FR2990524A1

FR2990524A1 - Dispositif d'emission d'un faisceau lumineux de spectre controle.

Info

Publication number: FR2990524A1
Application number: FR1350446A
Authority: FR
Inventors: Mejdi Nciri
Original assignee: ARCHIMEJ TECHNOLOGY
Current assignee: ARCHIMEJ TECHNOLOGY
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-11-15
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: CN104380065B; FR2990524B1; EP2847558A1; WO2013167824A1; US20150304027A1; JP6055087B2; IL235442A0; JP2015524047A; HK1207151A1; MX338905B; CA2872595A1; BR112014027758A2; AR090963A1; KR20150003405A; IN2014DN10166A; CN104380065A; MX2014013591A

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'émission (1) d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé. Le dispositif d'émission comporte : - au moins deux sources lumineuses distinctes (S ) émettant chacune un faisceau lumineux à une longueur d'onde Ai respectivement lambda , et - des moyens de multiplexage spectral (25 ). Les moyens de multiplexage spectral (25 ) comportent un ensemble optique (25) formé d'au moins une lentille (25 ) et/ou un prisme optique. L'ensemble optique (25) présente des propriétés de dispersion chromatique et rapproche spatialement les faisceaux lumineux. En outre, chaque faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde lambda respectivement lambda se propage en espace libre depuis la source lumineuse (S ) correspondante jusqu'à l'ensemble optique (25). Le dispositif d'émission (1) est donc particulièrement robuste. Il peut être de faibles dimensions et produit à bas coût.

Description

-1- « Dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé» Domaine technique La présente invention concerne un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé, mettant en oeuvre des moyens de multiplexage spectral innovants. On parle de multiplexage spectral pour désigner la combinaison spatiale de plusieurs faisceaux lumineux contribuant chacun à la composition spectrale finale d'un faisceau lumineux combiné.

Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui du multiplexage spectral d'au moins deux longueurs d'onde émises chacune par une source lumineuse distincte. Les sources lumineuses distinctes sont notamment des sources quasi-monochromatiques.

Etat de la technique antérieure On connaît dans l'art antérieur différents dispositifs d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé. On connaît par exemple du document « Multispectral absorbance photometry with a single light detector using frequency division mutiplexing » de G.K. Kurup et A.S. Basu (14th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, 3-7 October 2010, Groningen, The Netherlands) un spectrophotomètre comportant une pluralité de diodes électroluminescentes (ci-après désignées LEDs pour l'anglais « light-emitting diodes ») émettant à des longueurs d'onde différentes : dans le bleu à 470 nanomètres (nm), dans le vert à 574 nm, et dans le rouge à 636 nm. Selon ce document, les différents faisceaux lumineux émis par les trois LEDs sont chacun couplés avec une fibre optique respective, puis un multiplexeur fibré (« fiber splitter », en anglais) combine et mélange ces différents faisceaux lumineux.

Un inconvénient d'un tel dispositif est qu'il est difficile de coupler efficacement le faisceau lumineux émis par une LED avec une fibre optique, dont l'ouverture numérique est généralement limitée relativement à la divergence du faisceau lumineux émis par la LED. Les pertes d'intensité lumineuse sont donc conséquentes. En outre, l'alignement de la LED avec la fibre optique correspondante doit être très précis ce que limite les possibilités -2- de production industrielle et de répétabilité des alignements. De plus, les multiplexeurs fibrés ont un coût important. On connaît également la source pour microscope Colibri commercialisé par la société Zeiss, dans lequel quatre faisceaux respectivement à 400 nm, 470 nm, 530 nm et 625 nm, sont combinés grâce à un bloc comprenant des miroirs et réflecteurs dichroïques. Grâce à des jeux de réflexions internes, les quatre faisceaux forment en sortie un unique faisceau de lumière blanche. Un inconvénient d'un tel dispositif est que le nombre de faisceaux que l'on peut combiner est limité et peut difficilement dépasser le nombre de quatre. En outre, plus le nombre de faisceaux que l'on souhaite combiner est élevé, plus l'agencement de miroirs dichroïques est complexe, coûteux, et de faible rendement énergétique. Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur. En particulier, dont les moyens de multiplexage spectral ne présentent pas les inconvénients de l'art antérieur. En particulier, un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé, simple dans 20 son principe et sa réalisation, permettant notamment d'être réalisé en plusieurs exemplaires avec une bonne reproductibilité. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé, permettant de mélanger plus de trois voire quatre faisceaux de lumière, par exemple 25 douze. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé à faible coût. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé de bon 30 rendement énergétique, dans lequel les pertes énergétiques sont minimisées. Exposé de l'invention Cet objectif est atteint avec un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé comportant au moins deux sources lumineuses -3- distinctes émettant chacune un faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde À1 respectivement À2, ainsi que des moyens de multiplexage spectral. Selon l'invention, les moyens de multiplexage spectral comportent un ensemble optique formé d'au moins une lentille et/ou un prisme optique, ledit 5 ensemble optique présentant des propriétés de dispersion chromatique et étant agencé pour être traversé par les faisceaux lumineux des sources lumineuses distinctes, sans réflexion spectralement sélective, et pour rapprocher spatialement lesdits faisceaux lumineux, de façon que les moyens de multiplexage spectral superposent spatialement lesdits faisceaux 10 lumineux. Selon l'invention, le dispositif d'émission est en outre agencé de façon que chaque faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde À1 respectivement À2 se propage en espace libre depuis la source lumineuse correspondante jusqu'à l'ensemble optique. 15 A chaque source lumineuse est associée une longueur d'onde respective. Dans toute la suite, lorsqu'on parlera de longueur d'onde d'une source, ou longueur d'onde d'émission d'une source, ou longueur d'onde À1 respectivement À2 d'une source, on désignera cette longueur d'onde associée. Chaque source peut émettre à d'autres longueurs d'onde outre cette longueur 20 d'onde associée. Chaque faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde À1 respectivement À2 présente en tout état de cause une certaine largeur spectrale. Les faisceaux lumineux superposés forment un faisceau dit superposé ou multiplexé. Les faisceaux lumineux peuvent être superposés en un point, ou 25 préférentiellement à l'infini, formant alors un unique faisceau multiplexé collimaté. L'ensemble optique, grâce à ses propriétés de dispersion chromatique, peut transformer un faisceau lumineux multicolore (c'est-à-dire comprenant au moins deux longueurs d'onde) en au moins deux faisceaux lumineux 30 chacun à une longueur d'onde respective. Ainsi, par le principe du retour inverse de la lumière, des faisceaux lumineux chacun à au moins une longueur d'onde, peuvent être rapprochés spatialement en sortie de l'ensemble optique. C'est dans ce sens d'utilisation que l'on choisit d'utiliser l'ensemble optique, dans le dispositif selon 35 l'invention. On peut considérer que le dispositif selon l'invention est un -4- « spectromètre optique inversé », n'utilisant ni réseau de diffraction ni roue à filtre. Le terme de dispersion chromatique selon l'invention inclut les aberrations chromatiques.

