FR2965071A1 - Interferometre holographique numerique pour analyser un milieu transparent - Google Patents

Interferometre holographique numerique pour analyser un milieu transparent Download PDF

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Abstract

Un interféromètre holographique numérique (100) est adapté pour analyser des variations d'un milieu transparent contenu dans un champ de mesure (C). Une modulation d'intensité des images saisies, qui permet d'obtenir une information holographique dans lesdites images, est produite par des interférences lumineuses entre deux ondes divergentes à l'intérieur de l'interféromètre. De cette façon, la modulation d'intensité possède un pas qui est plus petit, et qui permet d'analyser le milieu transparent avec une résolution spatiale plus élevée.

Description

INTERFEROMETRE HOLOGRAPHIQUE NUMERIQUE POUR ANALYSER UN MILIEU TRANSPARENT La présente invention concerne un interféromètre holographique numérique qui est adapté pour analyser un milieu transparent. Elle concerne aussi un procédé d'analyse qui utilise un tel interféromètre holographique numérique, ainsi qu'une application de ce 5 procédé. Il est connu d'utiliser un interféromètre holographique à temps réel ou à double exposition pour analyser une distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu transparent. En particulier, il est connu de mettre en oeuvre une plaque holographique dans un tel interféromètre holographique, 10 pour mesurer les variations du milieu transparent entre un état initial et un état qui est l'objet de l'analyse. Mais la mise en oeuvre de la plaque holographique présente les inconvénients suivants : - la plaque holographique doit être maintenue ou replacée exactement dans une même position à l'intérieur de l'interféromètre lors 15 d'expositions ou de saisies d'images successives ; - elle est composée de gélatine, et de ce fait il est difficile d'en obtenir plusieurs unités avec des caractéristiques qui sont rigoureusement identiques ; - la gélatine subit une contraction lorsqu'elle est blanchie et développée, 20 qui est susceptible de provoquer des décalages de fréquences spatiales ; et - l'analyse du milieu transparent est longue, car elle comprend au moins deux expositions de la plaque holographique ou saisies d'images successives. 25 Il est alors connu d'utiliser un interféromètre holographique numérique pour éviter de mettre en oeuvre une telle plaque holographique, dans le but d'analyser une distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu 2965071 -2- transparent qui est contenu à l'intérieur d'un champ de mesure. La figure 1 est un diagramme optique de principe d'un interféromètre holographique numérique, qui est référencé globalement 100, tel que connu avant la présente invention.
Une source de lumière 1 produit un faisceau de lumière B qui est divisé par un séparateur 4 entre un faisceau de référence R et un faisceau de mesure M. Le faisceau B peut être filtré spatialement par un filtre 3. Par exemple, le filtre 3 peut être constitué d'un objectif de microscope 3a qui concentre le faisceau B sur l'ouverture d'un diaphragme 3b. A la sortie du filtre 3, le faisceau B diverge jusqu'à ce qu'il possède une section qui est suffisamment large pour contenir le champ de mesure C. Ce champ de mesure C est hachuré sur la figure. Le faisceau de mesure M traverse alors le champ de mesure C, puis est réfléchi par un miroir de renvoi 6, et traverse de nouveau le champ de mesure C en sens inverse.
Le faisceau de référence R et le faisceau de mesure M sont ensuite superposés de nouveau, dans une portion finale de trajet optique qui est notée FP. Pour cela, un autre séparateur de faisceau 60 peut être utilisé dans la fonction de regroupement des deux faisceaux R et M, ceux-ci étant reçus simultanément sur des faces d'entrée distinctes du séparateur 60. Les faisceaux R et M sont ainsi réunis en un faisceau unique qui est collecté par un capteur d'image 10, noté CAMERA. Le champ de mesure C est conjugué optiquement avec le capteur d'image 10 à travers une lentille de champ 7 et une lentille d'objectif 9, de sorte que les images qui sont saisies reproduisent optiquement le contenu du champ de mesure C.
Le faisceau de référence R est transmis par un chemin optique séparé à partir du séparateur 4 jusqu'au séparateur à fonction de regroupement de faisceaux 60. Un tel chemin optique est représenté symboliquement sur la figure 1 par une lentille de collimation 50 et succession de miroirs plans 51 à 53.
La superposition des deux faisceaux R et M dans la portion finale de trajet optique FP produit une modulation d'intensité lumineuse dans l'image du champ de mesure C qui est saisie, de sorte que cette image soit une image 2965071 -3- holographique. Dans les modes de réalisation connus avant l'invention, chacun des deux faisceaux R et M possède une structure de faisceau parallèle dans la portion finale de trajet optique FP. La modulation d'intensité qui est nécessaire à la saisie d'image holographique est alors obtenue en décalant angulairement 5 les directions des faisceaux R et M l'une par rapport à l'autre, d'un angle 8. Le pas p de la modulation d'intensité qui est ainsi créée dans l'image holographique est donné par la relation suivante : p = À/(2-sin(8/2)) (1) L'angle 8 entre les directions des deux faisceaux parallèles R et M 10 dans la portion finale de trajet optique FP peut être produit en inclinant l'un des miroirs 51-53 situés dans le chemin optique séparé du faisceau de référence R, par exemple le miroir 53, ou en tournant le cube séparateur 60. Dans la figure 1, les références suivantes désignent les composants qui sont indiqués maintenant, et dont l'utilisation est aussi connue : 15 8 : diaphragme, la, lb et 1 c : trois unités laser qui forment ensemble la source de lumière 1, Ba, Bb et Bc : trois faisceaux monochromatiques qui sont produits respectivement par les unités laser la, 1 b et 1c, 20 11a, 1 1 b et 11 c : miroirs sélectifs qui sont utilisés pour superposer les faisceaux Ba, Bb et Bc pour former le faisceau B, 12 : ensemble acousto-optique qui permet, d'une part, d'ajuster l'intensité de chaque composante chromatique du faisceau B, et d'autre part, de fixer le temps de pose de l'interférogramme de 25 référence et de mesure, 13 : piège de lumière qui reçoit une partie du faisceau B retirée par l'ensemble acousto-optique 12, 20 : conduite qui contient le milieu transparent analysé, aussi appelée chambre d'expérience, 30 20a, 20b : parois transparentes qui délimitent la conduite 20, 2965071 -4- 21 : obstacle qui est situé à l'intérieur de la conduite 20, entre les parois 20a et 20b, et E : sens d'écoulement du milieu transparent dans la conduite 20, pour un tel milieu qui est fluide.
