FR2826809A1 - Unite de source de lumiere a longueur d'onde variable - Google Patents
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Abstract
Une unité de source de lumière à longueur d'onde variable permettant d'émettre une lumière de sortie d'une longueur d'onde arbitraire qui est sélectionnée dans une section de source de lumière à longueur d'onde variable (1) comporte un atténuateur optique variable (2) qui est placé sur le côté de sortie de la section de source de lumière à longueur d'onde variable et un circuit de commande (4) pour commander la valeur d'atténuation de l'atténuateur optique variable en réponse à une sortie de lumière qui est produite en séparant une partie de la lumière de sortie.
Description
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ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention
La présente invention concerne une unité de source de lumière à longueur d'onde variable qui est utilisée pour évaluer et fabriquer un système de communication optique ainsi qu'un dispositif optique.
La présente invention concerne une unité de source de lumière à longueur d'onde variable qui est utilisée pour évaluer et fabriquer un système de communication optique ainsi qu'un dispositif optique.
2. Description de l'art antérieur
Une unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon l'art antérieur fera l'objet d'une discussion par report à la figure 2.
Une unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon l'art antérieur fera l'objet d'une discussion par report à la figure 2.
Sur la figure 2, l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon l'art antérieur est entourée par une ligne en pointillés.
L'unité de source de lumière à longueur d'onde variable inclut une section de source de lumière à longueur d'onde variable 11, un photocoupleur 13, une photodiode (PD) de surveillance de puissance optique 17 et un circuit de commande de courant de pilotage 14.
Selon la configuration de la figure 2, une sortie de la section de source de lumière à longueur d'onde variable 11 est émise par l'intermédiaire du photocoupleur 13 depuis une section de sortie de l'unité de source de lumière.
Une partie de la lumière de sortie qui est séparée par le photocoupleur 13 est appliquée dans la photodiode (PD) de surveillance de puissance optique 17.
La sortie de la PD de surveillance de puissance optique 17 est appliquée dans le circuit de commande de courant de pilotage 14 qui commande alors le courant de pilotage de la section de source de lumière à longueur d'onde variable 11en réponse à la sortie de la PD de surveillance de puissance 17, d'où ainsi la commande à une valeur constante de la lumière qui est émise en sortie depuis la section de sortie de l'unité de source de lumière.
La section de source de lumière à longueur d'onde variable 11 présente une configuration telle que représentée sur la figure 3.
Sur la figure 3, un index de référence 31 représente une diode laser (LD). Une lumière qui est produite en faisant en sorte qu'un courant électrique circule à l'intérieur de la diode laser 31 est amenée à arriver en incidence sur un réseau de diffraction 33 en passant au
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travers d'une lentille 32 selon un angle d'incidence prédéterminé.
Une lumière à longueur d'onde spécifique de la lumière qui arrive en incidence sur le réseau de diffraction 33 est réfléchie sur un réflecteur (un miroir) 34 et elle est émise en sortie à nouveau par l'intermédiaire du réseau de diffraction 33, de la lentille 32, de la diode laser 31 et d'une lentille 36.
Selon la configuration de la figure 3, la longueur d'onde de sortie est sélectionnée lorsque l'angle du miroir 34 est réglé au moyen d'un moteur 35.
Cependant, la caractéristique de sortie de lumière de la section de source de lumière à longueur d'onde variable 11 de la figure 3 présente une dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde selon laquelle une puissance de sortie Pout de la lumière de sortie varie en fonction de la longueur d'onde de la lumière de sortie comme indiqué par la ligne en pointillés en (2-a) de la figure 2 (si le courant de pilotage de la diode laser 31 est rendu constant).
Il est souhaitable que la caractéristique de sortie de la source de lumière à longueur d'onde variable soit une caractéristique plane indépendante de la longueur d'onde, comme indiqué par la ligne en trait plein.
On considère que la cause de cette non planéité peut être l'effet de la variation de la caractéristique de commande du système de commande qui est générée par une fluctuation de la température ambiante, l'effet d'une variation d'indice de réfraction qui est générée par une variation de la température locale de la diode laser qui est provoquée par le courant électrique qui circule à l'intérieur de la diode laser etc...
Jusqu'à ce jour, afin d'assurer la caractéristique plane comme indiqué au moyen de la ligne en trait plein en (2-a) de la figure 2 sans dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde selon laquelle la puissance de la lumière de sortie de la diode laser varie en fonction de la longueur d'onde comme indiqué par la ligne en pointillés en (2-a) de la figure 2, une partie de la lumière de sortie a été appliquée en retour pour commander le courant de pilotage de la diode laser.
