FR2753276A1

FR2753276A1 - Continuous frequency Sweep Laser Unit for Laser Interferometry

Info

Publication number: FR2753276A1
Application number: FR9611168A
Authority: FR
Inventors: Abdeslam Hafidi; Pierre Pfeiffer; Edouard Schmidtlin; Patrick Meyrueis
Original assignee: Universite Louis Pasteur Strasbourg I
Current assignee: Universite Louis Pasteur Strasbourg I
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-03-13
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: FR2753276B1

Abstract

The continuous frequency sweep laser unit has a laser source (SL) which is swept across a frequency band. The source feeds a two channel interferometer. The first channel has an interferometric object (Iobj) measuring an unknown distance (Dobj). The second channel has a reference interferometer (Iref) with a distance step (Dref). Dimensional measurement can be taken with the unit.

Description

La présente invention se rapporte à un télémètre interférométrique à balayage continu en fréquence ainsi qu'à un procédé de mise en oeuvre de l'interféromètre. The present invention relates to an interferometric rangefinder with continuous frequency scanning and to a method of implementing the interferometer.

La télémétrie laser interférométrique met en oeuvre une source laser et un système interférométrique optique ainsi qu'un ensemble de détection et de comptabilisation des franges en vue de la mesure des distances. Interferometric laser telemetry implements a laser source and an optical interferometric system as well as a set of detection and counting of the fringes for the measurement of the distances.

Dans les télémètres classiques, la source laser alimente un interféromètre optique dit de
Michelson. Une partie de l'amplitude de la source laser est envoyée sur l'un et l'autre des deux bras de l'interféromètre par l'intermédiaire d'une lame séparatrice semi-transparente. La distance inconnue à mesurer est déterminée par la variation de phase de l'onde résultante sur l'ensemble de détection placé en sortie de l'interféromètre.In conventional rangefinders, the laser source feeds an optical interferometer known as
Michelson. Part of the amplitude of the laser source is sent to one and the other of the two arms of the interferometer via a semi-transparent separating plate. The unknown distance to be measured is determined by the phase variation of the resulting wave on the detection assembly placed at the output of the interferometer.

La variation de phase peut être réalisée selon deux principes de mesure mettant en oeuvre des variables différentes. The phase variation can be carried out according to two measurement principles using different variables.

Le premier principe concerne la mesure de la modification de la différence de chemin optique. Il s'agit d'une méthode classique de mesure à l'aide d'un interféromètre optique. Elle requiert un étalonnage du zéro par une manipulation initiale. The first principle concerns the measurement of the modification of the optical path difference. It is a classic method of measurement using an optical interferometer. It requires zero calibration by initial manipulation.

Au cours de cette manipulation, on amène le miroir mobile de l'interféromètre à une première position où la différence de chemin optique est nulle, c'est-à-dire à une position pour laquelle les trajets optiques entre les deux bras de l'interféromètre et la déviatrice sont identiques. Il s'agit de la position sans interférence qui correspond au zéro de l'instrument. Classiquement, lorsqu'on éloigne le miroir mobile de cette première position, on assiste à un défilement de raies dites franges d'interférence sur l'ensemble de détection. During this manipulation, the movable mirror of the interferometer is brought to a first position where the difference in optical path is zero, that is to say to a position for which the optical paths between the two arms of the interferometer and deflector are identical. This is the interference-free position that corresponds to the zero of the instrument. Conventionally, when the movable mirror is moved away from this first position, there is a movement of lines called interference fringes on the detection assembly.

La distance à mesurer est proportionnelle au nombre de ces franges. Dans le facteur de proportionnalité figure également la valeur de la longueur d'onde de l'émission laser. Ainsi, la mesure de distance ne peut être effectuée qu'à la condition de connaître la longueur d'onde d'émission de la source laser utilisée, et la précision de mesure dépend de celle avec laquelle on connaît cette longueur d'onde. The distance to be measured is proportional to the number of these fringes. The proportionality factor also includes the value of the wavelength of the laser emission. Thus, the distance measurement can only be carried out on condition of knowing the emission wavelength of the laser source used, and the measurement accuracy depends on that with which this wavelength is known.