L'ensemble optique est formé par au moins une lentille et/ou un prisme optique, et il n'y a pas de réflexion spectralement sélective (c'est-à-dire de réflexion d'une portion de faisceau lumineux à certaines longueurs d'onde seulement, la portion du faisceau lumineux aux autres longueurs d'onde étant soit transmise, soit déviée dans une autre direction privilégiée). Notamment, il n'y a pas de réflecteur dichroïque ni de réseau de diffraction. Le dispositif d'émission selon l'invention est donc de conception simple. Les réflexions spectralement sélectives selon l'invention n'incluent pas les réflexions parasites qui peuvent exister dans tout système optique, notamment aux interfaces, et qui peuvent alors être atténuées par des traitements anti reflets. Ce sont les propriétés de dispersion chromatique de l'ensemble optique, ainsi que le principe de retour inverse de la lumière, qui permettent de rapprocher spatialement les faisceaux lumineux. Le coût de fabrication d'un tel dispositif est donc réduit. En outre, il est ainsi possible de multiplexer spectralement et de façon simple plus de quatre faisceaux lumineux dont les spectres respectifs sont chacun centrés sur une longueur d'onde respective. La propagation d'un faisceau lumineux émis par une source lumineuse associée se fait en espace libre depuis ladite source jusqu'à l'ensemble optique. "Espace libre" désigne tout médium spatial d'acheminement du signal: air, espace inter-sidéral, vide, etc, ceci par opposition à un médium de transport matériel, tel la fibre optique ou les lignes de transmission filaires ou coaxiales. Il n'y a donc pas de couplage entre le faisceau lumineux émis par une source lumineuse, et un guide d'onde. Il n'y a pas de couplage dit « fibreà-fibre » tel qu'il peut exister dans des dispositifs de l'art antérieur. Le dispositif selon l'invention présente ainsi peu de pertes énergétiques. Les faisceaux lumineux sont efficacement mélangés, et l'intensité du faisceau superposé est élevée. En outre, cette caractéristique offre une plus grande liberté de positionnement des sources lumineuses ce qui réduit le coût de production du dispositif selon l'invention et rend possible une production à la chaîne. -5- De préférence, les sources lumineuses émettent à des longueurs d'onde situées dans le visible (entre 400 nm et 800 nm). Les sources lumineuses peuvent émettent des faisceaux lumineux 5 présentant des largeurs spectrales supérieures 6 nm. Selon une variante avantageuse de l'invention, les moyens de multiplexage spectral sont formés par l'ensemble optique uniquement. Dans cette variante, l'ensemble optique seul rapproche et superpose spatialement 10 les faisceaux lumineux. Avantageusement, chaque source lumineuse est placée sur un foyer objet de l'ensemble optique, où ledit foyer objet correspond à la longueur d'onde du faisceau lumineux émis par cette source lumineuse, de sorte qu'a la 15 sortie de l'ensemble optique les faisceaux lumineux soient superposés spatialement et collimatés. Un avantage de cette variante est qu'elle nécessite un minimum d'éléments optiques. Le coût de fabrication du dispositif selon l'invention est ainsi réduit. On peut appeler cette variante la variante « point infini ». 20 Par exemple, l'ensemble optique, dans cette configuration classique, transforme un faisceau lumineux de rayons parallèles (on parle de faisceau «collimaté ») et multicolore (c'est-à-dire comprenant au moins deux longueurs d'onde), en au moins deux faisceaux lumineux convergeant respectivement vers deux foyers distincts et séparés de l'ensemble optique et 25 correspondant aux deux longueurs d'onde du faisceau lumineux multicolore. Par le principe du retour inverse de la lumière, si l'on place deux sources lumineuses émettant chacune un faisceau lumineux, aux foyers objets correspondant à leurs longueurs d'onde d'émission respectives, alors le faisceau lumineux sortant de l'ensemble optique sera un faisceau lumineux 30 collimaté dans lequel se superposent et se mélangent les faisceaux lumineux émis par chacune des sources lumineuses. C'est cette deuxième configuration qui est alors mise en oeuvre dans le dispositif selon l'invention. Alternativement, chaque source lumineuse est placée en un point objet 35 de l'ensemble optique, où ledit point objet correspond à la longueur d'onde du -6- faisceau lumineux émis par cette source lumineuse, et de sorte qu'a la sortie de l'ensemble optique les faisceaux lumineux soient superposés spatialement en un point image unique. Cette alternative correspond à l'équivalent en conjugaison dite « point-5 point » de la variante « point infini ». Selon une autre variante de l'invention, les moyens de multiplexage spectral comprennent l'ensemble optique, un guide d'onde d'homogénéisation et des moyens optiques de collimation, l'ensemble optique étant agencé pour 10 envoyer les faisceaux lumineux en entrée du guide d'onde d'homogénéisation, guide d'onde d'homogénéisation à la sortie duquel se trouvent les moyens optiques de collimation. Le guide d'onde d'homogénéisation permet de réaliser une fonction d'homogénéisation des différents faisceaux lumineux rapprochés spatialement 15 par l'ensemble optique. On obtient en sortie du guide d'onde d'homogénéisation un faisceau homogène qui est collimaté par les moyens optiques de collimation. Un guide d'onde d'homogénéisation présente typiquement un diamètre de coeur supérieur ou égal à 1 mm, ce qui permet de réaliser cette fonction 20 d'homogénéisation qui ne pourrait pas être réalisée par une fibre optique « classique ». Les moyens optiques de collimation sont de préférence achromatiques. Le guide d'onde d'homogénéisation peut être formé par une fibre optique à coeur liquide. Un avantage d'une telle fibre optique est son diamètre élevé 25 (par exemple 5 mm et jusqu'à 10 mm de diamètre), permettant que des faisceaux lumineux même répartis sur un grand volume (par exemple un cylindre de 5 mm de diamètre et 3 mm d'épaisseur) se trouvent en entrée de la fibre optique. Un moindre rapprochement spatial des faisceaux lumineux, mis en oeuvre par l'ensemble optique, peut être compensé par l'utilisation 30 d'un tel guide d'onde d'homogénéisation. Selon une variante, le guide d'onde d'homogénéisation peut être formé par un barreau hexagonal d'homogénéisation. On utilise parfois le terme anglais de « light pipe ». On pourra par exemple utiliser une barre d'homogénéisation TECHSPECC) en N-BK7. -7- Selon une autre variante, on pourra utiliser un système de filtrage spatial pour réaliser la fonction d'homogénéisation. Par exemple, l'ensemble optique focalise les faisceaux lumineux en un point focal ou une zone focale, au niveau duquel se trouve un simple trou de filtrage.

