26, 36, 46) et une branche de mesure ( 15,25, 35, 45) des guides d'ondes,
et un coupleur de lumière intégré (coupleur direction-
nel 14, 24, 34, 44), transmettant la lumière provenant de la branche de référence ( 16, 26, 36, 46) et la lumière provenant de la branche de mesure ( 15, 25, , 45) à la ou aux parties de sortie ( 12, 22, 32, 42), interféromètre caractérisé en ce que en outre aussi bien la partie du guide d'ondes formant la branche de référence ( 16, 26, 36, 46) que la partie formant la branche de mesure ( 15, 25, 35, 45) sont respectivement intégrées sur toute leur longueur dans la plaque de base ( 10, 20, 30, 40), au moins la partie du guide d'ondes formant la branche de mesure ( 15, 25, 35, 45) est réalisée avec plusieurs boucles comportant des parties actives ( 17, 27, 37, 47), rectilignes et mutuellement parallèles, ainsi que des parties de renvoi intermédiaires ( 18, 28/ 28 ', 38), un espacement mutuel minimal et exempt de couplage étant maintenu pour toutes les parties actives rectilignes ( 17, 27, 37, 47) et les parties de renvoi ( 18, 28/28 ', 38) du guide d'ondes intégré formant la branche de mesure ( 15, 25, 35, 45), le guide d'ondes formant la branche de référence ( 16, 26, 36, 46) étant agencé et/ou disposé dans la plaque de base ( 10, 20, 30, 40) de telle sorte que, lors d'un allongement de la plaque de base ( 10, ,30,40) dans la direction des parties actives ( 17, 27, 37, 47) de la branche de mesure ( 15, 25, 35, 45), la branche de référence ( 16,26, 36, 46) ait une neutralité d'influence en ce qui concerne la
technique de mesure d'allongement.
2 Interféromètre du type Fabry-Perot pré-
paré selon la technique de l'optique intégrée ( Figure 6), comportant une plaque de base ( 70) dans laquelle sont intégrés des guides d'ondes, interféromètre dans lequel: une partie desdits guides d'ondes intégrés partie d'entrée ( 71) s'étend jusqu'au bord de la plaque de base ( 70) et est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique d'entrée transmettant de la lumière primaire provenant d'une source de lumière laser, et une autre partie desdits guides d'ondes intégrés partie de sortie ( 72) s'étend également jusqu'au bord de la plaque de base ( 70) et est reliée, en cet endroit et pour transmettre la lumière, à une fibre optique de sortie transmettant une lumière d'interférence à un dispositif de détection, en outre il est prévu un organe de combinaison en forme de Y ( répartiteur en Y 65, 65 '), assurant la combinaison de la partie d'entrée ( 71) et de la partie de sortie ( 72) sous forme d'un guide d'ondes commun ( 68, 68 '), il est prévu, optiquement à la suite du guide d'ondes
commun ( 68, 68 ') de l'organe de combinaison <répar-
titeur en Y 65, 65 '), un résonateur ( 75, 76), qui comprend un miroir partiellement transparent ( 63, 63 '), intégré dans la plaque de abase ( 70) et orienté orthogonalement par rapport au guide d'ondes, un guide d'ondes de résonateur intégré et un miroir terminal ( 64, 64 ') disposé à l'autre extrémité du guide d'ondes de résonateur, le guide d'ondes de résonateur étant réalisé sous la forme de plusieurs boucles comportant des parties
actives ( 77, 77 '), rectilignes et mutuellement paral-
lèles, ainsi que des parties de renvoi intermédiaires, un espacement mutuel minimal et exempt de couplage étant maintenu pour toutes les parties actives ( 77, 77 ') et les parties de renvoi du guide d'ondes intégré
formant le résonateur ( 75, 76).
