FR2849919A1 - Spectral component injecting/subtracting device for optical fiber, has programmable controller sending input light flow from micro mirror of optoelectronic system towards dispersive system to direct light flow towards output fiber - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif d'injection - soustraction deThe present invention relates to an injection device - subtraction of
composantes spectrales pour fibres optiques. spectral components for optical fibers.
La Figure 1 est une représentation schématique d'un système d'analyse spectrale à fibres optiques tel que mis en oeuvre dans un dispositif de l'art 5 antérieur. Une fibre optique d'entrée 1 ayant une extrémité 2 et destinée à transporter un flux lumineux d'entrée 3 comportant n composantes spectrales à des longueurs d'onde centrales différentes (X1, 12,..., Xn) éclaire un réseau de diffraction 4. Ce réseau 4 sépare spatialement le flux lumineux d'entrée 3 qui est reçu par n fibres optiques 5 placées dans un plan de sortie. Ces n fibres 5 lo définissent une ou n composantes spectrales. Figure 1 is a schematic representation of a fiber optic spectral analysis system as implemented in a device of the prior art. An input optical fiber 1 having one end 2 and intended to transport an input light flux 3 comprising n spectral components at different central wavelengths (X1, 12, ..., Xn) lights a diffraction grating 4. This network 4 spatially separates the input light flux 3 which is received by n optical fibers 5 placed in an output plane. These n fibers 5 lo define one or n spectral components.
Bien que parfaitement opérationnels, les dispositifs existants ont l'inconvénient de ne pas être facilement modifiables puisqu'ils sont réglés par construction. Leur ajustement nécessite des réglages optiques précis et difficiles à réaliser, entraînant des cots élevés. Although perfectly operational, the existing devices have the drawback of not being easily modifiable since they are regulated by construction. Their adjustment requires precise optical adjustments which are difficult to carry out, resulting in high costs.
L'objectif de la présente invention est donc de proposer un dispositif simple dans sa conception et dans son mode opératoire permettant la modification de la répartition spectrale des flux lumineux transportés par des fibres optiques. Cette modification est alors réalisable de différentes façons (bandes sélectionnées, balayage spectral, ...) et avantageusement 20 reconfigurable en un temps très court sans qu'aucun réglage optique ne soit nécessaire. Le dispositif permet d'irradier également plusieurs jeux de fibres optiques séparément ou simultanément. The objective of the present invention is therefore to propose a simple device in its design and in its operating mode allowing the modification of the spectral distribution of the light fluxes transported by optical fibers. This modification can then be carried out in different ways (selected bands, spectral scanning, etc.) and advantageously reconfigurable in a very short time without any optical adjustment being necessary. The device also makes it possible to irradiate several sets of optical fibers separately or simultaneously.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'injection - soustraction de composantes spectrales pour fibres optiques comportant: - au moins une fibre optique d'entrée ayant une extrémité et destinée à transporter un flux lumineux d'entrée comportant au moins une composante spectrale, chacune des composantes spectrales ayant une longueur d'onde centrale différente (X1, 12,..., Xn), - au moins une fibre optique de sortie ayant une extrémité et destinée à 30 transporter un flux lumineux de sortie ayant au moins une des composantes spectrales dudit flux lumineux d'entrée, - au moins un système dispersif recevant au moins un desdits flux lumineux d'entrée issus desdites fibres optiques d'entrée, Selon l'invention, il comporte un système optoélectronique recevant les 35 composantes spectrales des flux lumineux d'entrée séparées par lesdits systèmes dispersifs, ledit système étant placé dans un plan optiquement conjugué des extrémités des fibres optiques d'entrée et de sortie et comprenant: * des premiers moyens de direction des flux lumineux, chacun 5 desdits moyens de direction étant montés sur des moyens d'orientation individuels, l'ensemble étant monté sur un support, * des moyens de commande électroniques programmables desdits moyens d'orientation, permettant l'envoi d'au moins une composante spectrale d'un des flux lumineux 1o d'entrée issus dudit système optoélectronique vers des deuxièmes moyens de direction des flux lumineux de sortie pour diriger lesdits flux lumineux vers les fibres optiques de sortie. To this end, the invention relates to an injection device - subtraction of spectral components for optical fibers comprising: - at least one input optical fiber having one end and intended for transporting an input light flux comprising at least one component spectral, each of the spectral components having a different central wavelength (X1, 12, ..., Xn), - at least one output optical fiber having one end and intended to transport an output light flux having at least one of the spectral components of said input light flux, - at least one dispersive system receiving at least one of said input light flux from said input optical fibers, According to the invention, it comprises an optoelectronic system receiving the 35 spectral components input light fluxes separated by said dispersive systems, said system being placed in an optically conjugate plane of the ends of the input optical fibers ée and exit and comprising: * first means of direction of the luminous fluxes, each 5 of the said direction means being mounted on individual orientation means, the assembly being mounted on a support, * programmable electronic control means of the said orientation means, allowing the sending of at least one spectral component of one of the 1o light fluxes input from said optoelectronic system to second means of directing the light fluxes output to direct said light fluxes towards the optical fibers Release.