De préférence, les sources lumineuses distinctes sont agencées coplanaires. Les sources lumineuses distinctes peuvent être alignées selon une 10 droite et rangées par ordre croissant de longueur d'onde À1 respectivement À2 (i.e. par ordre croissant de longueur d'onde associée à la source lumineuse). Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'ensemble optique comprend au moins un système optique utilisé hors d'axe et 15 présentant une aberration chromatique latérale. Cette aberration chromatique latérale forme la propriété de dispersion chromatique selon l'invention. L'utilisation hors d'axe accentue, voire fait apparaître, la dispersion spatiale latérale des longueurs d'onde. On peut également parler de chromatisme de grandeur apparente. 20 Le coût d'un tel système optique est généralement faible car, de manière intrinsèque, tout système optique exploité hors d'axe présente de l'aberration chromatique latérale, s'il n'est pas spécifiquement corrigé de cette aberration au moyen de solutions connues dans la conception optique. Les sources lumineuses peuvent être placées respectivement aux foyers 25 du système optique correspondant aux longueurs d'onde À1 et À2, de sorte que leurs faisceaux lumineux soient multiplexés à la sortie du système optique. Le système optique est dit « utilisé hors d'axe », c'est-à-dire hors de son axe optique. En d'autres termes, un faisceau lumineux incident, convergent au foyer objet du système optique, ne ressort pas de ce système 30 optique parallèle à l'axe optique dudit système. Ainsi, les foyers du système optique correspondant à différentes longueurs d'onde sont suffisamment séparés pour pouvoir placer les sources lumineuses correspondantes à l'endroit de ces foyers. Ce faisant, le multiplexage spectral est précisément et automatiquement réalisé par le système optique aberrant utilisé hors d'axe. -8- Selon une variante, l'ensemble optique comprend au moins un système optique utilisé dans l'axe et présentant une aberration chromatique latérale. Les sources lumineuses peuvent être quasi monochromatiques, émettant chacune un faisceau lumineux aux longueurs d'onde d'onde À1 respectivement À2. Le dispositif d'émission peut former une partie source d'un spectromètre d'absorption, les moyens de multiplexage spectral selon l'invention étant adaptés à mélanger les faisceaux lumineux pour former un faisceau lumineux multiplexé (ou superposé) destiné à illuminer un échantillon à analyser. Selon une variante de ce mode de réalisation, l'ensemble optique comprend un doublet ou un triplet de lentilles, usuellement utilisé pour la correction des aberrations chromatiques. Le doublet ou triplet de lentilles est ainsi détourné de son utilisation dédiée. On utilise par exemple un doublet flint/crown (du nom des deux types de verre utilisés pour chacune des deux lentilles du doublet). Selon une autre variante de ce mode de réalisation, l'ensemble optique 20 comprend un prisme optique et des moyens optiques de focalisation et/ou des moyens optiques de collimation. Typiquement, l'ensemble optique comprend : - des moyens optiques de collimation, agencés pour former et diriger des faisceaux lumineux collimatés depuis les sources lumineuses vers le prisme optique ; et 25 - des moyens optiques de focalisation, agencés pour diriger des faisceaux lumineux émergeant du prisme vers un point de focalisation commun. On peut considérer que tout système optique de décomposition spectrale comprenant au moins une lentille et/ou un prisme optique, pris en 30 sens inverse, peut être utilisé en tant qu'ensemble optique selon l'invention. De préférence, chaque source lumineuse est une diode électroluminescente (LED). Une LED est une source lumineuse quasi ponctuelle émettant un faisceau lumineux divergeant. 35 -9- Le dispositif d'émission selon l'invention peut comporter plus de trois sources lumineuses, par exemple au moins cinq, huit, ou douze, voire au moins douze sources lumineuses. On pourrait même prévoir plusieurs dizaines de sources lumineuses.