5 Or le nombre des franges de modulation d'intensité qui sont contenues dans chaque image holographique saisie est égal à D/p, où D est la dimension de surface photosensible du capteur d'image utilisé, et p est le pas de modulation de la relation (1). A cause de ce dernier, le nombre de franges est limité dans la pratique à quelques centaines. La résolution spatiale à l'intérieur 10 du champ de mesure C, avec laquelle le déphasage du faisceau de mesure M peut être déduit de l'image holographique qui est saisie, est alors limitée par ce nombre de franges. Or cette résolution spatiale peut être insuffisante par rapport à l'exigence d'analyse du milieu transparent. Tel est le cas, notamment, lors d'une analyse du milieu transparent tout près de l'obstacle 21, pour 15 caractériser des perturbations qui sont générées par cet obstacle dans l'écoulement E. A partir de cette situation, un premier but de l'invention consiste à fournir un nouvel interféromètre holographique numérique, permettant d'analyser un milieu transparent avec une résolution spatiale qui est améliorée, 20 par rapport à la résolution qui est obtenue avec l'enregistrement et la reconstruction d'un hologramme sur plaque holographique. Un deuxième but de l'invention consiste à fournir un tel interféromètre holographique numérique, dont la résolution spatiale peut être optimisée aisément.
25 Enfin, un troisième but de l'invention consiste à fournir un tel interféromètre holographique numérique, dont la structure est simplifiée et facile à mettre en oeuvre. Pour atteindre ces buts et d'autres, l'invention propose un interféromètre holographique numérique qui est adapté pour analyser une 30 distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu transparent à l'intérieur d'un champ de mesure, et qui comprend : 2965071 -5- une source de lumière, qui comprend elle-même une ou plusieurs unités laser agencées pour produire des faisceaux laser respectifs ayant des longueurs d'onde différentes ; - un premier miroir de renvoi, qui est situé à l'extérieur du champ de 5 mesure ; - un séparateur de voies optiques, qui est adapté pour diriger une première partie de chaque faisceau laser vers le premier miroir de renvoi d'une part, et simultanément une seconde partie de chaque faisceau laser selon un trajet optique d'aller à travers le champ de 10 mesure ; - un second miroir de renvoi, qui est situé d'un côté du champ de mesure opposé au séparateur de voies optiques, et qui est disposé pour réfléchir chaque seconde partie de faisceau laser selon un trajet optique de retour superposé au trajet optique d'aller, en sens inverse, à 15 travers le champ de mesure ; et - un capteur d'image, qui est adapté pour saisir une image monochrome pour chaque longueur d'onde d'unité laser. L'interféromètre holographique numérique est agencé de sorte que la première partie de chaque faisceau laser ne traverse pas le champ de mesure.
20 Il est agencé en outre pour que les première et seconde parties de chaque faisceau laser soient superposées sur une portion finale commune de trajet optique qui aboutit au capteur d'image, après réflexion sur le premier miroir de renvoi pour chaque première partie de faisceau laser et après avoir traversé deux fois le champ de mesure selon les trajets optiques d'aller et de retour 25 pour chaque seconde partie de faisceau laser. L'interféromètre holographique numérique comprend en outre : - un objectif, qui est disposé sur la portion finale commune de trajet optique, pour former l'image monochrome du champ de mesure saisie par le capteur d'image pour chaque longueur d'onde d'unité laser, à 30 partir des première et seconde parties de chaque faisceau laser superposées de sorte que l'image monochrome saisie soit une image holographique. 2965071 -6- Une première caractéristique innovante de l'invention consiste en ce que les première et seconde parties de chaque faisceau laser soient, dans une partie de la portion finale commune de trajet optique, des ondes divergentes avec des pôles respectifs qui sont décalés selon une direction de séparation.
5 Une deuxième caractéristique innovante de l'invention consiste en ce qu'une direction de visée de l'objectif soit perpendiculaire ou oblique par rapport à la direction de séparation des pôles respectifs d'ondes divergentes des première et seconde parties de chaque faisceau laser dans la partie de la portion finale commune de trajet optique.
10 Enfin, une troisième caractéristique innovante de l'invention consiste en ce qu'un écartement entre ces pôles respectifs d'ondes divergentes des première et seconde parties de chaque faisceau laser varie avec un déplacement du premier miroir de renvoi, et produise en conséquence un changement du pas de modulation d'intensité dans chaque image 15 monochrome holographique. Ainsi, selon l'invention, la modulation d'intensité dans les images holographiques qui sont saisies est produite en décalant l'un par rapport à l'autre deux pôles d'ondes divergentes, selon une direction qui est parallèle à ou oblique par rapport au plan de saisie d'image. Grâce à une telle 20 configuration, chaque image holographique peut contenir un nombre accru de franges de modulation d'intensité. Le milieu transparent qui est contenu dans le champ de mesure peut alors être analysé avec une résolution spatiale qui est élevée. En outre, dans un interféromètre holographique numérique selon 25 l'invention, le champ de mesure est traversé deux fois par la seconde partie de chaque faisceau laser. Chaque seconde partie de faisceau laser est donc soumise deux fois aux variations de l'indice de réfraction du milieu transparent. La sensibilité de chaque image qui est saisie par le capteur d'image est doublée en conséquence, pour une variation identique de l'indice de réfraction.
30 Autrement dit, la sensibilité de l'analyse holographique du milieu transparent est doublée. Par ailleurs, un interféromètre holographique numérique selon 2965071 -7- l'invention peut ne comporter que le second miroir de renvoi sur le côté du champ de mesure qui est opposé au séparateur de voies optiques. L'encombrement de ce côté est alors très réduit, et est compatible avec la plupart des agencements qui sont nécessaires pour amener le milieu 5 transparent dans le champ de mesure. Enfin, aucun composant d'un interféromètre holographique numérique selon l'invention ne nécessite d'être déplacé pendant une séquence d'utilisation. Pour cette raison notamment, l'utilisation de l'interféromètre holographique numérique est simplifiée.