La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être 15 considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles: - les premiers moyens de direction des flux lumineux comportent des micromiroirs, - les premiers moyens de direction des flux lumineux comprennent des 20 systèmes dispersifs, - chacun des premiers moyens de direction des flux lumineux reçoit une seule composante spectrale des flux lumineux d'entrée, - les deuxièmes moyens de direction des flux lumineux de sortie comprennent des miroirs, - les deuxièmes moyens de direction des flux lumineux de sortie comportent des systèmes dispersifs, - les systèmes dispersifs comprennent des réseaux de diffraction, - les réseaux de diffraction sont utilisés en montage soustractif, - les fibres optiques de sortie sont placées dans des plans de sortie 30 différents, - il a une profondeur de champ susceptible d'être adaptée par le système optoélectronique, - il ne comprend qu'une fibre optique d'entrée destinée à transporter un ensemble de flux lumineux d'entrée à des longueurs d'ondes centrales différentes (X1, 12,..., Xn), une fibre optique de sortie destinée à transporter un desdits flux lumineux et il constitue alors un spectromètre à fibres optiques. The present invention also relates to the characteristics which will emerge during the description which follows and which will have to be considered in isolation or according to all their technically possible combinations: - the first means of directing the luminous flux comprise micromirrors, - the first means of direction of the luminous fluxes comprise dispersive systems, - each of the first means of directing the luminous fluxes receives a single spectral component of the input luminous fluxes, - the second means of directing the luminous fluxes of output comprise mirrors, - the second means for directing the light output flows comprise dispersive systems, - the dispersive systems comprise diffraction gratings, - the diffraction gratings are used in subtractive mounting, - the optical exit fibers are placed in different exit planes, - it has a depth of field likely to be re adapted by the optoelectronic system, - it only includes an input optical fiber intended to transport a set of input light fluxes at different central wavelengths (X1, 12, ..., Xn), an output optical fiber intended to transport one of said light fluxes and it then constitutes a spectrometer with optical fibers.
L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un système d'analyse spectrale de l'art antérieur décrit plus haut; -la figure 2 est une représentation schématique du dispositif d'injection soustraction, selon l'invention; - la figure 3a) est une représentation schématique d'un 10 spectromètre à balayage sans pièce mobile, selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention et pour une première configuration des micromiroirs. La Fig. 3b) montre le signal d'entrée et le signal de sortie dudit spectromètre; - la figure 4a) est une représentation schématique d'un 15 spectromètre à balayage sans pièce mobile, selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention et pour une deuxième configuration des micromiroirs. La Fig. 4b) montre le signal d'entrée et le signal de sortie dudit spectromètre; - la figure 5 est une représentation schématique d'un dispositif 20 d'injection-soustraction multiplexeur-demultiplexeur, selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 6 représente schématiquement un dispositif d'injection soustraction dans un mode de réalisation de l'invention. La Fig. 6a) montre ledit dispositif avec son enveloppe protectrice. La Fig. 6b) représente 25 schématiquement une coupe suivant l'axe A - A dudit dispositif. La Fig. 6c) montre le signal de sortie du dispositif d'injection - soustraction dans différents modes de mise en oeuvre de l'invention en tant que filtre optique programmable; La présente invention vise à réaliser un dispositif de sélection en 30 longueurs d'onde couplé à des fibres optiques, facilement reconfigurable sans nécessiter de réglage optique. On cherche à sélectionner au moins une composante spectrale de longueur d'onde ?4 d'un flux lumineux d'entrée 3 issu d'au moins une fibre optique d'entrée 1 pour soit l'injecter dans au moins une fibre optique de