Or, la mesure précise de la longueur d'onde de la lumière s'avère notablement difficile et nécessite un appareil de mesure coûteux. La mise en oeuvre de ce premier principe nécessite également l'utilisation d'un moteur et d'un système d'entraînement du miroir mobile, solution particulièrement encombrante.However, the precise measurement of the wavelength of light is remarkably difficult and requires an expensive measuring device. The implementation of this first principle also requires the use of a motor and a mobile mirror drive system, a particularly bulky solution.

Selon le second principe, l'objet est à distance fixe de l'interféromètre et on fait varier la longueur d'onde d'émission de la source laser utilisée. According to the second principle, the object is at a fixed distance from the interferometer and the emission wavelength of the laser source used is varied.

On assiste également à un défilement de franges d'interférence qui permet, après comptabilisation, de mesurer la distance avec une certaine précision. Cette mesure dépend une nouvelle fois de la connaissance de la longueur d'onde de la lumière utilisée, et sa précision de celle avec laquelle on connaît la longueur d'onde.There is also a scrolling of interference fringes which makes it possible, after accounting, to measure the distance with a certain precision. This measurement again depends on the knowledge of the wavelength of the light used, and its accuracy of that with which one knows the wavelength.

D'autre part, pour faire varier la longueur d'onde de la lumière utilisée, une solution consiste à moduler le courant d'alimentation de la source laser. On the other hand, to vary the wavelength of the light used, one solution consists in modulating the supply current of the laser source.

Cette solution entraîne une limitation de la plage d'accord continu du système, sous peine de voir apparaître des phénomènes de non-linéarité dans le fonctionnement de la source laser. La plage d'accord continu étant plus faible, le nombre de franges qui défilent et qui peuvent être comptabilisées est moins important, et le télémètre finalement moins précis.This solution leads to a limitation of the continuous tuning range of the system, on pain of seeing the appearance of non-linearity phenomena in the operation of the laser source. As the continuous tuning range is smaller, the number of fringes which scroll and which can be counted is less, and the rangefinder ultimately less precise.

Une autre solution, dite à cavité externe de
Littrow, comporte un réseau de diffraction que l'on fait pivoter autour d'un axe. Le réseau ne renvoie vers la diode qu'une étroite bande spectrale permettant de sélectionner la longueur d'onde d'émission de la source laser. Cette solution nécessite cependant un réglage précis et ne présente pas de sortie constante. D'autre part, le système, peu sélectif, ne permet généralement pas un fonctionnement monomode et nécessite d'intercaler un élément plus sélectif entre la source laser et le réseau, d'où un encombrement du système important.Another solution, called an external cavity of
Littrow, has a diffraction grating that is rotated around an axis. The grating only sends back to the diode a narrow spectral band making it possible to select the emission wavelength of the laser source. This solution however requires precise adjustment and does not have a constant output. On the other hand, the system, which is not very selective, generally does not allow a single-mode operation and requires to interpose a more selective element between the laser source and the network, which results in a large bulk of the system.

La présente invention a pour but de s'affranchir de la mesure de la longueur d'onde dans la mesure interférométrique laser de la distance et d'effectuer le balayage en longueur d'onde de façon mécanique tout en gardant le courant d'alimentation de la diode constant. The object of the present invention is to dispense with the measurement of the wavelength in the laser interferometric measurement of the distance and to carry out the scanning in wavelength mechanically while keeping the supply current of the constant diode.

A cet effet, elle se rapporte à un télémètre laser interférométrique caractérisé en ce qu'il se compose d'une source laser à balayage continu en fréquence alimentant un système interférométrique optique à deux voies, une voie comprenant un interféromètre objet pour la mesure de la distance inconnue, et l'autre voie comprenant un interféromètre de référence muni d'une distance étalon, les signaux issus de ces deux interféromètres étant exploités après détection par une unité informatique en vue de la détermination de la distance absolue indépendamment de la longueur d'onde d'émission de la source laser et de sa plage d'accord continu. To this end, it relates to an interferometric laser rangefinder characterized in that it consists of a laser source with continuous scanning frequency supplying an optical interferometric system with two channels, one channel comprising an object interferometer for measuring the unknown distance, and the other channel comprising a reference interferometer provided with a standard distance, the signals from these two interferometers being processed after detection by a computer unit for the determination of the absolute distance independently of the length of emission wave of the laser source and its continuous tuning range.