10 L'invention peut être réalisée en la combinant avec l'un et/ou l'autre des perfectionnements suivants, qui contribuent à la simplicité de sa mise en oeuvre : - le premier miroir de renvoi peut être un miroir sphérique concave, qui est agencé pour réfléchir la première partie de chaque faisceau laser sous 15 forme d'une onde devenant divergente à partir du pôle correspondant ; - l'interféromètre holographique numérique peut être agencé de sorte que les pôles respectifs des première et seconde parties de chaque faisceau laser soient des points d'images réels. Il est alors aisé de visualiser l'écartement entre ces pôles de divergence en interposant 20 une lame diffusante sur la portion de trajet optique qui est commune aux première et seconde parties de chaque faisceau laser, au niveau de ces pôles ; - le séparateur de voies optiques peut comprendre un cube séparateur qui est disposé pour diriger chaque première partie de faisceau laser 25 vers le premier miroir de renvoi et simultanément chaque seconde partie de faisceau laser vers le champ de mesure, et aussi simultanément pour superposer la première partie de faisceau laser une fois réfléchie par le premier miroir de renvoi avec la seconde partie de faisceau laser après que celle-ci a traversé deux fois le champ de 30 mesure, vers la portion finale commune de trajet optique. Le même composant optique assure ainsi les deux fonctions de séparation et de regroupement des première et seconde parties de chaque faisceau 2965071 -8- laser. Par suite, l'interféromètre holographique numérique ne comprend qu'un seul cube séparateur ; et - lorsque la source de lumière comprend plusieurs unités laser, leurs longueurs d'onde d'émission respectives sont avantageusement 5 sélectionnées pour produire une teinte composite dans une superposition des images monochromes holographiques, cette teinte composite étant caractéristique d'une valeur nulle d'un déphasage entre la première et la seconde partie de chaque faisceau laser. L'identification d'une telle teinte composite, couramment appelée teinte 10 sensible ou teinte plate dans le jargon de l'Homme du métier, permet d'ajuster plus facilement l'interféromètre pour que les premières et secondes parties des faisceaux laser aient des chemins optiques de même longueur. L'invention propose aussi un procédé d'analyse d'une distribution 15 spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu transparent, qui comprend les étapes successives suivantes : /1/ introduire le milieu transparent dans le champ de mesure d'un interféromètre holographique numérique selon l'invention, tel que décrit précédemment ; 20 puis pour au moins une longueur d'onde d'unité laser : /2/ saisir une image monochrome holographique pour cette longueur d'onde d'unité laser ; /3/ calculer une transformée de Fourier bidimensionnelle de l'image monochrome holographique ; 25 /4/ isoler une seule composante d'image d'ordre +1 ou -1 dans la transformée de Fourier bidimensionnelle, en filtrant une composante d'image d'ordre 0 et l'autre composante d'image d'ordre +1 ou -1 dans cette transformée de Fourier bidimensionnelle ; /5/ calculer une transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à partir 30 de la composante d'image isolée d'ordre +1 ou -1, à l'exclusion de la 2965071 -9- composante d'image d'ordre 0 et de l'autre composante d'image d'ordre +1 ou -1 ; puis /6/ déterminer une répartition de valeurs de déphasage de la transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à l'intérieur d'une partie au moins 5 du champ de mesure. Un tel procédé est particulièrement adapté pour de nombreuses applications. En particulier, il peut être utilisé pour caractériser un écoulement d'un fluide transparent. La répartition des valeurs de déphasage qui est déterminée à l'étape /6/ correspond alors à une répartition de valeurs de 10 densité du fluide transparent à l'intérieur du champ de mesure. Selon un perfectionnement, le procédé peut être mis en oeuvre en utilisant plusieurs unités laser qui possèdent des longueurs d'onde respectives qui sont différentes, et des filtres qui sont utilisés à l'étape /4/ peuvent être différents pour deux de ces longueurs d'onde.
15 D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, est un diagramme optique d'un interféromètre holographique numérique tel que connu de l'art antérieur ; 20 - la figure 2 est un diagramme optique d'un interféromètre holographique numérique selon l'invention ; et - la figure 3 est un diagramme synoptique des étapes d'un procédé d'analyse d'un milieu transparent selon l'invention. Pour raison de clarté, les figures 1 et 2 illustrent des combinaisons 25 optiques au sein d'interféromètres holographiques numériques sans que des dimensions réelles ou des rapports de dimensions réels soient reproduits. En outre, des références identiques qui sont indiquées dans ces deux figures désignent des éléments identiques ou qui ont des fonctions identiques. Conformément à la figure 2, une source de lumière 1 d'un 30 interféromètre holographique numérique 100 selon l'invention peut comprendre plusieurs unités laser, par exemple trois unités laser 1 a-1 c, avec des longueurs 2965071 - 10- d'onde d'émission respectives qui sont différentes. Ces unités laser sont agencées pour être activées simultanément. Les faisceaux laser Ba-Bc qui sont produits respectivement par les unités 1 a-1 c sont regroupés dans le faisceau unique B en utilisant, par exemple, des miroirs sélectifs. Dans la 5 configuration qui est représentée sur la figure 2, le faisceau Ba est d'abord réfléchi par le miroir 11a, puis est transmis par le miroir 11 b. Le miroir 11 b réfléchit simultanément le faisceau Bb, en le superposant au faisceau Ba. Enfin, le miroir 11c réfléchit ensemble les faisceaux Ba et Bb et transmet le faisceau Bc en le superposant aux deux premiers. De cette façon, les trois 10 faisceaux laser Ba-Bc sont regroupés dans le faisceau composite B. Un avantage d'utiliser ainsi trois unités laser ou plus dans la source 1 résulte de la teinte neutre avec laquelle apparaît la frange d'interférence d'ordre zéro, dans la modulation d'intensité d'une image holographique polychrome du champ de mesure C. En effet, grâce à cette teinte neutre, cette 15 frange d'ordre zéro peut être identifiée facilement. La source 1 peut encore comprendre l'ensemble acousto-optique 12 qui est disposé à sa sortie. Un tel ensemble acousto-optique 12 incorpore un cristal piézoélectrique et possède une entrée de commande. Il est adapté pour transmettre les faisceaux laser Ba-Bc au sein du faisceau B avec des intensités 20 respectives qui sont déterminées en fonction d'un signal appliqué à l'entrée de