sortie 5, soit la rejeter. Le dispositif présenté est donc un 35 dispositif d'injection - soustraction de composantes spectrales pour fibres optiques. D'autres objets et réalisations de l'invention seront explicités dans la description qui suit en combinaison avec les dessins annexés. The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic representation of a spectral analysis system of the prior art described above; FIG. 2 is a schematic representation of the subtraction injection device, according to the invention; FIG. 3a) is a schematic representation of a scanning spectrometer without moving part, according to a first embodiment of the invention and for a first configuration of the micromirrors. Fig. 3b) shows the input signal and the output signal of said spectrometer; FIG. 4a) is a schematic representation of a scanning spectrometer without moving part, according to a first embodiment of the invention and for a second configuration of the micromirrors. Fig. 4b) shows the input signal and the output signal of said spectrometer; - Figure 5 is a schematic representation of a multiplexer-demultiplexer injection-subtraction device 20, according to a second embodiment of the invention; - Figure 6 schematically shows a subtraction injection device in one embodiment of the invention. Fig. 6a) shows said device with its protective envelope. Fig. 6b) schematically represents a section along the axis A - A of said device. Fig. 6c) shows the output signal of the injection - subtraction device in different embodiments of the invention as a programmable optical filter; The present invention aims to provide a selection device in 30 wavelengths coupled to optical fibers, easily reconfigurable without requiring optical adjustment. We seek to select at least one spectral component of wavelength 4 4 of an input light flux 3 from at least one input optical fiber 1 for either injecting it into at least one output optical fiber 5, or reject it. The device presented is therefore an injection - subtraction device for spectral components for optical fibers. Other objects and embodiments of the invention will be explained in the description which follows in combination with the accompanying drawings.
Le dispositif d'injection - soustraction de composantes spectrales pour fibres optiques, selon l'invention, comprend au moins une fibre optique d'entrée 5 1 ayant une extrémité 2 et destinée à transporter un flux lumineux d'entrée 3 comportant au moins une composante spectrale, chacune des composantes spectrales ayant une longueur d'onde centrale différente (X1, 12,..., Xn). Les flux lumineux d'entrée 3 issus des fibres optiques d'entrée 1 sont envoyés sur au moins un système dispersif 4. Avantageusement, ces systèmes dispersifs 4 io comprennent des réseaux de diffraction. Les systèmes dispersifs 4 séparent angulairement les composantes spectrales des flux lumineux d'entrée 3 reçus, i.e. les composantes spectrales qui sont centrées sur des longueurs d'onde différentes, quittent le système dispersif 4 à des angles différents les unes des autres. Lesdites composantes dispersées des flux lumineux d'entrée 3 sont 15 alors envoyées vers un système optoélectronique 8. Ce système 8 est placé dans un plan optiquement conjugué des extrémités 2 des fibres optiques d'entrée 1. The injection device - subtraction of spectral components for optical fibers, according to the invention, comprises at least one input optical fiber 5 1 having one end 2 and intended to transport an input light flux 3 comprising at least one component spectral, each of the spectral components having a different central wavelength (X1, 12, ..., Xn). The input light fluxes 3 coming from the input optical fibers 1 are sent to at least one dispersive system 4. Advantageously, these dispersive systems 4io include diffraction gratings. The dispersive systems 4 angularly separate the spectral components from the received light fluxes 3, i.e. the spectral components which are centered on different wavelengths, leave the dispersive system 4 at different angles from each other. Said dispersed components of the input light fluxes 3 are then sent to an optoelectronic system 8. This system 8 is placed in an optically conjugate plane of the ends 2 of the input optical fibers 1.