Les longueurs d'onde des sources lumineuses peuvent être comprises entre 340 nm et 800 nm. Le dispositif d'émission selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de modulation agencés pour moduler l'intensité lumineuse d'au moins 10 deux des sources lumineuses à des fréquences différentes les unes des autres. En particulier, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de modulation agencés pour moduler l'intensité lumineuse de chaque source lumineuse, indépendamment les unes des autres. 15 On peut ainsi retrouver aisément la contribution de chaque source lumineuse dans le faisceau multiplexé, par mise en oeuvre d'une détection à filtrage fréquentiel, par exemple une détection synchrone. On peut ainsi améliorer un rapport signal à bruit d'un détecteur recevant le faisceau multiplexé, notamment puisque les signaux ne sont perturbés que par le bruit 20 à la fréquence observée. De préférence, le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens de contrôle de l'intensité lumineuse d'au moins deux des sources lumineuses, indépendamment l'une de l'autre. 25 En particulier, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de contrôle de l'intensité lumineuse de chaque source lumineuse, indépendamment les unes des autres. On peut ainsi contrôler aisément la contribution énergétique de chaque source lumineuse dans le faisceau multiplexé. 30 On obtient une source multispectrale contrôlée en spectre, chaque contribution spectrale étant contrôlée en intensité de manière indépendante. On peut par exemple allumer tour à tour une seule des sources lumineuses selon l'invention. A chaque instant, la contribution énergétique de toutes les sources lumineuses sauf une est nulle. Un tel mode de réalisation 35 permet par exemple de réaliser un dispositif d'émission d'un faisceau -10- lumineux pour un spectromètre d'absorption. Dans un tel spectromètre, au lieu d'envoyer vers un échantillon une lumière blanche que l'on doit ensuite décomposer en longueur d'onde après traversée de l'échantillon, on n'envoie à chaque instant qu'une seule longueur d'onde (sous réserve de la largeur 5 spectrale de chaque source lumineuse bien sûr). On s'affranchit ainsi d'une étape finale de décomposition spectrale. On choisit de contrôler le dispositif d'émission au lieu de séparer les longueurs d'onde dans le faisceau transmis par l'échantillon. Alternativement, on peut allumer toutes les sources lumineuses à la fois, mais grâce aux moyens de modulation tels que défini ci-10 avant continuer à s'affranchir d'une étape finale de décomposition spectrale par séparation spatiale dans un spectromètre d'absorption. Les moyens de contrôle de l'intensité lumineuse peuvent en outre permettre d'adapter l'intensité lumineuse de chaque source lumineuse à une absorption par un échantillon et/ou une réponse d'un détecteur. 15 L'invention concerne également une installation M2 d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé, comprenant au moins deux dispositifs M d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention, chaque dispositif M fournissant un faisceau lumineux dit superposé, 20 l'installation M2 d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé comprenant en outre des moyens de multiplexage spectral annexes agencés pour superposer spatialement les faisceaux lumineux superposés respectifs de chaque dispositif M d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé. On peut ainsi superposer encore plus de faisceaux, notamment quasi-25 monochromatiques. On peut en particulier superposer au moins deux fois plus de faisceaux lumineux qu'avec un dispositif d'émission selon l'invention. Les moyens de multiplexage spectral annexes comprennent avantageusement tout moyen de multiplexage classique. Quelques exemples sont donnés ci-dessous. 30 Les moyens de multiplexage spectral annexes peuvent comprendre un ensemble d'au moins un miroir dichroïque. Par des jeux de réflexion ou transmission, on peut superposer spatialement des faisceaux lumineux associés chacun à un dispositif d'émission respectif. Les moyens de multiplexage spectral annexes peuvent comprendre un 35 mutiplexeur fibré agencé pour multiplexer ensemble des faisceaux lumineux -11- provenant de ses plusieurs fibres optiques d'entrée. On peut parler de « fiber splitter » pour désigner un tel mutiplexeur fibré. Chaque dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé peut comprendre un guide d'onde respectif, et des moyens optiques de collimation communs avec les autres dispositifs d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé, et les moyens de multiplexage spectral annexes sont agencés pour multiplexer les faisceaux lumineux issus de chacun des guides d'onde. En particulier, chaque dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé peut comprendre un guide d'onde respectif d'homogénéisation. Dans ces variantes, à chaque dispositif d'émission correspond un guide d'onde (éventuellement d'homogénéisation) dans lequel se propagent des faisceaux lumineux superposés ou rapprochés par l'ensemble optique correspondant. Les sorties des différents guides d'onde sont multiplexées (ou mélangées) par le multiplexeur fibré, puis collimatées par les moyens optiques de collimation communs. L'invention concerne également un spectromètre pour analyser au moins un échantillon, comprenant des moyens pour illuminer l'échantillon. Les moyens pour illuminer l'échantillon comprennent un dispositif M d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention ou une installation M2 d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention. Le spectromètre selon l'invention peut former un spectromètre d'absorption et comprendre : - au moins un détecteur adapté à collecter un faisceau lumineux transmis par l'échantillon à analyser et délivrant un signal relatif aux flux lumineux reçus par le détecteur aux longueurs d'onde À1 respectivement À2, et - des moyens de traitement du signal adaptés à déterminer l'absorption de chacune des longueurs d'onde À1 respectivement À2, par l'échantillon à analyser. Comme le spectromètre d'absorption selon l'invention n'utilise pas, contrairement aux spectromètres d'absorption classiques, de composants optiques coûteux et volumineux comme un réseau de diffraction ou un -12- détecteur linéaire multicanaux (par exemple capteur CCD ou matrice de photodiodes), son coût reste maîtrisé. En outre, le spectromètre selon l'invention intègre directement la source lumineuse. Le spectromètre d'absorption selon l'invention peut comprendre des moyens de modulation agencés pour moduler l'intensité lumineuse de chacune des sources lumineuses à des fréquences différentes les unes des autres, et des moyens de traitement du signal agencés pour démoduler le signal délivré par le détecteur de manière synchrone avec les sources lumineuses.