3 Interféromètre selon la revendication 2,
caractérisé par la combinaison des particularités sui-
vantes: il est prévu deux résonateurs ( 75, 76) intégrés dans la plaque de base et comportant des guides d'ondes de résonateurs ayant des longueurs identiques, les guides d'ondes des deux résonateurs ( 75, 76) étant agencés sous forme de plusieurs boucles disposées dans la plaque de base ( 70) et comportant des parties actives rectilignes ( 77, 77 ') mutuellement parallèles et des parties de renvoi intermédiaires, et dans l'ensemble un espacement mutuel minimal et exempt de couplage étant maintenu pour toutes les parties actives rectilignes ( 77, 77 ') et les parties de renvoi aussi bien à l'intérieur de chaque résonateur ( 75, 76) qu'également entre les deux résonateurs ( 75, 76),
les parties actives rectilignes ( 77) d'un des résona-
teurs ( 75) étant disposées dans la plaque de base
( 70) dans une direction ayant une neutralité d'influen-
ce, en ce qui concerne la technique de mesure d'allon-
gement, sur la direction des parties actives rectili-
gnes ( 77 ') de l'autre résonateur ( 76), en étant de préférence orientée perpendiculairement auxdites
parties actives rectilignes.
4 Interféromètre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'également la branche de référence ( 16, 26, 36, 46) est disposée sous la forme de plusieurs boucles comportant des parties actives rectilignes ( 17 ', 27 ', 37 ', 47 ') mutuellement parallèles et des parties de renvoi ( 18 ', 28/28 ', 38 ') situées dans des positions intermédiaires, sur une longueur concordant avec la longueur de la branche de mesure ( 15, 25, 35, 45), les parties actives rectilignes ( 17 ', 27 ', 37 ', 47 ') de la branche de référence ( 16, 26, 36, 46) sont disposées dans la plaque de base ( 10, 20, 30, 40) dans une direction ayant une neutralité d'influence, en ce qui concerne la technique de mesure d'allongement, sur la direction des parties actives rectilignes ( 17, 27, 37, 47) de la branche de mesure ( 15, 25, 35, 45), en étant orientée de préférence perpendiculairement auxdites parties actives, et il est prévu également dans l'ensemble un espacement mutuel minimal et exempt de couplage pour les parties actives rectilignes ( 17 ', 27 ', 37 ', 47 ') et les parties de renvoi ( 18 ', 28/28 ', 38 ') du guide d'ondes intégré formant la branche de référence ( 16, 26, 36, 46) et pour les parties actives rectilignes ( 17, 27, 37, 47) et les parties de renvoi ( 18, 28/28 ', 38) de la branche de mesure ( 15, 25, 35, ). Interféromètre selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que les parties de renvoi entre deux parties actives rectilignes, se suivant mutuellement ( 17, 27, 37, 47 ou 17 ', 27 ', 37 ', 47 ') à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de mesure ( 15, 25, 35, 45) ou bien à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de référence ( 16, 26, 36, 46), sont créées respectivement par une partie incurvée en forme de demi-cercle ( 18, 38 ou 18 ', 38 ') ou bien par une paire de parties incurvées en forme d'arc de cercle, disposées symétriquement et entre lesquelles est prévue une partie rectiligne
de liaison.
6 Interféromètre selon une des revendications
1 à 4, caractérisé en ce que les parties de renvoi entre deux parties actives rectilignes ( 27, 27 '), qui se suivent à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de mesure ( 25) ou bien à l'intérieur du guide d'ondes intégré formant la branche de référence ( 26), sont créées respectivement par une partie de
liaison ( 28, 28 ') également rectiligne et reliée, ortho-
gonalement et sans arrondi, aux parties actives corres-
pondantes ( 27, 27 ') et par des miroirs de renvoi qui sont disposés en chacun des deux coins ainsi formés par les parties de guides d'ondes, les miroirs de renvoi étant créés pour leur part par la surface latérale réfléchissante, de préférence totalement réfléchissante, d'une fente respective ( 28 ") formée dans la plaque de base ( 28) perpendiculairement à la surface du verre et avec un angle de 450 par rapport aux parties actives correspondantes ( 27, 27 ') et aux parties de liaison
( 28, 28 ') ( Figure 3).