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Cependant, selon la technique de la figure 2, afin de corriger la longueur d'onde et le niveau de sortie, le courant de pilotage de la diode laser est commandé, ce qui débouche sur un facteur qui altère la stabilité de la longueur d'onde de la lumière de sortie.
Plus particulièrement, afin de corriger la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde du niveau de sortie de lumière, la valeur de courant de pilotage de la diode laser est modifiée, ce qui a pour effet qu'une plage large de longueurs d'onde est également inhibée.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Un objet de l'invention consiste à proposer une précision de longueur d'onde de sortie de lumière stable sur une large plage de longueurs d'onde tandis que le niveau de sortie de lumière d'une unité de source de lumière à longueur d'onde variable est maintenu constant.
Un objet de l'invention consiste à proposer une précision de longueur d'onde de sortie de lumière stable sur une large plage de longueurs d'onde tandis que le niveau de sortie de lumière d'une unité de source de lumière à longueur d'onde variable est maintenu constant.
Conformément à l'invention, on propose une unité de source de lumière à longueur d'onde variable permettant d'envoyer une lumière de sortie d'une longueur d'onde arbitraire sélectionnée dans une section de source de lumière à longueur d'onde variable, l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable comprenant : un atténuateur optique variable sur le côté de sortie de la section de source de lumière à longueur d'onde variable ; et un circuit de commande (un circuit de commande d'atténuateur optique variable) pour commander la valeur d'atténuation de l'atténuateur optique variable en réponse à une sortie de lumière obtenue en séparant une partie de la lumière de sortie. Ainsi, l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable qui peut assurer une précision de longueur d'onde de sortie de lumière stable sur une large plage de longueurs d'onde tandis que le niveau de sortie de lumière de l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable est maintenu constant peut être proposée.
Une diode laser à semiconducteur de la section de source de lumière à longueur d'onde variable est pilotée au moyen d'un courant constant et ainsi, la valeur de courant de pilotage de la diode laser à semiconducteur est constante, ce qui a pour effet qu'une large plage
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de longueurs d'onde n'est pas inhibée.
Le circuit de commande réalise une commande de retour en réponse à la lumière de sortie qui est séparée par un photocoupleur et il inclut un compensateur pour évacuer par annulation une dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde du système de retour. Par conséquent, la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde qui est générée par l'effet du photocoupleur 3, de la PD de surveillance de puissance optique 7 etc... peut être évacuée par annulation.
Une caractéristique pour évacuer par annulation la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde du photocoupleur et d'une photodiode de surveillance de puissance optique formant le système de retour au moyen du compensateur est stockée au préalable dans une table. Par conséquent, la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde du photocoupleur 3, de la PD de surveillance de puissance optique 7 etc... peut être aisément évacuée par annulation.
Afin de modifier la valeur d'atténuation dans l'atténuateur optique variable, l'amplitude de la tension qui est superposée sur la tension de commande peut également être modifiée pour modifier le niveau de la lumière de sortie.
Un élément à effet photoélectrique du type pilotage par application de tension est utilisé en tant qu'atténuateur optique variable et ainsi, par comparaison avec un atténuateur optique variable qui présente une structure mécanique, l'élément à effet photoélectrique peut réagir à une variation de tension appliquée à une vitesse élevée en termes de variation de la valeur d'atténuation de la lumière.
Par conséquent, si le balayage en termes de longueurs d'onde de la source de lumière à longueur d'onde variable est accéléré, il devient possible de corriger la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde en suivant la vitesse, et le temps de mesure peut être raccourci.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est un schéma permettant de représenter la configuration d'une unité de source de lumière à longueur d'onde variable de l'invention ;
La figure 1 est un schéma permettant de représenter la configuration d'une unité de source de lumière à longueur d'onde variable de l'invention ;
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la figure 2 est un schéma permettant de représenter la configuration d'une unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon un art antérieur ; et la figure 3 est un schéma permettant de représenter la configuration d'une section de source de lumière à longueur d'onde variable.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE LA PRÉSENTE INVENTION
La présente invention sera décrite par report aux dessins annexés. Une unité de source de lumière à longueur d'onde variable de l'invention fera l'objet d'une discussion par report à la figure 1.
La présente invention sera décrite par report aux dessins annexés. Une unité de source de lumière à longueur d'onde variable de l'invention fera l'objet d'une discussion par report à la figure 1.