La Figure 2 montre un premier mode de réalisation préféré dudit dispositif dans lequel le système optoélectronique 8 comporte des micromiroirs 20 9 recevant les composantes spectrales des flux lumineux d'entrée 3 séparées par lesdits systèmes dispersifs 4. Ces micromiroirs 9 sont des systèmes microélectro - mécaniques (MEMS - micro-electro mechanical systems). Ils sont disposés en colonnes et leur nombre est au moins égal au nombre de composantes spectrales séparées par les systèmes dispersifs 4 et reçues par 25 ledit système optoélectronique 8 de sorte qu'une seule composante spectrale est affectée à un micromiroir 9 particulier. Chacun des micromiroirs 9 est monté sur des moyens d'orientation individuels 10, l'ensemble étant monté sur un support 11. Dans un mode de réalisation, ces moyens d'orientation individuels 10 sont actionnés par un système électrique, lui - même commandé par un 3o dispositif électronique. Cette réalisation permet avantageusement de contrôler chacune des composantes spectrales en orientant le micromiroir 9 correspondant de sorte à soit rejeter la composante spectrale, soit injecter le flux lumineux de sortie 7 transportant cette composante spectrale vers une fibre optique de sortie 5 déterminée. Cette injection est alors réalisée en envoyant 35 cette composante spectrale d'un des flux lumineux d'entrée 3 issus dudit système optoélectronique 8 vers des deuxièmes moyens 12 de direction des flux lumineux de sortie 7 pour diriger ledit flux 7 vers la fibre optique de sortie 5 voulue. La sélection des composantes spectrales par le dispositif optoélectronique 8 est facilement modifiable par simple commande des 5 moyens d'orientations 10 des micromiroirs 9 sans qu'aucun réglage optique ne soit nécessaire. Figure 2 shows a first preferred embodiment of said device in which the optoelectronic system 8 comprises micromirrors 20 9 receiving the spectral components of the input light fluxes 3 separated by said dispersive systems 4. These micromirrors 9 are microelectromechanical systems (MEMS - micro-electro mechanical systems). They are arranged in columns and their number is at least equal to the number of spectral components separated by the dispersive systems 4 and received by said optoelectronic system 8 so that a single spectral component is assigned to a particular micromirror 9. Each of the micromirrors 9 is mounted on individual orientation means 10, the assembly being mounted on a support 11. In one embodiment, these individual orientation means 10 are actuated by an electrical system, itself controlled by an electronic device. This embodiment advantageously makes it possible to control each of the spectral components by orienting the corresponding micromirror 9 so as either to reject the spectral component or to inject the light output stream 7 transporting this spectral component to a determined optical fiber output 5. This injection is then carried out by sending this spectral component of one of the input light fluxes 3 coming from said optoelectronic system 8 to second means 12 for directing the output light fluxes 7 in order to direct said flux 7 towards the output optical fiber. 5 wanted. The selection of the spectral components by the optoelectronic device 8 is easily modifiable by simple control of the 5 orientation means 10 of the micromirrors 9 without any optical adjustment being necessary.
Dans un second mode de réalisation préféré, le dispositif optoélectronique 8 comporte des systèmes dispersifs 9. Ces systèmes dispersifs 9 sont avantageusement des réseaux de diffraction. Chacun des 10 réseaux de diffraction 9 est monté sur des moyens d'orientation 10 individuels, l'ensemble étant monté sur un support 11. Dans un mode de réalisation, ces moyens d'orientation 10 individuels sont actionnés par un système électrique, lui - même commandé par un dispositif électronique. Dans un mode de réalisation, ces réseaux 9 sont réalisés uniformément sur toute la surface du 15 dispositif optoélectronique 8. Dans un autre mode de réalisation, ils sont réalisés sur une partie seulement de la surface du dispositif optoélectronique 8 soit sous forme d'une bande, soit sous la forme d'une pluralité de bandes. Le montage des réseaux de diffraction 9 sur des moyens d'orientation individuels 10, permet avantageusement de contrôler chacune des composantes 20 spectrales en orientant le réseau 9 correspondant de sorte à soit rejeter la composante spectrale, soit injecter le flux lumineux de sortie 7 transportant la composante spectrale sélectionnée vers une fibre optique de sortie 5 déterminée. Cette injection est alors réalisée en envoyant cette composante spectrale d'un des flux lumineux d'entrée 3 issus dudit système 25 optoélectronique 8 vers des deuxièmes moyens 12 de direction des flux lumineux de sortie 7 pour diriger ledit flux 7 vers la ladite fibre optique de sortie 5. In a second preferred embodiment, the optoelectronic device 8 comprises dispersive systems 9. These dispersive systems 9 are advantageously diffraction gratings. Each of the 10 diffraction gratings 9 is mounted on individual orientation means 10, the assembly being mounted on a support 11. In one embodiment, these individual orientation means 10 are actuated by an electrical system, itself - even controlled by an electronic device. In one embodiment, these arrays 9 are produced uniformly over the entire surface of the optoelectronic device 8. In another embodiment, they are produced over only part of the surface of the optoelectronic device 8, either in the form of a strip , or in the form of a plurality of bands. The mounting of the diffraction gratings 9 on individual orientation means 10 advantageously makes it possible to control each of the spectral components 20 by orienting the corresponding grating 9 so as either to reject the spectral component or to inject the output light flux 7 transporting the spectral component selected to a determined optical fiber output 5. This injection is then carried out by sending this spectral component of one of the input light fluxes 3 coming from said optoelectronic system 8 to second means 12 for directing the output light fluxes 7 to direct said flux 7 towards said optical fiber of exit 5.