Avantageusement, le spectromètre d'absorption selon l'invention comprend la variante du dispositif d'émission ou installation d'émission selon l'invention, comprenant des moyens de contrôle de l'intensité lumineuse d'au moins deux des sources lumineuses, indépendamment l'une de l'autre. Ainsi, comme développé précédemment, le principe mis en oeuvre est fondamentalement différent, puisqu'il consiste à contrôler l'émission (par modulation, ou activation d'une seule source à la fois) au lieu de décomposer spectralement le long d'une ligne de détection, le faisceau lumineux transmis par l'échantillon à analyser. Le spectromètre d'absorption selon l'invention possède alors de nombreux autres avantages : - sa sensibilité à la lumière parasite est limitée si bien que sa dynamique de mesure est étendue et son seuil de détection abaissé par rapport à un spectromètre d'absorption utilisant un réseau de diffraction de la lumière, et - sa rapidité de mesure est améliorée par rapport à un spectromètre monochromateur qui implique un mouvement mécanique pour balayer le spectre de mesure (roue à filtre ou monochromateur à réseaux de diffraction). Cette rapidité est encore meilleure dans la variante mettant en oeuvre une modulation d'intensité lumineuse.

En effet, dans l'art antérieur, la décomposition spectrale du faisceau transmis par l'échantillon n'est pas parfaite. A un emplacement donné sur la ligne de détection on trouve : la majeure partie (mais pas l'intégralité) de la composante à une longueur d'onde À1, et de la lumière parasite à toutes les autres longueurs d'onde du faisceau transmis. Cette lumière parasite est essentiellement due à la diffusion introduite par l'utilisation d'un réseau de -13- diffraction. Le changement de principe, consistant à jouer plutôt sur le contrôle de l'émission, résout cette limitation. Le spectromètre d'absorption selon l'invention peut comporter au moins une fibre optique dans laquelle est couplé le faisceau lumineux multiplexé et illuminant l'échantillon à analyser. Le spectromètre d'absorption selon l'invention peut comporter des moyens optiques de collimation, agencés en sortie du dispositif ou de l'installation selon l'invention, de façon à diriger vers l'échantillon un faisceau lumineux collimaté.

Le spectromètre d'absorption selon l'invention peut comprendre des moyens d'asservissements adaptés à modifier l'intensité lumineuse de chaque source lumineuse en fonction de l'absorption de chacune des longueurs d'onde Àl À2 (et le cas échéant À, à N, 1>2) par l'échantillon a analyser. On s'assure ainsi de travailler toujours dans la meilleure zone de sensibilité et de linéarité 15 du détecteur. On améliore ainsi le rapport signal sur bruit. Le spectromètre selon l'invention peut former un spectromètre à fluorescence et comprendre : - au moins un détecteur adapté à collecter un faisceau lumineux 20 de fluorescence émis par l'échantillon à analyser et - des moyens de traitement du signal agencés pour délivrer un signal relatif au flux lumineux (du faisceau lumineux de fluorescence) reçu par le détecteur en fonction de la longueur d'onde À1 respectivement À2 reçue par l'échantillon. 25 La longueur d'onde À1 respectivement À2 reçue par l'échantillon est généralement appelée longueur d'onde d'excitation. Le détecteur peut être agencé pour ne détecter qu'une bande spectrale prédéterminée. Le spectromètre à fluorescence est particulièrement avantageux, dans 30 la variante dans laquelle le dispositif d'émission (ou l'installation d'émission) selon l'invention comprend des moyens de contrôle de l'intensité lumineuse d'au moins deux des sources lumineuses, indépendamment l'une de l'autre. Dans ce cas, les moyens de traitement du signal délivrent un signal relatif au flux lumineux reçu par le détecteur en fonction d'une intensité (d'excitation) 35 donnée de chaque longueur d'onde À1 respectivement À2 et d'une durée -14- d'excitation. La durée d'excitation est contrôlée grâce aux moyens de contrôle de l'intensité lumineuse. On peut ainsi réaliser de la fluorescence résolue en temps. En fonction de la durée d'excitation, différentes molécules ne subissent pas la même excitation. Il est moins onéreux de jouer sur un temps d'excitation rapide, que sur une détection rapide. L'invention rend possible de jouer plutôt sur un temps d'excitation rapide, grâce par exemple à l'utilisation de LED. Par exemple, le détecteur comprend un simple détecteur d'intensité, et les moyens de traitement du signal délivrent un signal relatif à l'intensité totale du faisceau lumineux de fluorescence reçu par le détecteur en fonction de la longueur d'onde d'excitation (longueur d'onde À1 respectivement À2 reçue par l'échantillon). Alternativement, ou en supplément, le détecteur peut comprendre un spectromètre, et les moyens de traitement du signal délivrent un signal relatif 15 au spectre de fluorescence du faisceau lumineux de fluorescence reçu par le détecteur en fonction de la longueur d'onde d'excitation. Le spectromètre à fluorescence peut comprendre des moyens d'asservissements adaptés à modifier l'intensité lumineuse de chaque source lumineuse en fonction de l'intensité du faisceau lumineux de fluorescence 20 émis par l'échantillon en réponse à l'absorption de la longueur d'onde À1 respectivement À2 correspondante. Le spectromètre à fluorescence selon l'invention peut comprendre des moyens de modulation agencés pour moduler l'intensité lumineuse de chacune des sources lumineuses à des fréquences différentes les unes des 25 autres, et des moyens de traitement du signal agencés pour démoduler le signal délivré par le détecteur de manière synchrone avec les sources lumineuses. Le spectromètre d'absorption selon l'invention ou le spectromètre à fluorescence selon l'invention peut comprendre une chaine de référence : une 30 partie du faisceau lumineux émis par les moyens pour illuminer l'échantillon n'est pas dirigée vers l'échantillon à analyser mais vers un échantillon de référence. On peut ainsi disposer d'une référence de façon à calculer une absorption respectivement un signal relatif au flux lumineux reçu par le détecteur en fonction de la longueur d'onde À1 respectivement À2 reçue par 35 l'échantillon. Plutôt qu'un échantillon de référence, on peut prévoir un simple -15- emplacement vide (air ambiant), ce qui permet d'intégrer facilement la chaîne de référence dans le spectromètre. Alternativement, on peut réaliser un étalonnage en analysant initialement un échantillon de référence, puis un échantillon à analyser.