commande. En outre, le signal qui est appliqué à l'entrée de commande de l'ensemble 12 peut servir pour déclencher ou inhiber le passage du faisceau b vers la sortie de la source 1. Autrement dit, l'ensemble 12 peut aussi avoir la fonction d'obturateur. La référence 13 désigne un piège à lumière dans lequel 25 est dirigée une partie du faisceau B qui n'est pas transmise vers la sortie de la source 1 par l'ensemble 12. Avantageusement, les longueurs d'onde des unités laser la-1c et les intensités des faisceaux Ba-Bc peuvent être ajustées de sorte que le faisceau composite B possède une teinte apparente qui soit blanche. Par exemple, 30 l'unité la peut être un laser solide pompé par diode émettant à la longueur d'onde verte de 532 nm (nanomètre), l'unité 1 b peut être un laser à argon et krypton émettant à la longueur d'onde rouge de 647 nm, et l'unité 1c peut être 2965071 -11- un autre laser solide pompé par diode émettant à la longueur d'onde bleue de 457 nm. La puissance de chacun des faisceaux Ba-Bc peut être ajustée à 0,6 W (watt) environ au moyen de l'ensemble 12, et la longueur de cohérence qui est obtenue pour chacune des trois longueurs d'onde peut être supérieure 5 à 2 m (mètre). Le faisceau B traverse ensuite le filtre spatial 3, qui peut être constitué d'un objectif de microscope 3a, par exemple de grossissement x 60, et d'un diaphragme 3b, par exemple avec un diamètre d'ouverture de 25 pm (micromètre). L'objectif 3a concentre le faisceau B sur l'ouverture du 10 diaphragme 3b. A la sortie du filtre spatial 3, le faisceau B diverge jusqu'à ce qu'il possède une section qui est suffisamment large pour contenir le champ de mesure C. Le séparateur de voies optiques 4 est ensuite disposé sur le trajet du faisceau B, entre la source de lumière 1 et le champ de mesure C. Le 15 séparateur de voies optiques 4 est adapté pour transmettre une première partie des faisceaux Ba-Bc vers un miroir de renvoi 5, et simultanément une seconde partie des mêmes faisceaux vers le champ de mesure C, dans un sens d'aller de ces faisceaux. Selon une configuration préférée de l'interféromètre holographique numérique 100, le même séparateur de voies optiques 4 20 transmet aussi vers le capteur d'image 10 ces premières et secondes parties des faisceaux Ba-Bc dans un sens de retour de ces faisceaux. Un tel séparateur de voies optiques 4 peut être réalisé de multiples façons. Selon une réalisation particulièrement avantageuse, il peut comprendre : 25 - un cube à séparation de polarisation 40, qui est adapté pour séparer chaque faisceau laser Ba-Bc selon deux directions perpendiculaires de polarisation rectiligne des première et seconde parties de ce faisceau laser ; - une première lame demi-onde 41, qui est disposée entre la source de 30 lumière 1 et le cube séparateur 40 ; 2965071 -12- - une première lame quart d'onde 42, qui est disposée entre le cube séparateur 40 et le miroir de renvoi 5, de façon à être traversée par la première partie de chaque faisceau laser Ba-Bc ; - une deuxième lame quart d'onde 43, qui est disposée entre le cube 5 séparateur 40 et le champ de mesure C, de façon à être traversée par la seconde partie de chaque faisceau laser Ba-Bc ; et - une seconde lame demi-onde 44, qui est disposée entre le cube séparateur 40 et le capteur d'image 10, de façon à être traversée par les première et seconde parties superposées de chaque faisceau laser 1 o Ba-Bc. Les deux lames demi-onde 41 et 44, ainsi que les deux lames quart d'onde 42 et 43, sont efficaces pour chaque longueur d'onde des unités laser 1 a-1 c de la source 1. En outre, des axes optiques respectifs de ces lames demi-onde 41 et 44 sont orientés à 22,5° par rapport aux directions de 15 polarisation rectiligne du cube séparateur 40, et par rapport à une direction de polarisation rectiligne de chaque faisceau laser Ba-Bc lorsque ce faisceau parvient à la lame demi-onde 41. Les axes optiques des lames quart d'onde 42 et 43 sont orientés à 45° par rapport aux mêmes directions de polarisation rectiligne du cube séparateur 40.
20 De cette façon, le cube séparateur 40 transmet les premières parties des faisceaux laser Ba-Bc avec une première polarisation rectiligne commune à la lame quart d'onde 42. Celle-ci transforme cette première polarisation rectiligne commune en une première polarisation circulaire commune, qui est inversée lors de la réflexion des premières parties des faisceaux laser Ba-Bc 25 sur le miroir de renvoi 5. Au retour de ces premières parties des faisceaux laser Ba-Bc après réflexion sur le miroir de renvoi 5, la lame quart d'onde 42 leur donne une seconde polarisation rectiligne commune, qui est perpendiculaire à la première polarisation rectiligne commune. Le cube séparateur 40 transmet alors intégralement ces premières parties des faisceaux laser Ba-Bc vers la 30 lame demi-onde 44. Les secondes parties des faisceaux laser Ba-Bc parviennent aussi à la lame demi-onde 44, après avoir traversé le cube séparateur 40, la lame quart d'onde 43 puis le champ de mesure C une 2965071 -13- première fois, avoir été réfléchi par le miroir de renvoi 6, et avoir traversé de nouveau le champ de mesure C puis la lame quart d'onde 43, et avoir été réfléchi par le cube séparateur 40. Les changements de polarisation de ces secondes parties des faisceaux laser Ba-Bc sont similaires à ceux des 5 premières parties des faisceaux. A la sortie du cube séparateur 40, la première et la seconde partie de chaque faisceau laser Ba-Bc ont des polarisations rectilignes qui sont perpendiculaires. Finalement, la lame demi-onde 44 leur confère une même polarisation rectiligne, de sorte qu'elles peuvent interférer ensemble au-delà de la lame 44, pour produire les modulations d'intensité dans 10 chaque image holographique. La portion de trajet optique FP entre la lame 44 et le capteur d'image 10, dite portion finale de trajet optique, est ainsi commune à toutes les parties de faisceaux laser. Un tel mode de réalisation du séparateur de voies optiques 4 est particulièrement avantageux en ce que toute l'intensité des faisceaux laser Ba- 15 Bc est utilisée pour augmenter le contraste de la modulation d'intensité des images holographiques. Eventuellement, la seconde lame demi-onde 44 peut être remplacée un polariseur rectiligne orienté à 45° par rapport aux directions de polarisation rectiligne du cube séparateur 40.
20 Le miroir de renvoi 5, dit premier miroir de renvoi, est de préférence un miroir sphérique concave. Son rayon de courbure est adapté pour produire une image P1 de l'orifice du diaphragme 3b, avec les premières parties des faisceaux laser Ba-Bc à travers le séparateur 40, dans la portion de trajet optique finale FP.