7 Interféromètre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les boucles, composées des parties actives rectilignes et des parties de renvoi en arc de cercle, du guide d'ondes formant la branche de mesure
( 45) et/ou du guide d'ondes formant la branche de réfé-
rence ( 46) sont disposées sous la forme d'au moins une double spirale ovale ( 59, 59 ' ou 60, 60 '), dans laquelle un guide d'ondes en forme de U, orienté dans un sens et dans l'autre et dont les parties de branches orientées parallèlement se rejoignent mutuellement par l'intermédiaire d'une boucle terminale ( 69, 69 '), est disposé avec enroulement en spirale ovale et en ce qu'une partie de guide d'ondes ( 61 ou 61 ') s'étend
depuis la partie active située complètement à l'exté-
rieur ( 47 ou 47 ') de l'une des doubles spirales ( 59, 59 ' ou 60, 60 '), de façon exempte de croisement, jusqu'à la double spirale adjacente ( 59, 59 ' ou 60, 60 ') (Figure ). 8 Interféromètre selon la revendication 5, caractérisé en ce que les boucles, composées de parties actives rectilignes et de parties de renvoi en forme d'arc de cercle, du guide d'ondes formant la branche de mesure et/ou du guide d'ondes formant la branche de référence ou bien un des résonateurs ( 75, 76), sont disposées sous la forme d'au moins une spirale ovale ( 66, 66 ' ou 67, 67 '), et en ce qu'une partie de guide d'ondes ( 62, 62 ') s'étend depuis la partie active située le plus à l'intérieur ( 77, 77 ') en croisant l'autre partie active située d'un côté de la spirale ovale
( 66, 66 ' ou 67, 67 ') jusqu'à une zone située à l'exté-
rieur de la spirale ovale ( 66, 66 ' ou 67, 67 ') (Figure
6).
9 Interféromètre selon la revendication
1 ou 4, caractérisé en ce que, dans le cas o l'interfé-
romètre est agencé comme un interféromètre de Michelson ( Figures 1 ou 2), le dispositif de répartition de lumière et le coupleur de lumière sont combinés structu- relement sous forme d'une seule configuration de guides d'ondes, et notamment avantageusement comme ce qu'on appelle un coupleur directionnel 3 x 3 de type connu ( 14) comportant trois guides d'ondes ( 50) disposés l'un à côté de l'autre, sur une longueur définie et avec un espacement assurant le couplage, le guide d'ondes
central du coupleur directionnel 3 x 3 ( 14) représen-
tant la partie d'entrée ( 11) et les deux autres guides d'ondes du coupleur directionnel 3 x 3 ( 14) étant
suivis d'un côté par la branche de référence ( 15) pour-
vue à son extrémité d'un réflecteur ( 55) ou bien par la branche de référence ( 16) du guide d'ondes qui est pourvue également à son extrémité d'un réflecteur ( 56), et de l'autre côté par les parties de sortie ( 22), deux signaux d'interférence, déphasés avantageusement de 120 , étant obtenus avec les deux parties de sortie
( 12).
Interféromètre selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que, lorsque l'interféromètre est agencé comme un interféromètre Mach-Zehnder (Figures 3, 4 ou 5), le dispositif de répartition de lumière est agencé sous la forme d'une partie de répartition ( 23, 33, 43) d'un guide d'ondes, un des deux guides d'ondes de répartition étant relié à la branche de mesure ( 25, 35, 45) et l'autre à la branche de référence
( 26, 36, 46), et en ce que le coupleur de lumière combi-
nant la branche de mesure ( 25, 35, 45) avec la branche de référence ( 26, 36, 46) se présente sous la forme d'un coupleur directionnel de type connu, de préférence
sous la forme de ce qu'on appelle un coupleur direction-
nel 3 x 3 ( 24, 34, 44) comportant trois guides d'ondes disposés l'un à côté de l'autre sur une longueur définie avec un espacement permettant le couplage, le guide d'ondes central, à terminaison tronquée, du coupleur directionnel 3 x 3 ( 24, 34, 44) représentant une des trois parties de sortie ( 22, 32, 42) et les deux autres guides d'ondes, situés à l'extérieur, du coupleur directionnel -3 x 3 ( 24, 34, 44) étant suivis d'un côté par la branche de mesure ( 25, 35, 45) ou bien par la branche de référence ( 26, 36, 46) du guide d'ondes et de l'autre côté par d'autres parties de sortie ( 22, 32, 42), trois signaux d'interférence, déphasés de préférence de 1200, étant obtenus avec l'ensemble des
trois parties de sortie ( 22, 32, 42).
11 Utilisation d'un interféromètre selon une
des revendications 1, 2, 3 ou 4 sous la forme d'un
organe de mesure d'allongement, pouvant être appliqué sur la surface d'un composant, sollicité mécaniquement, à la façon d'une bande de mesure d'allongement de type connu, cet organe étant soumis à une déformation du
composant à proximité de sa surface.
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