L'invention concerne également un appareil d'imagerie de fluorescence ou d'absorption, comprenant des moyens pour illuminer un échantillon. Les moyens pour illuminer l'échantillon comprennent un dispositif M d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention ou une installation M2 d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention. L'appareil d'imagerie selon l'invention peut former un appareil de microscopie à fluorescence et comprendre : - des moyens de collecte agencés pour collecter un signal retour comprenant un faisceau lumineux de fluorescence émis par l'échantillon à analyser, et - des moyens de grossissement optique du signal retour. De façon similaire, l'appareil d'imagerie selon l'invention peut former un appareil de microscopie d'absorption et comprendre : - des moyens de collecte agencés pour collecter un signal retour comprenant un faisceau lumineux réfléchi ou rétrodiffusé par l'échantillon à analyser, et - des moyens de grossissement optique du signal retour. L'appareil de microscopie à fluorescence selon l'invention peut comprendre des moyens d'asservissements adaptés à modifier l'intensité lumineuse de chaque source lumineuse en fonction de l'intensité du faisceau lumineux de fluorescence émis par l'échantillon en réponse à l'absorption de la longueur d'onde À1 respectivement À2 correspondante. De façon similaire, l'appareil de microscopie d'absorption selon l'invention peut comprendre des moyens d'asservissements adaptés à modifier l'intensité lumineuse de chaque source lumineuse en fonction de l'intensité du faisceau lumineux réfléchi ou rétrodiffusé par l'échantillon en réponse à l'absorption de la longueur d'onde À1 respectivement À2 correspondante. L'appareil de microscopie à fluorescence ou d'absorption selon l'invention 35 peut comprendre des moyens de modulation agencés pour moduler l'intensité -16- lumineuse de chacune des sources lumineuses à des fréquences différentes les unes des autres. Des moyens de traitement du signal peuvent être agencés pour démoduler le signal délivré par un détecteur (par exemple des moyens d'affichage) de manière synchrone avec les sources lumineuses.

L'invention concerne également un appareil d'imagerie multispectrale pour observer au moins un échantillon éclairé successivement par des faisceaux lumineux à différentes longueurs d'onde, comprenant : des moyens pour illuminer l'échantillon comprenant un dispositif M d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention ou une installation M2 d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention, les moyens de contrôle des sources lumineuses distinctes, agencés pour activer à chaque instant une source lumineuse à la fois, et des moyens d'imagerie.