Ces deuxièmes moyens 12 pour diriger les flux lumineux 7 de sortie comprennent dans un premier mode de réalisation préféré des miroirs. Dans un 30 deuxième mode de réalisation préféré, ils comportent des réseaux de diffraction. L'ensemble des réseaux de diffraction 4, 12 est alors utilisé en montage soustractif. On entend par montage soustractif, un montage dans lequel les composantes spectrales des flux lumineux d'entrée 3 issus des fibres optiques d'entrée 1 sont dispersées par au moins un premier réseau 4 35 (système dispersif) et superposées spatialement à la sortie du système optoélectronique 8 par au moins un deuxième réseau 12 (deuxième moyens de direction des flux lumineux de sortie 7). Les flux lumineux de sortie 7 transportant les composantes spectrales sélectionnées au niveau du dispositif optoélectronique 8 sont alors dirigés vers au moins une fibre optique de sortie 5 5 ayant une extrémité 6. Le système optoélectronique 8 est placé dans un plan optiquement conjugué des extrémités 6 des fibres optiques de sortie 5. Dans un mode de réalisation, les fibres optiques de sortie 5 sont placées dans des plans de sortie différents. Dans un autre mode de réalisation, la profondeur de champ du dispositif d'injection - soustraction est susceptible d'être adaptée par 1o reconfiguration appropriée du système optoélectronique 8. Le système optoélectronique 8 est utilisé comme filtre monochromatique spatial. These second means 12 for directing the light output flows 7 comprise, in a first preferred embodiment, mirrors. In a second preferred embodiment, they include diffraction gratings. All the diffraction gratings 4, 12 are then used in subtractive mounting. By subtractive arrangement is meant an arrangement in which the spectral components of the input light fluxes 3 coming from the input optical fibers 1 are dispersed by at least one first network 4 35 (dispersive system) and spatially superimposed at the output of the system optoelectronics 8 by at least a second network 12 (second means for directing the output light flows 7). The output light fluxes 7 transporting the spectral components selected at the optoelectronic device 8 are then directed towards at least one output optical fiber 5 5 having one end 6. The optoelectronic system 8 is placed in an optically conjugate plane of the ends 6 of the output optical fibers 5. In one embodiment, the output optical fibers 5 are placed in different output planes. In another embodiment, the depth of field of the injection - subtraction device can be adapted by 1o appropriate reconfiguration of the optoelectronic system 8. The optoelectronic system 8 is used as a spatial monochromatic filter.
Les éléments du dispositif selon l'invention ne sauraient être limités à la description qui précède et sont susceptibles de modifications avec l'évolution des technologies. Des substitutions et/ou des modifications dans la structure 15 générale et dans les détails du présent dispositif peuvent être réalisées par un homme du métier sans s'écarter de l'esprit de la présente invention. Par exemple, le réseau de diffraction 9 réalisé sur la surface du dispositif optoélectronique 8 peut être composite, ces caractéristiques optiques étant alors fonction de la position de ses moyens d'orientation individuels 10. Dans 20 cet esprit, le nombre de traits du réseau de diffraction varie soit continment, soit par pas, soit séquentiellement. The elements of the device according to the invention cannot be limited to the above description and are subject to modification with the evolution of technologies. Substitutions and / or modifications in the general structure and in the details of the present device can be made by a person skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. For example, the diffraction grating 9 produced on the surface of the optoelectronic device 8 can be composite, these optical characteristics then being a function of the position of its individual orientation means 10. In this spirit, the number of lines of the grating diffraction varies either continuously, or by step, or sequentially.