Les deux principaux avantages de ce nouveau type de télémètre laser interférométrique portent sur . une précision de mesure ne dépendant que de celle de
l'interféromètre de référence et de la précision du
comptage des franges d'interférence . la possibilité d'utiliser une simple diode laser dans
sa version commerciale la moins chère.The two main advantages of this new type of interferometric laser rangefinder relate to. measurement accuracy depending only on that of
the reference and accuracy interferometer
counting interference fringes. the possibility of using a simple laser diode in
its cheapest commercial version.

On peut citer également au titre des avantages . l'interféromètre n'est pas sensible aux dérives
lentes en longueur d'onde d'émission de la source
laser obtention d'une mesure absolue de distance très
précise on évite le recours à un appareil de mesure de la
longueur d'onde on utilise des composants courants non spécifiques et
moins encombrants on n'a pas besoin de mesurer la plage d'accord
continu en longueur d'onde.One can also cite under the advantages. the interferometer is not sensitive to drift
slow emission wavelength from the source
laser obtaining an absolute distance measurement very
precise it avoids the use of a device for measuring the
wavelength we use non-specific current components and
less bulky we don't need to measure the tuning range
continuous in wavelength.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins qui représentent la figure 1 un schéma général montrant la
constitution du télémètre laser interférométrique
selon l'invention ; la figure 2 le schéma de la source laser à balayage
en fréquence la figure 3 une figure géométrique illustrant le
principe de fonctionnement de la cavité de la source
laser ; . la figure 4 une représentation schématique du
principe de balayage en fréquence . les figures 5 à 7 des vues schématiques représentant
le procédé de comptage des franges.Other characteristics and advantages of the invention will appear in the description which follows, given by way of example and accompanied by the drawings which represent FIG. 1, a general diagram showing the
constitution of the interferometric laser rangefinder
according to the invention; Figure 2 the diagram of the scanning laser source
in frequency Figure 3 a geometric figure illustrating the
operating principle of the source cavity
laser; . Figure 4 a schematic representation of
frequency scanning principle. Figures 5 to 7 schematic views showing
the fringe counting process.

On décrira tout d'abord le télémètre interférométrique conforme à la présente invention dans sa généralité en référence à la figure 1. The interferometric rangefinder according to the present invention will be described first of all in general with reference to FIG. 1.

Celui-ci se compose d'une source laser SL dont le milieu actif est constitué par une diode laser
DL du commerce. La diode laser DL est interchangeable selon la longueur d'onde à laquelle on veut travailler, par exemple 780, 1300 ou 1500 nm, et sa plage de gain actif est de l'ordre de 2 à 3 % autour de sa longueur d'onde d'émission nominale. This consists of a laser source SL whose active medium consists of a laser diode
DL of commerce. The DL laser diode is interchangeable according to the wavelength at which one wants to work, for example 780, 1300 or 1500 nm, and its active gain range is of the order of 2 to 3% around its wavelength nominal emission.

Le montage interférométrique se poursuit par une lame séparatrice BS divisant le faisceau de sortie de la source laser SL en deux voies. Conformément à la caractéristique principale de l'invention, la première voie comprend un interféromètre objet Iobj pour la mesure de la distance inconnue Dobi, et la deuxième voie comprend un interféromètre de référence IRef muni d'une distance étalon DRef
L'interféromètre de référence IRef est réalisé en un matériau à faible coefficient de dilatation thermique, par exemple du zérodur ULE. Il doit être calibré, constant, et isolé thermiquement vis-à-vis du milieu extérieur. Ces objectifs sont d'autant plus faciles à atteindre que la distance étalon DRef est petite, typiquement de l'ordre de 20 cm.The interferometric assembly is continued by a separating plate BS dividing the output beam of the laser source SL into two channels. In accordance with the main characteristic of the invention, the first channel comprises an object interferometer Iobj for measuring the unknown distance Dobi, and the second channel comprises a reference interferometer IRef provided with a standard distance DRef
The IRef reference interferometer is made of a material with a low coefficient of thermal expansion, for example ULE zerodur. It must be calibrated, constant, and thermally insulated from the outside environment. These objectives are all the easier to achieve when the standard distance DRef is small, typically of the order of 20 cm.