De façon générale, l'invention concerne une utilisation d'un dispositif M d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention ou une installation M2 d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention, pour former des moyens d'illumination dans tout appareil tel qu'un appareil de spectrométrie ou un appareil d'imagerie. L'ensemble des avantages énoncés à propos du dispositif d'émission selon l'invention se retrouvent dans ces différentes utilisations (en particulier, l'adaptabilité de l'émission, et le contrôle spectral de l'émission). L'invention peut également concerner une utilisation d'un dispositif M d'émission selon l'invention ou une installation M2 d'émission selon l'invention, pour former des moyens d'éclairage optimisant le rendu colorimétrique d'un objet (dans un musée, une joaillerie, un appareil d'observation de dentition à l'usage d'un dentiste, etc). L'invention concerne enfin un bloc d'émission lumineuse comprenant au moins trois puces semiconductrices émettant chacune un faisceau lumineux quasi-monochromatique à une longueur d'onde d'émission À1 respectivement À2 respectivement À3. Les puces semiconductrices sont rangées par ordre chromatique en fonction de leur longueur d'onde d'émission. La longueur d'onde d'émission d'une puce est la longueur d'onde 35 correspondant à son maximum d'intensité sur son spectre d'émission. Cette -17- longueur d'onde est généralement centrale sur son spectre d'émission si ce dernier est en forme de cloche. On peut parler en anglais de « chip », pour parler d'une puce semiconductrice. On peut parler plus précisément de « microchip ». On peut 5 également parler de « LED chip » et de « puce LED » pour parler d'une puce semiconductrice émettant un faisceau lumineux. Le bloc d'émission lumineuse selon l'invention reprend le principe général des LED multicoeur (on parle en anglais de « multichip LED »), mais en le modifiant. Dans l'art antérieur, on réalise des LED multicoeur afin 10 d'optimiser l'intensité d'émission de la LED. Chaque puce semiconductrice présente alors un même spectre d'émission. Selon l'invention, au contraire, on souhaite que chaque puce semiconductrice possède une longueur d'onde d'émission bien distincte. En outre, selon l'invention, les puces semiconductrices sont placées en fonction de leur longueur d'onde d'émission. 15 En outre, selon l'invention, les puces semiconductrices peuvent être nombreuses, par exemple on peut en prévoir douze dans une même source lumineuse. Les puces semiconductrices peuvent être coplanaires. Plus particulièrement, les puces semiconductrices peuvent être alignées. 20 On pourrait également prévoir qu'elles soient réparties le long d'un arc de cercle, ou d'ellipse, ou de tout autre arc de conique. De préférence, la largeur d'une puce semiconductrice est inférieure à 1 mm, par exemple comprise entre 90pm et 500pm voire entre 90pm et 200pm. On parle de largeur d'une puce semiconductrice, pour désigner sa 25 dimension mesurée selon sa plus faible dimension. La distance entre deux diodes voisines est avantageusement comprise entre 90pm et 500pm. Cette distance peut varier notamment en fonction de la largueur spectrale de chaque puce semiconductrice, et de la différence entre les longueurs d'onde d'émission de deux puces semiconductrices 30 voisines. Cette distance dépend du nombre de puce semiconductrives que l'on souhaite utiliser dans la source lumineuse selon l'invention. La distance entre deux diodes voisines peut être fixe. Alternativement, la distance entre une première diode et la diode voisine varie avec la longueur d'onde d'émission de la première diode et la 35 longueur d'onde d'émission de la diode voisine. -18- En particulier, le bloc d'émission lumineuse selon l'invention peut être adapté à être utilisée dans un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention, pour former les sources lumineuses. Ainsi, l'invention peut concerner un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé tel que décrit précédemment, dans lequel les sources lumineuses sont formées par un tel bloc d'émission lumineuse. Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la 10 lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : - la figure 1 illustre les spectres d'émission de deux sources lumineuses utilisées dans un dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé selon l'invention ; 15 - la figure 2 illustre un premier mode de réalisation d'un dispositif d'émission selon l'invention ; - la figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation d'un dispositif d'émission selon l'invention ; - la figure 4 illustre un troisième mode de réalisation d'un dispositif 20 d'émission selon l'invention ; - la figure 5 illustre un quatrième mode de réalisation d'un dispositif d'émission selon l'invention ; - la figure 6 illustre un mode de réalisation d'une installation d'émission selon l'invention ; 25 - la figure 7 illustre un mode de réalisation d'un spectromètre d'absorption selon l'invention ; - la figure 8 illustre un mode de réalisation d'un spectromètre de fluorescence selon l'invention ; - la figure 9 illustre un mode de réalisation d'un appareil de microscopie à 30 fluorescence selon l'invention ; - la figure 10 illustre un mode de réalisation d'un appareil d'imagerie multispectrale selon l'invention ; et - la figure 11 illustre un mode de réalisation d'un bloc d'émission lumineuse selon l'invention. 35 -19- On va tout d'abord décrire, en référence à la figure 1, les spectres d'émission de deux sources lumineuses utilisées dans un dispositif d'émission selon l'invention. On repère l'intensité lumineuse 11(À), respectivement le), de deux sources lumineuses quasiment monochromatiques aux longueurs d'onde À1, respectivement À2. Chaque spectre I1(À), respectivement le), a la forme d'une courbe « en cloche » (par exemple une gaussienne) présentant un pic à la longueur d'onde dite de travail À1, respectivement À2. Ce pic présente une largeur à mi-hauteur relativement faible par rapport à la longueur d'onde de travail. Ainsi, une première source lumineuse Si présente un spectre d'émission en cloche avec : - un pic de hauteur Ii,max (valeur maximale de l'intensité lumineuse I1(À), c'est-à-dire li,max (À1)) pour la longueur d'onde de travail À1 = 340 nm, et - une largeur à mi-hauteur AÀ1 autour du pic à À1, égale ici à 10 nm. De la même manière, une deuxième source lumineuse S2 présente un spectre d'émission en cloche avec : - un pic de hauteur I2,max (valeur maximale de l'intensité lumineuse 12(À), c'est-à-dire 12,max (À2)) pour la longueur d'onde de travail À2 = 405 nm, et - une largeur à mi-hauteur AÀ2 autour du pic à À2, égale ici à 10 nm. On peut alors considérer donc les sources lumineuses Si et S2 sont quasi monochromatiques, car : - la largeur à mi-hauteur AÀ1 de la source lumineuse Si est faible par rapport à la longueur d'onde À1 car AÀ1/À1 << 1 - la largeur à mi-hauteur AÀ2 de la source lumineuse S2 est faible par rapport à la longueur d'onde À2 car AÀ2/À2 << 1. On peut également prévoir d'utiliser des sources polychromatiques présentant d'autres formes de spectre. Selon l'invention, en fonction de la position de la source lumineuse, seule une partie de son spectre centrée sur une longueur d'onde dite de travail ou d'émission sera exploitée. On peut donc utiliser une source polycromatique, pourvu que son spectre présente une intensité élevée à cette longueur d'onde de travail. Les sources lumineuses comprennent ici des diodes électroluminescentes (DELs ou « LEDs » en anglais pour « Light-Emitting 35 Diodes »). L'utilisation de diodes électroluminescentes permet de réduire les -20- risques de défaillances, les LEDs étant des sources lumineuses ayant une durée de vie supérieure aux sources lumineuses utilisées habituellement dans des dispositifs tels qu'un spectromètre, comme les sources à incandescence ou à décharge. En outre, les LED présentent l'avantage d'être de taille réduite. On va maintenant décrire, en référence à la figure 2, un premier mode de réalisation dispositif d'émission d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé 1 selon l'invention.