Dans un premier exemple de mise en oeuvre (Figure 3), le dispositif d'injection - soustraction comprend une fibre optique d'entrée 1 destinée à transporter un ensemble de flux lumineux d'entrée 3 centrés à des longueurs 25 d'ondes différentes (X1, X2,..., Xn) et une seule fibre optique de sortie 5 destinée à transporter au moins un desdits flux lumineux 3. Le dispositif constitue avantageusement un spectromètre à balayage sans pièce mobile. L'ensemble des flux lumineux d'entrée 3 de la fibre optique d'entrée 1 est dirigé vers un premier système dispersif 4 qui produit des flux lumineux 3 séparés. Ces flux 30 lumineux 3 séparés tombent sur un système optoélectronique 8 comprenant des micromiroirs 9. Des moyens de commande électroniques programmables permettent de commander les micromiroirs 9 pour balayer le spectre continment, par pas ou par bandes spectrales et envoyer le spectre vers un deuxième système dispersif 12 qui focalise lesdits flux 3 vers la fibre optique de 35 sortie 5. Les systèmes dispersifs 4, 12 sont placés en position soustractive. La figure 3a) montre une première configuration des micromiroirs qui sont placés sur un même plan et ont une même orientation horizontale. Un signal d'entrée 13 (Fig. 3b) envoyé par la fibre optique d'entrée 1 est récupéré sur la fibre optique de sortie 5 inchangé. Il présente néanmoins une pureté spectrale 5 beaucoup plus grande du fait du double passage sur un système dispersif 4, 12. La première courbe 13 montre le signal d'entrée sur un domaine de longueur d'onde [Xa,..., Xb] et la deuxième courbe 14 montre le signal de sortie. In a first example of implementation (FIG. 3), the injection-subtraction device comprises an input optical fiber 1 intended to transport a set of input light fluxes 3 centered at different wavelengths ( X1, X2, ..., Xn) and a single output optical fiber 5 intended to transport at least one of said light fluxes 3. The device advantageously constitutes a scanning spectrometer without moving part. All of the input light fluxes 3 of the input optical fiber 1 are directed towards a first dispersive system 4 which produces separate light fluxes 3. These separate light fluxes 3 fall on an optoelectronic system 8 comprising micromirrors 9. Programmable electronic control means make it possible to control the micromirrors 9 to scan the spectrum continuously, in steps or by spectral bands and send the spectrum to a second dispersive system 12 which focuses said fluxes 3 towards the output optical fiber 5. The dispersive systems 4, 12 are placed in the subtractive position. Figure 3a) shows a first configuration of the micromirrors which are placed on the same plane and have the same horizontal orientation. An input signal 13 (Fig. 3b) sent by the input optical fiber 1 is recovered on the output optical fiber 5 unchanged. It nevertheless has a much greater spectral purity 5 due to the double passage on a dispersive system 4, 12. The first curve 13 shows the input signal over a wavelength domain [Xa, ..., Xb] and the second curve 14 shows the output signal.
Les axes des abscisses 15 et des ordonnées 16 représentent respectivement le domaine des longueurs d'onde (en nm) et l'intensité du signal en unités 10 arbitraires. La figure 4a) montre ledit spectromètre à balayage pour une deuxième configuration des micromiroirs. Certains de ces micromiroirs 9a ont été actionnés par un système électrique pour prendre une orientation permettant le rejet de certaines composantes spectrales du signal d'entrée tandis que les autres micromiroirs 9b sont restés inchangés et présentent une 15 orientation horizontale. La Fig. 4b) montre le signal d'entrée et le signal de sortie dudit spectromètre. Les mêmes références à la Figure 4 que celles utilisées dans la Figure 3 représentent les mêmes éléments. Ce spectromètre est avantageusement reconfigurable en un temps très court (quelques dizaines de ms) permettant l'obtention de diverses répartitions spectrales à partir d'un 20 spectre d'entrée donné. Si le deuxième réseau de diffraction est remplacé par un miroir sphérique stigmatique, on réalise alors un spectromètre d'analyse spectrale. The abscissa 15 and ordinate 16 axes respectively represent the wavelength domain (in nm) and the signal intensity in arbitrary units 10. FIG. 4a) shows said scanning spectrometer for a second configuration of the micromirrors. Some of these micromirrors 9a have been actuated by an electrical system to take on an orientation allowing the rejection of certain spectral components of the input signal while the other micromirrors 9b have remained unchanged and have a horizontal orientation. Fig. 4b) shows the input signal and the output signal of said spectrometer. The same references in Figure 4 as those used in Figure 3 represent the same elements. This spectrometer is advantageously reconfigurable in a very short time (a few tens of ms) allowing various spectral distributions to be obtained from a given input spectrum. If the second diffraction grating is replaced by a spherical stigmatic mirror, a spectral analysis spectrometer is then produced.