Sur la figure 1, l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable de l'invention est entourée par une ligne en pointillés.
L'unité de source de lumière à longueur d'onde variable inclut une section de source de lumière à longueur d'onde variable 1, un circuit de courant constant 6, un atténuateur optique variable 2, un photocoupleur 3, une photodiode (PD) de surveillance de puissance optique 7, une table de correction de dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde 5 et un circuit de commande d'atténuateur optique variable 4.
Selon la configuration de la figure 1, la section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 est pilotée par le circuit de courant constant 6. La sortie de la section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 est émise par l'intermédiaire de l'atténuateur optique variable 2 et du photocoupleur 3 à l'extérieur.
L'atténuateur optique variable 2 atténue (commande) la lumière qui est émise en sortie depuis la section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 en réponse au niveau de la lumière de sortie qui est séparée au moyen du photocoupleur 3 et la valeur d'atténuation est modifiée en réponse à la tension en provenance du circuit de commande d'atténuateur optique variable 4.
Le circuit de commande d'atténuateur optique variable 4 détecte une partie de la lumière de sortie qui est séparée par le photocoupleur 3 par l'intermédiaire de la PD de surveillance de puissance optique 7. La PD de surveillance de puissance optique 7
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convertit la lumière séparée par le photocoupleur 3 en un signal électrique proportionnellement au niveau de la lumière séparée. Le circuit de commande d'atténuateur optique variable 4 émet un signal électrique pour commander la lumière de sortie de l'atténuateur optique variable 2, en fonction du signal électrique reçu de la PD de surveillance de puissance optique 7. Le circuit de commande d'atténuateur optique variable 4 fournit le signal électrique à l'atténuateur optique variable 2 de sorte que la puissance de la lumière de sortie devient constante.
La table de correction de dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde 5 est une table de correction qui est utilisée pour corriger la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde, laquelle provient du photocoupleur 3 et de la PD de surveillance de puissance optique 7, lorsque la tension de commande sur l'atténuateur optique variable 2 est générée.
La section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 présente la configuration qui est représentée sur la figure 3 selon laquelle un index de référence 31 représente une diode laser (LD).
Une lumière qui est produite en faisant en sorte qu'un courant électrique circule dans la diode laser 31 est amenée à arriver en incidence sur un réseau de diffraction 33 au travers d'une lentille 32 selon un angle d'incidence prédéterminé.
Une lumière à longueur d'onde spécifique de la lumière qui arrive en incidence sur le réseau de diffraction 33 est réfléchie sur un réflecteur (un miroir) 34 puis est émise en sortie à nouveau par l'intermédiaire du réseau de diffraction 33, de la lentille 32, de la diode laser 31 et d'une lentille 36.
Selon la configuration de la figure 3, la longueur d'onde de sortie est sélectionnée conformément à un angle du miroir 34 qui est réglé au moyen d'un moteur 35.
Puis le fonctionnement de l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable de l'invention décrite par report à la figure 1 est comme suit.
La caractéristique de la puissance de sortie de la lumière qui
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est émise en sortie depuis la section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 en relation avec la longueur d'onde de la figure 1 présente une dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde comme indiqué par une ligne en trait plein en (1-a) de la figure 1 si la diode laser est seulement pilotée au moyen du circuit de courant constant 6.
Il est supposé que la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde provenant du photocoupleur 3 et de la PD de surveillance de puissance optique 7 est une caractéristique comme indiqué par la ligne en trait plein en (1-c) de la figure 1.
Dans ce cas, une caractéristique qui est indiquée par la ligne en trait plein en (1-d) de la figure 1 (caractéristique inverse) est préétablie dans la table de correction de dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde 5 afin de rendre plane la caractéristique qui provient du photocoupleur 3 et de la PD de surveillance de puissance optique 7, comme indiqué par la ligne en trait plein en (1-c) de la figure 1.
Conformément à la configuration de la figure 1, pour commencer, le courant de pilotage qui est appliqué sur la diode laser de la section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 est maintenu constant et ainsi, une précision de longueur d'onde de lumière de sortie large plage et stable est assurée.
La caractéristique de la lumière de sortie de la section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 en relation avec la longueur d'onde devient la caractéristique qui est indiquée par la ligne en trait plein en (1-a) de la figure 1.
Une partie de la lumière de sortie de la section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 qui traverse l'atténuateur optique variable 2 et le photocoupleur 3 pour arriver à l'extérieur de l'unité de source de lumière est appliquée en retour.