25 De même, le miroir de renvoi 6, dit second miroir de renvoi, produit une image P2 de l'orifice du diaphragme 3b, avec les secondes parties des faisceaux laser Ba-Bc à travers le séparateur 40 et le champ de mesure C. Les images P1 et P2 peuvent être situées dans un même plan qui est perpendiculaire à la direction moyenne de propagation des faisceaux laser 30 dans la portion finale de trajet optique FP. En aval de ce plan, les premières parties des faisceaux laser Ba-Bc ont des formes d'ondes divergentes ayant le point d'image P1 comme pôle, et les secondes parties des faisceaux laser Ba- 2965071 - 14 - Bc ont aussi des formes d'ondes divergentes ayant le point d'image P2 comme pôle. Une inclinaison variable du miroir de renvoi 5 permet alors d'ajuster l'écartement entre les points P1 et P2, en déplaçant te point P1 selon une direction qui est notée DS, et appelée direction de séparation. L'écartement 5 entre les points P1 et P2, selon la direction DS, est noté d. Dans une telle configuration de l'interféromètre 100, les pôles P1 et P2 des ondes divergentes dans la portion finale de trajet optique FP sont des points d'images réels. Un diaphragme 8 peut alors être agencé de sorte les pôles P1 et P2 soient situés dans une ouverture de ce diaphragme. Une 10 éventuelle lumière parasite qui pourrait être présente dans la portion finale de trajet optique FP est ainsi supprimée, ou tout au moins diminuée. Dans une configuration particulière de l'interféromètre 100, le miroir de renvoi 6 peut être plan. Une lentille 7 peut alors être disposée entre le séparateur de voies optiques 4 et le champ de mesure C, pour collimater les 15 secondes parties des faisceaux laser Ba-Bc dans ce champ de mesure C. Cette configuration est adaptée notamment lorsque le milieu transparent qui est contenu dans le champ de mesure C présente des variations bidimensionnelles, c'est-à-dire qu'il est invariant parallèlement à la direction de propagation des secondes parties des faisceaux laser Ba-Bc dans le champ de 20 mesure C. La lentille 7 est de préférence achromatique. Elle fixe la section du champ de mesure C perpendiculairement à la direction de propagation des secondes parties des faisceaux Ba-Bc. Pour cette raison, la lentille 7 est appelée lentille de champ. Le diamètre de la section du champ de mesure C peut être, par exemple, de 200 mm. La position du point P2 est alors 25 déterminée par la position et la distance focale de la lentille 7. Par exemple, cette distance focale peut être de 800 mm. Dans un réglage de référence de l'interféromètre 100, le miroir de renvoi 5 et la lentille de champ 7 sont disposés pour que les points d'image réels P1 et P2 soient superposés. Un déplacement du miroir de renvoi 5 30 produit en conséquence un déplacement du point P1. En particulier, une rotation du miroir 5 produit un décalage d du point P1 par rapport au point P2, perpendiculairement à la direction moyenne de propagation des faisceaux Ba- 2965071 -15- Bc dans la portion finale de trajet optique FP. De même, un recul du miroir 5 produit un recul du point P1. Pour une raison qui sera expliquée plus loin, le déplacement du miroir 5 par rapport au réglage de référence est tel que la direction DS de séparation entre les points d'images P1 et P2 ne soit pas 5 parallèle à la direction moyenne de propagation des faisceaux Ba-Bc dans la portion finale de trajet optique FP. L'objectif 9 est placé dans la portion finale de trajet optique FP, avec une direction de visée de cet objectif qui est parallèle à la direction moyenne de propagation des faisceaux Ba-Bc. Pour la configuration à faisceaux collimatés 10 dans le champ de mesure C, l'objectif 9 est disposé de façon à former un doublet afocal avec la lentille de champ 7. En outre, le doublet des lentilles 7 et 9 forme une image du champ de mesure C dans un plan de formation d'image. Cette image est détectée et enregistrée par le capteur d'image 10. De préférence, l'objectif 9 peut aussi être achromatique.
15 Le capteur d'image 10 peut être adapté pour saisir séparément et simultanément les images monochromes qui sont formées par chacun des faisceaux laser Ba-Bc. Plusieurs types connus de capteurs d'images peuvent être utilisés pour cela. Toutefois, certains capteurs tels que ceux à matrice de Bayer produisent des effets de Moiré qui gênent l'analyse des images saisies, 20 lorsque ces capteurs sont utilisés dans l'interféromètre holographique numérique 100. Selon une réalisation particulièrement avantageuse du capteur d'image 10, celui-ci peut comprendre lui-même : - un ensemble séparateur de longueurs d'onde, qui est adapté pour 25 diriger les première et seconde parties de chaque faisceau laser Ba- Bc, à l'intérieur du capteur d'image 10, selon des voies d'imagerie séparées en fonction des longueurs d'onde respectives de ces faisceaux laser ; et - plusieurs détecteurs d'images séparés, qui sont disposés 30 respectivement dans chaque voie d'imagerie et adaptés chacun pour saisir l'image holographique monochrome du champ de mesure C pour la longueur d'onde de la voie d'imagerie correspondante. 2965071 -16- Par exemple, l'ensemble séparateur de longueurs d'onde peut être constitué de deux cubes dichroïques 100a et 100b qui sont disposés optiquement en série à l'intérieur du capteur d'image 10. Par exemple, le cube dichroïque 100a est transparent pour la longueur d'onde de l'unité laser la, et 5 réfléchissant pour les longueurs d'onde des unités laser 1 b et 1c. Le cube dichroïque 100b peut être transparent pour la longueur d'onde de l'unité laser 1 b, et réfléchissant pour la longueur d'onde de l'unité laser 1c. Des détecteurs d'image 10a, 10b et 10c sont alors disposés sur les sorties monochromatiques qui sont ainsi formées, dans des plans d'images monochromes conjugués avec 10 le champ de mesure C. Dans une réalisation alternative, le capteur d'image 10 peut être constitué par un empilement de plusieurs plans de photodiodes, dans lequel chaque plan de photodiodes est sensible à une longueur d'onde différente. Ces plans de photodiodes remplissent les fonctions des détecteurs 10a, 10b et 10c, 15 respectivement. Chaque image monochrome qui est saisie par l'un des détecteurs 10a-10c est alors de type holographique. Elle reproduit le champ de mesure C avec, en superposition, des franges de modulation d'intensité. Ces franges de modulation d'intensité résultent du décalage entre les points P1 et P2. Ces 20 franges sont présentes dans tout le champ optique des images si le décalage des points P1 et P2 n'est pas parallèle à la direction de visée de l'objectif 9 et du capteur d'image 10. En l'absence d'inhomogénéités de déphasage produites dans le champ de mesure C, ces franges possèdent un pas p sur l'axe optique de l'objectif 9 qui est donné par la relation suivante : 25 p=A f/d (2) lorsque le miroir de renvoi 5 est seulement tourné par rapport à sa position dans le réglage de référence de l'interféromètre 100. Dans ce cas, la direction de séparation DS est perpendiculaire à la direction de visée de l'objectif 9. Dans la