Dans un autre exemple de mise en oeuvre, on peut réaliser un dispositif d'injection - soustraction multiplexeur-demultiplexeur. Le dispositif d'injection 25 soustraction (Figure 5) comprend une fibre optique d'entrée 1 ayant une extrémité 2 et destinée à transporter un ensemble de flux lumineux d'entrée 3 à des longueurs d'ondes centrales différentes (X1, ?2,..., X,1) et des fibres optiques de sortie 5, 17-18 destinées à transporter chacune au moins une des composantes spectrales desdits flux lumineux d'entrée 3 (Figure 4). 30 L'ensemble des flux lumineux d'entrée 3 est envoyé sur un premier réseau de diffraction 4 qui disperse les composantes spectrales des flux lumineux d'entrée 3 sur un système optoélectronique 8 comprenant des micromiroirs 9. In another example of implementation, an injection device - multiplexer-demultiplexer injection can be produced. The subtraction injection device 25 (FIG. 5) comprises an input optical fiber 1 having one end 2 and intended to transport a set of input light fluxes 3 at different central wavelengths (X1,? 2, ..., X, 1) and output optical fibers 5, 17-18 each intended to transport at least one of the spectral components of said input light fluxes 3 (Figure 4). The set of input light fluxes 3 is sent to a first diffraction grating 4 which disperses the spectral components of the input light fluxes 3 on an optoelectronic system 8 comprising micromirrors 9.
Des moyens de commande électroniques programmables permettent de commander les micromiroirs 9 individuellement pour orienter une partie des 35 composantes spectrales séparées des flux lumineux d'entrée 3 vers un deuxième réseau de diffraction 12 qui focalise ces composantes spectrales sélectionnées et transportées par des flux lumineux de sortie 7 vers une première fibre optique de sortie 5. Par une rotation différente de certains des micromiroirs 9 du système optoélectronique 8, on envoie une autre partie des 5 composantes spectrales vers un troisième réseau 19 de diffraction qui focalise les flux lumineux de sortie 7 transportant ces composantes spectrales vers une deuxième fibre optique de sortie 17. D'autres composantes spectrales des flux lumineux d'entrée sont envoyées simultanément par des rotations différentes de certains micromiroirs 9 du système optoélectronique 8 vers un quatrième 1o réseau de diffraction 20 qui focalise les flux lumineux de sortie 7 transportant lesdites composantes vers une troisième fibre optique de sortie 18. Ces fibres optiques de sortie 5, 17-18 sont positionnées dans des plans de sortie différents. Le dispositif décrit plus haut concerne un démultiplexeur à fréquences spectrales commutables sur différentes fibres optiques de sortie. 15 L'invention peut également fonctionner en sens inverse en multiplexeur. Il comporte alors des fibres optiques d'entrée destinées à transporter des flux lumineux d'entrées à des longueurs d'ondes différentes ?1, 2..., ?, et une fibre optique de sortie destinée à transporter l'ensemble desdits flux lumineux. Programmable electronic control means make it possible to control the micromirrors 9 individually in order to orient a portion of the 35 spectral components separated from the input light fluxes 3 towards a second diffraction grating 12 which focuses these selected spectral components and transported by output light fluxes 7 to a first output optical fiber 5. By a different rotation of some of the micromirrors 9 of the optoelectronic system 8, another part of the 5 spectral components is sent to a third diffraction grating 19 which focuses the output light flows 7 transporting these spectral components to a second output optical fiber 17. Other spectral components of the input light fluxes are sent simultaneously by different rotations of certain micromirrors 9 of the optoelectronic system 8 to a fourth 1o diffraction grating 20 which focuses the light fluxes outlet 7 transporting said components to a third output optical fiber 18. These output optical fibers 5, 17-18 are positioned in different output planes. The device described above relates to a demultiplexer with switchable spectral frequencies on different output optical fibers. The invention can also operate in the opposite direction as a multiplexer. It then includes input optical fibers intended to transport input light fluxes at different wavelengths? 1, 2 ...,?, And an output optical fiber intended to transport all of said light fluxes .
Chaque fibre optique d'entrée envoie un flux lumineux d'entrée sur un réseau 20 de diffraction correspondant qui disperse ledit flux sur le système optoélectronique. Ce dernier envoie l'ensemble des faisceaux vers un réseau de diffraction qui produit des flux lumineux superposés destinés à la fibre optique de sortie. Each input optical fiber sends an input light flux on a corresponding diffraction grating 20 which disperses said flux on the optoelectronic system. The latter sends all the beams to a diffraction grating which produces superimposed light fluxes intended for the output optical fiber.