Le système optique est complété par un isolateur IS permettant d'isoler la source laser SL de toute contre-réaction optique provenant des interféromètres objet Iobj et de référence 1Ref
Les sorties optiques des interféromètres Iobj et IRef sont couplées chacune à un détecteur DE relié à l'entrée d'une unité informatique PC via une carte d'acquisition permettant, grâce à un programme adapté, de comptabiliser les franges d'interférence comme décrit plus en détail ci-dessous.The optical system is completed by an IS isolator making it possible to isolate the laser source SL from any optical feedback coming from the object interferometers Iobj and of reference 1Ref
The optical outputs of the Iobj and IRef interferometers are each coupled to a DE detector connected to the input of a computer unit PC via an acquisition card allowing, thanks to a suitable program, to account for the interference fringes as described more in detail below.

Comme représenté sur la figure 1, la distance Dobj à déterminer se situe entre la séparatrice de 1'interféromètre objet Iobj et un rétroréflecteur RR, par exemple le coin d'un cube ou un miroir destiné à être porté par un objet situé à la distance à mesurer. As shown in FIG. 1, the distance Dobj to be determined is located between the separator of the object interferometer Iobj and a retroreflector RR, for example the corner of a cube or a mirror intended to be carried by an object located at the distance to measure.

Grâce au télémètre selon la présente invention, on peut effectuer une mesure absolue de la distance Dobj indépendamment de la longueur d'onde d'émission de la source laser SL et de sa plage d'accord continu. Il n'est plus nécessaire, comme c'est le cas en métrologie classique, de référencer un zéro après par exemple une coupure du faisceau ou une panne d'alimentation de la source laser. On peut ainsi mesurer la distance objet Dobj sans avoir à bouger le rétroréflecteur et retrouver le même résultat immédiatement après interruption. Thanks to the range finder according to the present invention, an absolute measurement of the distance Dobj can be carried out independently of the emission wavelength of the laser source SL and of its continuous tuning range. It is no longer necessary, as is the case in conventional metrology, to reference a zero after, for example, a cut in the beam or a power failure of the laser source. We can thus measure the object distance Dobj without having to move the retroreflector and find the same result immediately after interruption.

Ce résultat est atteint grâce à l'utilisation de l'interféromètre de référence IRef. On démontre en effet que la variation de l'onde résultante quand on fait varier la longueur d'onde d'émission de la source laser SL de X à X + AX engendre un défilement d'un nombre N de franges devant le détecteur donné par
N = ~~~ = 2nD ## (1)
2x X2 où # est la phase de l'intensité au niveau du détecteur, n l'indice moyen du milieu de propagation, et
D la distance à mesurer.This result is achieved through the use of the IRef reference interferometer. It is shown in fact that the variation of the resulting wave when the emission wavelength of the laser source SL is varied from X to X + AX generates a scrolling of a number N of fringes in front of the detector given by
N = ~~~ = 2nD ## (1)
2x X2 where # is the intensity phase at the detector, n the mean index of the propagation medium, and
D the distance to be measured.

Dans le cas du vide, n=l et la distance D à mesurer peut être exprimée en termes de fréquence
c
D = N (2) 2##
Les distances objet Dobi et de référence DRef s'expriment alors par
c
Dobi = Nobi (3) 2Av
c
DRef = NRef (4) 2## où Nobj est le nombre de franges qui défilent devant le détecteur DE couplé à l'interféromètre objet Iobj, et
NRef est le nombre de franges qui défilent devant le détecteur DE couplé à l'interféromètre de référence 1Obj
En effectuant le rapport membre-à-membre des deux équations (3) et (4) ci-dessus, on trouve une relation simple indépendante de la longueur d'onde d'émission de la source laser SL entre les quatre paramètres Dobi, DRef, Nobi et NRef
NObj
Dobi = DRef --- (s)
NRef
Finalement, le programme de l'unité informatique PC détermine le rapport Nobj/NRef et connaissant DRef, on peut calculer la valeur de la distance objet Dobi. In the case of vacuum, n = l and the distance D to be measured can be expressed in terms of frequency
vs
D = N (2) 2 ##
The object distances Dobi and reference DRef are then expressed by
vs
Dobi = Nobi (3) 2Av
vs
DRef = NRef (4) 2 ## where Nobj is the number of fringes which pass in front of the DE detector coupled to the object interferometer Iobj, and
NRef is the number of fringes which pass in front of the DE detector coupled to the reference interferometer 1Obj
By performing the member-to-member relationship of the two equations (3) and (4) above, there is a simple relationship independent of the emission wavelength of the laser source SL between the four parameters Dobi, DRef , Nobi and NRef
NObj
Dobi = DRef --- (s)
NRef
Finally, the computer unit PC program determines the Nobj / NRef ratio and knowing DRef, we can calculate the value of the object distance Dobi.