relation (2), À est la longueur d'onde pour l'une des images 30 monochromes considérées et f est la longueur focale de l'objectif 9, cette longueur focale correspondant à la distance de cet objectif par rapport au point d'image P2. Le décalage d du point d'image P1 par rapport au point d'image 2965071 -17- P2 pouvant être important, le pas de modulation p qui est donné par la relation (2) peut être petit, notamment beaucoup plus petit que les valeurs qui résultent de la relation (1). De plus, un éloignement supplémentaire du miroir de renvoi 5 par rapport au séparateur de voies optiques 4 peut réduire encore la valeur du 5 pas des franges de modulation d'intensité par rapport à la relation (2). En particulier, il est possible d'obtenir ainsi plusieurs milliers de franges de modulation d'intensité dans chaque image monochrome qui est saisie. Selon le principe connu de l'imagerie holographique, ces franges de modulation d'intensité sont déformées par des inhomogénéités de déphasage 10 qui sont produites par le contenu du champ de mesure C, et qui affectent la seconde partie du faisceau laser ayant la longueur d'onde considérée. L'utilisation de l'interféromètre holographique numérique 100 selon l'invention est maintenant décrite en relation avec la figure 3 : - lors de l'étape S1 : on introduit le milieu transparent à analyser dans le 15 champ de mesure C ; - lors de l'étape S2 : on saisit une image monochrome avec l'un des détecteurs 10a-10c du capteur 10, cette image étant de nature holographique ; - lors de l'étape S3 : on calcule ensuite une transformée de Fourier 20 bidimensionnelle de cette image. Le résultat bidimensionnel de cette transformée de Fourier fait apparaître trois composantes de décomposition spectrale de l'image saisie en fréquences spatiales : une composante d'image d'ordre zéro sans intérêt pour l'analyse holographique, et deux composantes d'image qui sont symétriques, 25 respectivement d'ordre +1 et -1. Sans inhomogénéités de déphasage à l'intérieur du champ de mesure C, ces composantes d'ordre +1 et -1 sont réduites chacune à un pic étroit. En présence d'inhomogénéités de déphasage produites dans le champ de mesure C, les composantes d'ordre +1 et -1 sont chacune élargies, ou étalées, avec cet étalement 30 qui contient l'information d'analyse holographique ; - lors de l'étape S4 : on isole une seule des deux composantes d'image d'ordre +1 ou -1 dans la transformée de Fourier bidimensionnelle. Pour 2965071 -18- cela, on filtre, c'est-à-dire qu'on supprime, les deux autres composantes d'image en ramenant à zéro les pics correspondants de la décomposition spectrale de l'image. Lors de cette étape, l'isolement de la composante d'image d'ordre +1 ou -1 qui est sélectionnée est 5 réalisé de façon à conserver au maximum le pic entier de cette composante avec son étalement ; - lors de l'étape S5 : on calcule une transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à partir de la composante d'image d'ordre +1 ou -1 qui a été isolée, c'est-à-dire après que les pics respectifs de la 10 composante d'image d'ordre 0 et de l'autre composante d'image d'ordre +1 ou -1 ont été mis à zéro ; puis - lors de l'étape S6 : on détermine une répartition de valeurs de déphasage de la transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à l'intérieur d'une partie au moins du champ de mesure C.
15 Les étapes S2 à S6 sont effectuées indépendamment pour chaque image monochrome holographique qui est saisie par l'un des détecteurs 10a-10c. Pour cela, l'interféromètre holographique numérique 100 peut comprendre en outre une unité de traitement numérique d'image 30 (figure 2), qui est notée COMPUT. et est adaptée pour effectuer les calculs de ces étapes.
20 Selon un perfectionnement de l'invention, l'étape S4 peut être exécutée pour des images monochromes holographiques qui sont différentes, en utilisant des filtres qui sont eux-mêmes différents et adaptés à chaque image. En particulier, ces filtres peuvent être différents pour deux des longueurs d'onde des unités laser 1a-1c, mais aussi pour des contenus différents du champ de 25 mesure C. Une telle adaptation du filtrage holographique a pour objectif de conserver l'intégralité du pic de composante spectrale qui est sélectionné, conformément à l'étalement de ce pic, tout en minimisant la lumière parasite qui n'appartient à ce pic. De façon commode, un tel filtrage est effectué numériquement par l'unité 30. 3o A l'étape S6, la répartition de déphasage dans le champ de mesure C est obtenue à partir des valeurs de parties réelle et imaginaire du résultat de la transformée de Fourier inverse, pour chaque point de l'image saisie. De façon 2965071 -19- connue, la valeur du déphasage peut être obtenue en appliquant la fonction arc-tangente ou arc-cotangente au quotient de ces parties réelle et imaginaire. La répartition de déphasage qui est ainsi obtenue possède une résolution spatiale d'autant plus fine que l'image monochrome contient un 5 grand nombre de franges de modulation d'intensité. Parce que ce nombre de franges est augmenté par l'invention, la résolution spatiale est améliorée, par exemple d'un facteur dix environ. Cette résolution spatiale de la répartition de déphasage dépend aussi de la longueur d'onde utilisée. Ainsi, l'exécution des étapes S2 à S6 du procédé qui vient d'être décrit pour deux longueurs d'onde différentes des unités laser la-1c aboutit à la même répartition du déphasage, si le déphasage est lui-même indépendant de la longueur d'onde. Toutefois les résolutions spatiales qui sont obtenues respectivement avec les deux longueurs d'onde sont différentes : la résolution est plus fine pour la longueur d'onde qui est la 15 plus courte. Par exemple, un interféromètre holographique numérique 100 qui est conforme à l'invention peut être utilisé pour étudier l'écoulement gazeux E dans la conduite 20. La conduite 20 est disposée pour qu'elle traverse le champ de mesure C. Sur la figure 2, les références 20a et 20b désignent encore deux 20 parois opposées de la conduite 20. Le gaz et les parois 20a et 20b sont transparents. L'application de l'invention peut consister à étudier des turbulences qui apparaissent lorsque le gaz passe de part et d'autre de l'obstacle 21, en avant et en arrière du plan de la figure 2. Ces turbulences sont détectées par les variations de la densité du gaz qu'elles produisent. De façon 25 connue, lorsque le gaz présente des variations de sa masse volumique p, son indice n de réfraction lumineuse varie selon la relation : n=1+Kxp/pst (3) où K est une constante positive et pst la masse volumique déterminée dans des conditions standards. Le procédé de la figure 3 peut alors être continué par 30 l'étape S7 suivante : - convertir la répartition des valeurs de déphasage qui a été déterminée à 2965071 - 20 - l'étape S6 en une répartition de valeurs de la densité du fluide à l'intérieur du champ de mesure C. Pour cela, la relation (3) précédente peut être combinée avec la relation (4) suivante, qui donne la valeur du déphasage en fonction de la 5 