Afin de réaliser cela, la lumière séparée du photocoupleur 3 est appliquée dans le circuit de commande d'atténuateur optique variable 4 par l'intermédiaire de la PD de surveillance de puissance optique 7 pour modifier la tension de commande de l'atténuateur optique variable 2.
Lorsque la commande de retour est réalisée, la caractéristique
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de la lumière de sortie en provenance d'une section de sortie de l'unité de source de lumière en relation avec la longueur d'onde doit devenir une caractéristique plane comme indiqué par la ligne en trait plein en (1-b) de la figure 1.
Cependant, puisque le photocoupleur 3 et la PD de surveillance de puissance optique 7 formant le système de retour sont également la cause d'une dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde comme représenté en (1-c) de la figure 1, si la commande de retour est simplement réalisée, la caractéristique plane précise comme selon (1b) de la figure 1 n'est pas produite.
Dans le système de retour, le circuit de commande d'atténuateur optique variable 4 lit la valeur de la table de correction de dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde 5 et est activé de manière à évacuer par annulation la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde du photocoupleur 3 et de la PD de surveillance de puissance optique 7 et ainsi, la caractéristique de la lumière de sortie en relation avec la longueur d'onde peut être rendue plane comme indiqué par la ligne en trait plein en (1-b) de la figure 1.
Si la commande de retour est réalisée de telle sorte qu'une sortie du photocoupleur 3 et de la PD de surveillance de puissance optique 7 est simplement rendue constante, la sortie de lumière en provenance de l'unité de source de lumière ne devient pas constante du fait que le photocoupleur 3 et la PD de surveillance de puissance optique 7 sont la cause d'une dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde.
Afin de rendre la sortie constante, la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde du photocoupleur 3 et de la PD de surveillance de puissance optique 7 est mesurée au préalable, une table de correction est constituée et une différence est obtenue et ainsi, la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde du photocoupleur 3 et de la PD de surveillance de puissance optique 7 peut être évacuée par annulation.
Comme représenté sur la figure 3, des sauts de la longueur d'onde de lumière de sortie générés par un changement de mode de l'état d'oscillation, appelés sauts de mode (variation discontinue)
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surviennent difficilement moyennant le principe selon lequel la section de source de lumière à longueur d'onde variable présente un calage de mode.
Cependant, si la section de source de lumière à longueur d'onde variable de la figure 3 est utilisée pour configurer l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable comme représenté sur la figure 2, des sauts de mode se produisent du fait que le courant de pilotage de la diode laser fluctue largement comme décrit ci-avant.
A l'opposé, l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable de l'invention pilote le courant de pilotage de la diode laser au moyen du circuit de courant constant de telle sorte que la survenue de sauts de mode peut être minimisée.
Si les sauts de mode sont éliminés, la longueur d'onde de la lumière de sortie peut être modifiée (balayée) en continu.
Par conséquent, lorsque la fonction de balayage continu de la longueur d'onde de la lumière de sortie est utilisée pour mesurer la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde de parties optiques qui sont utilisées au niveau de communications optiques etc..., il est également rendu possible de mesurer de façon précise une variation de longueur d'onde davantage abrupte.
En tant qu'exemple spécifique de l'atténuateur optique variable 2, un atténuateur optique variable qui utilise un élément à effet photoélectrique présentant une transmissivité qui est modifiée suite à l'application d'une tension est disponible.
Par comparaison avec un atténuateur optique variable qui présente une structure mécanique, l'atténuateur optique variable qui utilise un élément à effet photoélectrique peut réagir à une variation de la tension appliquée à une vitesse élevée selon une variation de valeur d'atténuation de la lumière.
Par conséquent, un tel élément à effet photoélectrique du type pilotage par application de tension est adopté pour l'atténuateur optique variable de l'invention et ainsi, si le balayage en termes de longueurs d'onde de la source de lumière à longueur d'onde variable est accéléré, il est rendu possible de corriger la dépendance vis-à-vis
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de la longueur d'onde en suivant la vitesse, et le temps de mesure peut être raccourci.