On examinera maintenant en détail la source laser SL à balayage continu en fréquence en référence aux figures 2 à 4. The laser source SL with continuous frequency scanning will now be examined in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

La configuration retenue pour la source laser
SL est une configuration dite de Littmann. Cette configuration permet d'obtenir une largeur de raie très faible, et donc une grande longueur de cohérence. Grâce à cette configuration, un fonctionnement monomode peut être obtenu sur une certaine plage de longueur d'onde.The configuration chosen for the laser source
SL is a so-called Littmann configuration. This configuration makes it possible to obtain a very small line width, and therefore a long coherence length. Thanks to this configuration, single-mode operation can be obtained over a certain wavelength range.

La cavité externe est constituée d'un réseau de diffraction RD qui diffracte la lumière vers un miroir de réglage M. Ce dernier réfléchit la longueur d'onde X qui arrive normalement à sa surface vers le réseau RD qui va lui-même renvoyer celle-ci dans la diode laser DL. The external cavity is made up of a RD diffraction grating which diffracts the light towards an adjustment mirror M. The latter reflects the wavelength X which normally arrives at its surface towards the RD grating which will itself return this ci in the DL laser diode.

L'onde incidente arrive avec un angle a par rapport à la normale au réseau de diffraction RD. The incident wave arrives at an angle a with respect to the normal to the RD diffraction grating.

L'angle P de l'onde diffractée tombant normalement sur la surface du miroir M est donné par la relation suivante x
sin a + sin ss = n - (6)
a où a est le pas du réseau, par exemple 1.200 ou 2.400 traits/mn, et X est la longueur d'onde du mode sélectionné.The angle P of the diffracted wave normally falling on the surface of the mirror M is given by the following relation x
sin a + sin ss = n - (6)
a where a is the pitch of the network, for example 1,200 or 2,400 lines / min, and X is the wavelength of the selected mode.

Comme représenté sur la figure 4, la largeur de la zone de gain (courbe A) de la diode laser DL et la disposition des modes de la cavité externe (courbe
B) déterminent les longueurs d'onde pouvant être amplifiées. Pour un angle P donné, la courbe de réflectivité du réseau (courbe C) est alignée avec l'un des modes de la cavité externe susceptible d'être amplifié.As shown in Figure 4, the width of the gain zone (curve A) of the DL laser diode and the arrangement of the modes of the external cavity (curve
B) determine the wavelengths that can be amplified. For a given angle P, the network reflectivity curve (curve C) is aligned with one of the modes of the external cavity capable of being amplified.

Durant le balayage, le mode choisi de la cavité externe doit rester centré sur le pic de réflectivité du réseau RD pour éviter les sauts de modes. Cette condition est vérifiée en effectuant simultanément un pivotement et un déplacement axial du miroir M. Le pivotement du miroir M modifie en effet la longueur d'onde X sélectionnée par le réseau RD, alors que son déplacement axial permet de conserver le mode choisi de la cavité externe. Or, on démontre facilement que la composition d'un pivotement et d'une translation est un pivotement par rapport à un axe extérieur AE. During scanning, the chosen mode of the external cavity must remain centered on the reflectivity peak of the RD network to avoid mode jumps. This condition is verified by simultaneously carrying out a pivoting and an axial displacement of the mirror M. The pivoting of the mirror M indeed modifies the wavelength X selected by the network RD, while its axial displacement makes it possible to preserve the chosen mode of the external cavity. However, it is easily demonstrated that the composition of a pivot and a translation is a pivot relative to an external axis AE.