La figure 6 montre un dispositif d'injection - soustraction dans un mode 25 de réalisation particulier de l'invention. La Fig. 6a) représente schématiquement ledit dispositif avec son enveloppe protectrice 21. Cette enveloppe 21 peut être réalisée par exemple en métal. La Fig. 6b) montre une vue en coupe suivant l'axe A - A de ce dispositif. Les mêmes références à la Figure 6 b) que celles utilisées dans la Figure 3 représentent les mêmes éléments. Sur les figures 6 30 a) et b), une seule porte d'entrée 22 (respectivement, de sortie 23) dudit dispositif est représentée pour recevoir un signal d'entrée (resp. de sortie). Ce dispositif peut néanmoins comporter une ou plusieurs portes d'entrée 22 (resp. FIG. 6 shows an injection-subtraction device in a particular embodiment of the invention. Fig. 6a) schematically represents said device with its protective envelope 21. This envelope 21 can be made for example of metal. Fig. 6b) shows a sectional view along the axis A - A of this device. The same references in Figure 6 b) as those used in Figure 3 represent the same elements. In FIGS. 6 30 a) and b), a single entry door 22 (respectively, exit 23) of said device is shown for receiving an input signal (resp. Output). This device may nevertheless include one or more entry doors 22 (resp.
de sortie 23) qui sont soit des portes d'entrée 22 (resp. de sortie 23) optiques, par exemple une fente ou un hublot, soit des portes d'entrée 22 (resp. de sortie 35 23) comprenant des fibres, ou encore au moins une porte d'entrée 22 (resp. de sortie 23) optique et au moins une porte d'entrée 22 (resp. de sortie 23) comprenant une fibre. Dans le cas d'un dispositif d'injection - soustraction agissant en tant que filtre, il peut être fixe ou programmable en fonction d'un paramètre donné, par exemple, le temps. exit 23) which are either entry doors 22 (resp. exit 23) optical, for example a slot or a porthole, or entry doors 22 (resp. exit 35 23) comprising fibers, or still at least one optical entry door 22 (resp. exit 23) and at least one entry door 22 (resp. exit 23) comprising a fiber. In the case of an injection - subtraction device acting as a filter, it can be fixed or programmable as a function of a given parameter, for example, time.
La Fig. 6c) montre le signal de sortie du dispositif d'injection soustraction dans différents modes de mise en oeuvre de l'invention en tant que filtre optique programmable. La première courbe 24 montre le signal de sortie pour un système optoélectronique laissant le signal d'entrée inchangé (micromiroirs dans un même plan horizontal). Ce signal de sortie est un spectre 1o continu compris dans un domaine de fréquence [fa, fb]. La seconde courbe 25 montre un signal de sortie pour un dispositif d'injection - soustraction opérant en tant que filtre "passehaut". Seules les fréquences supérieures à une valeur de fréquence donnée sont permises. Cette valeur de fréquence est appelée fréquence de coupure fc. La troisième courbe 26 montre un signal de sortie 15 obtenu pour un dispositif agissant en tant que filtre "passe-bas". Ce filtre permet au contraire tous les signaux ayant une fréquence inférieure à la fréquence de coupure. La quatrième courbe 27 est obtenue pour un filtre "passebande", utilisé pour ne conserver que les signaux ayant une fréquence comprise entre deux limites définissant ainsi une bande de fréquences qui peut 20 être large ou étroite. La cinquième courbe 28 est obtenue pour un filtre "passebande multiple", utilisé pour ne conserver que les signaux ayant une fréquence comprise dans des bandes de fréquences déterminées entre deux limites. Les axes des abscisses 29 et des ordonnées 30 représentent respectivement le domaine des fréquences (en Hz) et l'intensité du signal en unités arbitraires. Fig. 6c) shows the output signal of the subtraction injection device in different embodiments of the invention as a programmable optical filter. The first curve 24 shows the output signal for an optoelectronic system leaving the input signal unchanged (micromirrors in the same horizontal plane). This output signal is a continuous 1o spectrum included in a frequency domain [fa, fb]. The second curve 25 shows an output signal for an injection-subtraction device operating as a "pass-through" filter. Only frequencies above a given frequency value are allowed. This frequency value is called the cutoff frequency fc. The third curve 26 shows an output signal 15 obtained for a device acting as a "low-pass" filter. On the contrary, this filter allows all signals having a frequency lower than the cutoff frequency. The fourth curve 27 is obtained for a “passband” filter, used to store only the signals having a frequency between two limits, thus defining a frequency band which may be wide or narrow. The fifth curve 28 is obtained for a "multiple band" filter, used to keep only the signals having a frequency included in frequency bands determined between two limits. The abscissa 29 and ordinate 30 axes respectively represent the frequency domain (in Hz) and the signal intensity in arbitrary units.
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