Selon l'invention, l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable pour envoyer une lumière de sortie d'une longueur d'onde arbitraire qui est sélectionnée dans une section de source de lumière à longueur d'onde variable 1 comprend : un atténuateur optique variable 2 sur le côté de sortie de la section de source de lumière à longueur d'onde variable ; et un circuit de commande (circuit de commande d'atténuateur optique variable) 4 pour commander la valeur d'atténuation de l'atténuateur optique variable en réponse à une sortie de lumière qui est produite en séparant une partie de la lumière de sortie. Par conséquent, l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable qui permet d'assurer une précision en termes de longueur d'onde de sortie de lumière stable sur une large plage de longueurs d'onde tandis que le niveau de sortie de lumière de l'unité de source de lumière à longueur d'onde variable est maintenu constant peut être proposée.
Selon l'invention, une diode laser à semiconducteur de la section de source de lumière à longueur d'onde variable est pilotée au moyen d'un courant constant et ainsi, la valeur de courant de pilotage de la diode laser à semiconducteur est constante, ce qui assure qu'une plage large de longueurs d'onde n'est pas inhibée.
Selon l'invention, le circuit de commande réalise une commande de retour en réponse à une lumière de sortie qui est séparée par un photocoupleur et il inclut un compensateur pour évacuer par annulation une dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde d'un système de retour. Par conséquent, la dépendance vis-àvis de la longueur d'onde qui est générée par l'effet du photocoupleur 3, de la PD de surveillance optique 7 etc... peut être évacuée par annulation.
Selon l'invention, une caractéristique pour évacuer par annulation la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde qui est générée par l'effet du photocoupleur et d'une photodiode de surveillance de puissance optique formant le système de retour au
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moyen du compensateur est stockée au préalable dans une table. Par conséquent, la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde qui est générée par l'effet du photocoupleur 3, de la PD de surveillance optique 7 etc... peut être aisément évacuée par annulation.
Selon l'invention, afin de faire varier la valeur d'atténuation dans l'atténuateur optique variable, l'amplitude de la tension qui est superposée sur la tension de commande peut être également modifiée pour modifier le niveau de la lumière de sortie.
Selon l'invention, un élément à effet photoélectrique du type à pilotage par application de tension est utilisé en tant qu'atténuateur optique variable et ainsi, par comparaison avec un atténuateur optique variable qui présente une structure mécanique, l'élément à effet photoélectrique peut réagir à une variation de tension appliquée à une vitesse élevée selon une variation de la valeur d'atténuation de lumière.
Par conséquent, si le balayage en termes de longueur d'onde de la source de lumière à longueur d'onde variable est accéléré, il est rendu possible de corriger la dépendance vis-à-vis de la longueur d'onde en suivant la vitesse, et le temps de mesure peut être raccourci.
Claims (8)
1. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable caractérisée en ce qu'elle comprend : une source de lumière à longueur d'onde variable (1) pour sélectionner une longueur d'onde de lumière et pour émettre en sortie la lumière qui présente la longueur d'onde ; un atténuateur optique variable (2) pour atténuer la lumière en provenance de la section de source de lumière à longueur d'onde variable (1 ) ; et un circuit de commande (4) pour commander la valeur d'atténuation de la lumière obtenue au moyen de l'atténuateur optique variable (2) en réponse à un niveau de la lumière.
2. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon la revendication 1, caractérisée en ce que la source de lumière à longueur d'onde variable (1) comprend une diode laser à semiconducteur pour émettre une lumière et la diode laser à semiconducteur est pilotée par un courant constant (6).
3. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un photocoupleur (3) pour séparer la lumière en provenance de l'atténuateur optique variable (2) selon une lumière de sortie et une lumière de retour, où le circuit de commande (4) réalise une commande de retour en réponse à la lumière de retour qui est séparée par le photocoupleur (3).
4. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon la revendication 3, caractérisée en ce que le circuit de commande (4) inclut un compensateur pour évacuer par annulation une dépendance d'un système de retour par rapport à la longueur d'onde.
5. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une photodiode de surveillance de puissance optique (7) pour émettre
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un signal électrique au circuit de commande en réponse au niveau de la lumière de retour.
6. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon la revendication 5, caractérisée en ce que le compensateur inclut une table (5) pour stocker à l'avance des caractéristiques pour évacuer par annulation la dépendance du photocoupleur (3) et de la photodiode de surveillance de puissance optique (7) vis-à-vis de la longueur d'onde.
7. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valeur d'atténuation dans l'atténuateur optique variable (2) est modifiée afin de modifier le niveau de la lumière destinée à être émise en sortie.
8. Unité de source de lumière à longueur d'onde variable selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'atténuateur optique variable (2) est un élément à effet photoélectrique du type pilotage par application de tension.
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