C'est pourquoi, afin d'obtenir un balayage continu en longueur d'onde sans saut de mode, la position de l'axe
AE doit être choisie de telle sorte que le mouvement réalisé par le miroir M soit la composition synchrone d'un pivotement qui permet de modifier la longueur d'onde, et d'une translation qui permet la conservation du mode.This is why, in order to obtain a continuous wavelength scan without mode jump, the position of the axis
AE must be chosen so that the movement produced by the mirror M is the synchronous composition of a pivoting which makes it possible to modify the wavelength, and a translation which allows the conservation of the mode.

Le pivotement du miroir M autour de l'axe extérieur AE est réalisé mécaniquement au moyen d'un translateur TR tel qu'un actuateur piézoélectrique. The pivoting of the mirror M around the external axis AE is carried out mechanically by means of a translator TR such as a piezoelectric actuator.

Celui-ci déplace le miroir M de façon continue selon un mouvement alterné de va-et-vient entre deux positions limites pré-établies qui déterminent la plage d'accord continu sans saut de mode de la longueur d'onde d'émission de la diode laser DL.This moves the mirror M continuously in an alternating back-and-forth movement between two preset limit positions which determine the continuous tuning range without mode jump of the emission wavelength of the DL laser diode.

Le balayage en longueur d'onde s'effectuant de façon mécanique, le courant d'alimentation de la diode est maintenu constant, régulé par un circuit de contrôle automatique du courant CAC. On adjoint à ce circuit un circuit de contrôle automatique de la température CAT. L'ensemble est complété par une lentille de collimation LC qui permet d'éviter les phénomènes de divergence du faisceau à la sortie de la diode laser DL. As the wavelength scanning takes place mechanically, the diode supply current is kept constant, regulated by an automatic CAC current control circuit. An automatic temperature control circuit CAT is added to this circuit. The assembly is completed by a collimating lens LC which makes it possible to avoid the phenomena of divergence of the beam at the output of the laser diode DL.

La figure 3 est une figure géométrique illustrant le principe de fonctionnement de la cavité externe sur laquelle sont représentées deux positions successives P et ss' du miroir M distantes de Ass. Durant le balayage, l'angle d'incidence a est conservé. Le pivotement du miroir M autour de son axe extérieur AE modifie continûment la longueur d'onde d'émission de la diode de X à X'. Ce pivotement permet en effet de modifier à la fois la longueur de la cavité externe de
L=lo+l à L'=lo+l' et l'angle de diffraction de P à P'.Figure 3 is a geometric figure illustrating the operating principle of the external cavity on which are represented two successive positions P and ss' of the mirror M distant from Ass. During the scanning, the angle of incidence a is preserved. The pivoting of the mirror M around its external axis AE continuously modifies the emission wavelength of the diode from X to X '. This pivoting makes it possible to modify both the length of the external cavity of
L = lo + l to L '= lo + l' and the diffraction angle from P to P '.

On s'intéresse maintenant au comptage du nombre de franges d'interférence en référence aux figures 5 à 7. We are now interested in counting the number of interference fringes with reference to FIGS. 5 to 7.

Le comptage des franges d'interférence est effectué pendant un intervalle de temps At= t2 -t1 correspondant à une variation bA de la longueur d'onde d'émission X de la source laser SL (figure 5). Pendant cet intervalle, on observe une variation des phases
Obj et Ref (figures 6 et 7) des ondes résultantes sur les détecteurs DE reliés aux interféromètres objet Iobj et de référence IRéf respectivement. Ces signaux sont mémorisés puis traités par un programme consacré dans l'unité informatique PC. Le nombre de périodes des signaux ssObj et Ref correspond au nombre de franges d'interférence Nobj et NRef recherchés, d'où l'on déduit ensuite le rapport Nobj/NRef permettant d'accéder à la distance Dobj à mesurer. La précision de la mesure dépend donc du nombre de points pris par période pour déterminer le nombre de périodes des signaux ssObj et < kRef
La présente invention se rapporte également à une méthode de mesure de distance au moyen du télémètre interférométrique laser selon l'invention. Cette méthode procède des différentes étapes suivantes.The counting of the interference fringes is carried out during a time interval At = t2 -t1 corresponding to a variation bA of the emission wavelength X of the laser source SL (FIG. 5). During this interval, we observe a variation of the phases
Obj and Ref (Figures 6 and 7) of the resulting waves on the DE detectors connected to the object interferometers Iobj and of reference IRef respectively. These signals are stored and then processed by a dedicated program in the computer unit PC. The number of periods of the signals ssObj and Ref corresponds to the number of interference fringes Nobj and NRef sought, from which the Nobj / NRef ratio is then deduced allowing access to the distance Dobj to be measured. The accuracy of the measurement therefore depends on the number of points taken per period to determine the number of periods of the signals ssObj and <kRef
The present invention also relates to a method of measuring distance using the laser interferometric rangefinder according to the invention. This method proceeds from the following different steps.