variation d'indice de réfraction lumineuse : L q = 2rr-(n-1).2L/À (4) où L est la largeur de la conduite 20 le long du trajet des secondes parties des faisceaux laser Ba-Bc. Enfin, il est entendu que l'invention peut être utilisée en modifiant 10 plusieurs caractéristiques de la mise en oeuvre qui a été décrite en détail ci-dessus, notamment en fonction d'exigences particulières à chaque application. Parmi ces caractéristiques qui peuvent être modifiées facilement tout en conservant certains au moins des avantages de l'invention, on peut citer les suivantes : 15 - les lames 41 à 44 peuvent avoir des positions différentes dans les portions correspondantes de trajet optique ; - le séparateur de voies optiques 4 peut avoir une constitution différente de celle qui comprend le cube de séparation de polarisations 40 et les lames 41 à 44. En particulier, une lame semi-réfléchissante peut être 20 utilisée ; - la lentille de champ 7 est facultative, de sorte que le champ de mesure C peut être traversé par des secondes parties de faisceaux lumineux qui ne sont pas parallèles ; une lentille de champ supplémentaire peut être ajoutée dans 25 l'interféromètre holographique numérique 100, au niveau du diaphragme 8, pour améliorer la netteté de l'image de l'objet situé dans le champ de mesure C. La distance focale de cette lentille de champ supplémentaire est alors sélectionnée pour former les images de l'objet sur les capteurs du détecteur 10 ; 30 - des dispositifs alternatifs à l'ensemble acousto-optique 12 et au filtre spatial 3 peuvent être utilisés ; 2965071 - 21 - - le diaphragme 8 est facultatif ; - une seule, deux ou quatre unités laser ou plus peuvent être utilisées dans la source de lumière 1 ; - les modes de réalisation préférés qui ont été cités pour la source de 5 lumière 1, le séparateur de voies optiques 4, le miroir de renvoi 5, la lentille de champ 7 avec le miroir de renvoi 6, et pour le capteur d'image 10 peuvent être mis en oeuvre indépendamment les uns des autres ; - les pôles d'ondes divergentes P1 et P2 ne sont pas nécessairement des 10 points d'images réels. L'un et/ou l'autre de ces pôles peut être un point d'image virtuel, en fonction de modifications qui peuvent être introduites dans l'architecture optique de l'interféromètre holographique numérique ; et - enfin, les valeurs numériques qui ont été citées ne l'ont été qu'à titre 15 d'exemples pour permettre de reproduire facilement l'invention, mais il est entendu que ces valeurs peuvent être variées dans une très large mesure.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS1. Interféromètre holographique numérique (100) adapté pour analyser une distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu transparent à l'intérieur d'un champ de mesure (C), ledit interféromètre comprenant : - une source de lumière (1) comprenant une ou plusieurs unités laser (1 a--1c) agencées pour produire des faisceaux laser respectifs (Ba-Bc) ayant des longueurs d'onde différentes ; - un premier miroir de renvoi (5) situé à l'extérieur du champ de mesure 10 (C) ; - un séparateur de voies optiques (4) adapté pour diriger une première partie de chaque faisceau laser (Ba-Bc) vers le premier miroir de renvoi (5) d'une part, et simultanément une seconde partie de chaque faisceau laser selon un trajet optique d'aller à travers le champ de 15 mesure (C) ; - un second miroir de renvoi (6) situé d'un côté du champ de mesure (C) opposé au séparateur de voies optiques (4), et disposé pour réfléchir chaque seconde partie de faisceau laser selon un trajet optique de retour superposé au trajet optique d'aller, en sens inverse, à travers 20 ledit champ de mesure ; et - un capteur d'image (10), adapté pour saisir une image monochrome pour chaque longueur d'onde d'unité laser (la-1c) ; l'interféromètre holographique numérique (100) étant agencé de sorte que la première partie de chaque faisceau laser ne traverse pas le champ de mesure 25 (C), et pour que les première et seconde parties de chaque faisceau laser soient superposées sur une portion finale commune de trajet optique (FP) aboutissant au capteur d'image (10), après réflexion sur le premier miroir de renvoi (5) pour chaque première partie de faisceau laser et après avoir traversé deux fois le champ de mesure selon les trajets optiques d'aller et de retour 30 pour chaque seconde partie de faisceau laser,- 23 - et comprenant en outre : un objectif (9) disposé sur la portion finale commune de trajet optique (FP), pour former l'image monochrome du champ de mesure (C) saisie par le capteur d'image (10) pour chaque longueur d'onde d'unité laser (1 a-1 c), à partir des première et seconde parties de chaque faisceau laser superposées de sorte que ladite image monochrome saisie soit une image holographique, et l'interféromètre holographique numérique (100) étant caractérisé en ce que les première et seconde parties de chaque faisceau laser soient, dans une partie de la portion finale commune de trajet optique (FP), des ondes divergentes ayant des pôles respectifs (P1, P2) décalés selon une direction de séparation (DS), et en ce qu'une direction de visée de l'objectif (9) soit perpendiculaire à ou oblique par rapport à ladite direction de séparation (DS), et en ce qu'un écartement (d) entre les pôles respectifs (P1, P2) des première et seconde parties de chaque faisceau laser varie avec un déplacement du premier miroir de renvoi (5), et produise en conséquence un changement d'un pas de modulation d'intensité dans chaque image monochrome holographique.
  2. 2. Interféromètre holographique numérique selon la revendication 1, dans lequel le premier miroir de renvoi (5) est un miroir sphérique concave, agencé pour réfléchir la première partie de chaque faisceau laser (Ba-Bc) sous forme d'une onde devenant divergente à partir du pôle (P1) correspondant à ladite première partie de faisceau laser.
  3. 3. Interféromètre holographique numérique selon la revendication 1 ou 2, agencé de sorte que les pôles respectifs (P1, P2) des première et seconde parties de chaque faisceau laser (Ba-Bc) soient des points d'images réels.
  4. 4. Interféromètre holographique numérique selon la revendication 3, comprenant en outre un diaphragme (8) agencé de sorte que les points d'images réels formant les pôles (P1, P2) respectifs des première et seconde 2965071 - 24 - parties de chaque faisceau laser (Ba-Bc) soient situés dans une ouverture dudit diaphragme.
  5. 5. Interféromètre holographique numérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le séparateur de voies optiques (4) 5 comprend un cube séparateur (40) disposé pour diriger chaque première partie de faisceau laser vers le premier miroir de renvoi (5) et simultanément chaque seconde partie de faisceau laser vers le champ de mesure (C), et aussi simultanément pour superposer ladite première partie de faisceau laser réfléchie par ledit premier miroir de renvoi avec ladite seconde partie de 10 faisceau laser ayant traversé deux fois ledit champ de mesure, vers la portion finale commune de trajet optique (FP).