Le montage installé, la diode laser est alimentée pour émettre à sa longueur d'onde nominale, puis on actionne le mécanisme d'entraînement du miroir mobile de la cavité externe pour générer un balayage continu en fréquence. Le miroir est pivoté autour d'un axe extérieur, de sorte que son déplacement sur un arc de cercle est la composition d'une translation et d'un pivotement sur lui-même. Ce déplacement permet de générer un balayage continu en fréquence de la diode laser sans saut de mode du mode choisi à un mode adjacent de la cavité externe. Once the assembly is installed, the laser diode is supplied with power to emit at its nominal wavelength, then the drive mechanism of the movable mirror of the external cavity is actuated to generate a continuous frequency sweep. The mirror is pivoted around an external axis, so that its displacement on an arc of a circle is the composition of a translation and a pivoting on itself. This displacement makes it possible to generate a continuous frequency sweep of the laser diode without jumping from the mode chosen to a mode adjacent to the external cavity.

La mesure est effectuée après une excursion de fréquence minimale. Les franges qui défilent sont comptabilisées par l'unité informatique qui convertira ces nombres de franges en distance absolue par rapport à une distance de référence donnée par l'interféromètre de référence. The measurement is made after a minimum frequency excursion. The fringes which pass by are counted by the computer unit which will convert these numbers of fringes into absolute distance with respect to a reference distance given by the reference interferometer.

On dispose alors d'emblée d'une information directe et absolue concernant la distance inconnue à mesurer. We then have direct and absolute information straight away concerning the unknown distance to be measured.

Claims

1. Laser interferometric range finder comprising a laser source and an interferometer-object interferometer assembly, characterized in that the laser source (SL) is continuously scanning the frequency, and in that it feeds a two-way interferometric system, one channel comprising the object interferometer (1obi) for measuring the unknown distance (Dobj) and the other channel comprising a reference interferometer (IRef) provided with a standard distance (DRef>.

2. Rangefinder according to claim 1, characterized in that the signals from the two object (Iobj) and reference (IRef) interferometers are used after detection by a computer unit (PC) for an absolute determination of the distance ( Dobj) to measure.

3. Rangefinder according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the active medium of the laser source (SL) consists of a laser diode (DL) with an external cavity.

4. Rangefinder according to claim 3, characterized in that the external cavity consists of a diffraction grating (RD) which diffracts the light towards an adjustment mirror (M), the latter reflecting the incoming wavelength X perpendicular to its surface towards the network (RD) which will itself send it back into the laser diode (DL).

5. Rangefinder according to claim 4, characterized in that the adjustment mirror (M) pivots about an external axis (AE).

6. Rangefinder according to claim 5, characterized in that the displacement of the mirror (M) is carried out by means of a translator (TR).

7. Rangefinder according to claim 6, characterized in that the translator (TR) is a piezoelectric actuator.

8. Rangefinder according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the nominal wavelength of the laser diode (DL) is equal to 780, 1,300 or 1,500 nm.

9. Rangefinder according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the reference interferometer (IR) is made of a material with a low coefficient of thermal expansion, and in that its length does not exceed 20 cm .

10. A method of measuring a distance using a laser interferometric rangefinder comprising an object interferometer and a reference interferometer, characterized in that one selects one of the possible modes of the external cavity and in that that the frequency of the incident beam is continuously varied so that the chosen mode remains centered on the reflectivity peak of the grating, in that the signals at the output of the interferometers are detected, and in that counts the fringes relative to a reference given by the reference interferometer, in order to provide an absolute value of the distance to be measured relative to the fixed reference distance.