  6. 6. Interféromètre holographique numérique selon la revendication 5, dans lequel le cube séparateur (40) est adapté pour séparer chaque faisceau laser (Ba-Bc) selon deux directions perpendiculaires de polarisation rectiligne 15 des première et seconde parties dudit faisceau laser, le séparateur de voies optiques (4) comprenant en outre : - une première lame demi-onde (41) disposée entre la source de lumière (1) et le cube séparateur (40) ; - une première lame quart d'onde (42) disposée entre le cube séparateur 20 (40) et le premier miroir de renvoi (5), de façon à être traversée par la première partie de chaque faisceau laser (Ba-Bc) ; - une seconde lame quart d'onde (43) disposée entre le cube séparateur (40) et le champ de mesure (C), de façon à être traversée par la seconde partie de chaque faisceau laser (Ba-Bc) ; et 25 - une seconde lame demi-onde (44) disposée entre le cube séparateur (40) et le capteur d'image (10), de façon à être traversée par les première et seconde parties superposées de chaque faisceau laser (Ba-Bc), lesdites première (41) et seconde (44) lames demi-onde et lesdites première (42) et seconde (43) lames quart d'onde étant efficaces pour chaque longueur d'onde d'unité laser (la-1c), lesdites première (41) et seconde (44) lame demi- 2965071 - 25 - onde ayant des axes optiques respectifs orientés à 22,5° par rapport aux directions de polarisation rectiligne du cube séparateur (40), et par rapport à une direction de polarisation rectiligne de chaque faisceau laser (Ba-Bc) lorsque ledit faisceau laser parvient à ladite première lame demi-onde (41), et 5 lesdites première (42) et seconde (43) lames quart d'onde ayant des axes optiques respectifs orientés à 45° par rapport aux dites directions de polarisation rectiligne du cube séparateur (40).
  7. 7. Interféromètre holographique numérique selon la revendication 6, dans lequel la seconde lame demi-onde (44) est remplacée par un polariseur 10 rectiligne entre le cube séparateur (40) et le capteur d'image (10), de façon à être traversé par les première et seconde parties superposées de chaque faisceau laser (Ba-Bc), ledit polariseur rectiligne étant efficace pour chaque longueur d'onde d'unité laser (1 a-1 c), et orienté à 45° par rapport aux directions de polarisation 15 rectiligne du cube séparateur (40).
  8. 8. Interféromètre holographique numérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (1) comprend trois unités laser (1 a-1 c) ayant des longueurs d'onde d'émission respectives différentes, et agencées pour être activées simultanément. 20
  9. 9. Interféromètre holographique numérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (1) comprend plusieurs unités laser (la-1c) ayant des longueurs d'onde d'émission respectives sélectionnées pour produire une teinte composite dans une superposition des images monochromes holographiques, ladite teinte 25 composite étant caractéristique d'une valeur nulle d'un déphasage entre la première et la seconde partie de chaque faisceau laser (Ba-Bc).
  10. 10. Interféromètre holographique numérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (1) comprend plusieurs unités laser (1a-1c) ayant des longueurs d'onde respectives qui sont 30 différentes, et dans lequel le capteur d'image (10) comprend lui-même : 2965071 - 26 - - un ensemble séparateur de longueurs d'onde (100a, 100b), adapté pour diriger les première et seconde parties de chaque faisceau laser (Ba-Bc), à l'intérieur dudit capteur d'image, selon des voies d'imagerie séparées en fonction des longueurs d'onde respectives desdits 5 faisceaux laser ; et - plusieurs détecteurs d'images (10a-10c) séparés, disposés respectivement dans chaque voie d'imagerie et adaptés chacun pour saisir l'image holographique monochrome du champ de mesure (C) pour la longueur d'onde de la voie d'imagerie correspondante.
  11. 11. Interféromètre holographique numérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une lentille (7) disposée entre le séparateur de voies optiques (4) et le champ de mesure (C), et adaptée pour collimater les secondes parties des faisceaux laser (Ba-Bc) dans ledit champ de mesure, le second miroir de renvoi (6) étant un miroir plan. 15
  12. 12. Interféromètre holographique numérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (1) comprend en outre un ensemble acousto-optique (12) ayant une entrée de commande, et adapté pour transmettre les faisceaux laser (Ba-Bc) produits par les unités laser (1 a-1 c) vers le séparateur de voies optiques (4), avec des intensités 20 respectives déterminées en fonction d'un signal appliqué à ladite entrée de commande.
  13. 13. Interféromètre holographique numérique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une unité de traitement numérique d'image (30), adaptée pour effectuer les calculs suivants pour au 25 moins une des images monochromes holographiques saisies : - calculer une transformée de Fourier bidimensionnelle de ladite image monochrome holographique ; - isoler une seule composante d'image d'ordre +1 ou -1 dans la transformée de Fourier bidimensionnelle, en filtrant une composante 30 d'image d'ordre 0 et l'autre composante d'image d'ordre +1 ou -1 dans ladite transformée de Fourier bidimensionnelle ; 2965071 -27- - calculer une transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à partir de la composante d'image isolée d'ordre +1 ou -1, à l'exclusion de la composante d'image d'ordre 0 et de l'autre composante d'image d'ordre +1 ou -1 ; puis 5 - déterminer une répartition de déphasage de la transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à l'intérieur d'une partie au moins du champ de mesure (C).
  14. 14. Procédé d'analyse d'une distribution spatiale d'indice de réfraction lumineuse d'un milieu transparent, ledit procédé comprenant les étapes 10 successives suivantes : /1/ introduire le milieu transparent dans le champ de mesure (C) d'un interféromètre holographique numérique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes ; puis pour au moins une longueur d'onde d'unité laser (la-1c) : 15 /2/ saisir une image monochrome holographique pour ladite longueur d'onde d'unité laser ; /3/ calculer une transformée de Fourier bidimensionnelle de l'image monochrome holographique ; /4/ isoler une seule composante d'image d'ordre +1 ou -1 dans la 20 transformée de Fourier bidimensionnelle, en filtrant une composante d'image d'ordre 0 et l'autre composante d'image d'ordre +1 ou -1 dans ladite transformée de Fourier bidimensionnelle ; /5/ calculer une transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à partir de la composante d'image isolée d'ordre +1 ou -1, à l'exclusion de la 25 composante d'image d'ordre 0 et de l'autre composante d'image d'ordre +1 ou -1 ; et /6/ déterminer une répartition de valeurs de déphasage de la transformée de Fourier bidimensionnelle inverse à l'intérieur d'une partie au moins du champ de mesure (C). 2965071 - 28 -
  15. 15. Procédé selon la revendication 14, mis en oeuvre en utilisant plusieurs unités laser (1 a-1 c) ayant des longueurs d'onde respectives différentes, et suivant lequel des filtres sont utilisés à l'étape /4/, qui sont différents pour deux des longueurs d'onde des unités laser. 5
  16. 16. Utilisation d'un procédé selon la revendication 14 ou 15, pour caractériser un écoulement (E) d'un fluide transparent, la répartition des valeurs de déphasage déterminée à l'étape /6/ correspondant à une répartition de valeurs de densité du fluide transparent à l'intérieur du champ de mesure (C). 10
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