Dans ce mode de réalisation, les sources lumineuses sont au nombre de douze. Pour des raisons de lisibilité de la figure, on a représenté seulement cinq sources lumineuses : Si, S2, Si, SN, où N=12. On pourra prévoir cependant autant de sources lumineuses que souhaité. Ces sources lumineuses 51 à S12 sont considérées comme des sources 15 quasi monochromatiques, émettant chacune un faisceau lumineux aux , - -1 -12 longueurs d'onde À À respectivement. On entendra par source quasi monochromatique, une source de lumière dont le spectre d'émission est étroit en longueur d'onde. Ceci peut être compris à la lumière de la figure 1 sur laquelle on a représenté les spectres 20 d'émission des diodes électroluminescentes 51 et S2. En plus des sources lumineuses 51 et S2 décrites en référence à la figure 1, les dix autres sources lumineuses S3 à S12 émettent des faisceaux lumineux aux longueurs d'onde suivantes : - Source S3 : À3 = 450 nm ; 25 - Source S4 : À4 = 480 nm ; - Source S5 : À5 = 505 nm ; - Source S6 : À6 = 546 nm ; - Source S7 : À7 = 570 nm ; - Source S8 : À8 = 605 nm ; 30 - Source S9 : À9 = 660 nm ; - Source S10 : À10= 700 nm ; - Source S11 : À11= 750 nm ; - Source S12 : À12 = 800 nm. Les sources Si à S12 sont donc rangées par ordre croissant de 35 chromaticité. -21- En variante, toute autre longueur d'onde adaptée à l'application mise en oeuvre peut être utilisée. De manière préférée, les longueurs d'onde des sources lumineuses sont comprises entre 340 nanomètres et 800 nanomètres.

Dans ce premier mode de réalisation, les sources lumineuses Si à S12 sont avantageusement sélectionnées de telle sorte que leurs spectres d'émission respectifs ne se recouvrent pas. Ceci signifie, en prenant encore l'exemple des sources lumineuses Si et S2 dont les spectres respectifs sont représentés sur la figure 1, que : - l'intensité lumineuse I1(À2) de la source lumineuse Si pour la longueur d'onde À2 est très faible par rapport à la valeur du pic 12,max, par exemple inférieure à 5%, de préférence inférieure à 1% de la valeur de ce pic, et que - l'intensité lumineuse I2(À1) de la source lumineuse S2 pour la longueur d'onde À1 est très faible par rapport à la valeur du pic Ii,max, par exemple 15 inférieure à 5%, de préférence inférieure à 1% de la valeur de ce pic. De manière avantageuse, les sources lumineuses peuvent comprendre chacune un filtre optique placé devant elles permettant de limiter encore davantage leur largeur à mi-hauteur respective. Ce filtre optique est un filtre spectral classique connu de l'homme du métier permettant de ne transmettre 20 un faisceau lumineux que sur une gamme de longueurs d'onde spécifique, appelée sa « bande passante ». Ce filtre peut être par exemple un filtre par absorption, ou un filtre interférentiel. Les douze sources lumineuses Si à S12 sont, dans le mode de 25 réalisation de l'invention représenté sur la figure 2, des diodes électroluminescentes de type encapsulées. On entend par là que les diodes électroluminescentes Si à S12 comportent ici chacune une puce (« LED chip » en anglais) qui émet de la lumière et placée dans un boîtier permettant, d'une part, de dissiper la chaleur dégagée par la puce lorsque celle-ci émet, et, 30 d'autre part, d'amener la puissance électrique jusqu'à la puce pour son fonctionnement. Le boîtier est donc généralement constitué d'un matériau résistant thermiquement et isolant électriquement comme par exemple un polymère époxyde tel que la résine époxy, ou bien une céramique. -22- Il comprend généralement deux pattes métalliques qui sont soudées sur la carte de circuit imprimé 21 au moyen de deux points de soudure, ces soudures permettant, d'une part, de fixer la diode électroluminescente sur la carte de circuit imprimé, et, d'autre part, d'alimenter les LEDs en courant.

En variante, un même boîtier pourrait comporter plusieurs puces (« mutichip LED » en anglais), le boîtier comprenant alors généralement autant de paires de pattes métalliques que de puces intégrées dans le boîtier. On parle alors de LED multicoeur. Les différentes puces du boîtier son identiques. Dans chaque variante, on pourrait prévoir de remplacer les pattes 10 métalliques par de simples surfaces conductrices et de mettre en oeuvre une technique dite CMS pour « composant monté en surface » (ou an anglais SMD pour « surface mounted device »). Une autre possibilité de réalisation des sources lumineuses selon l'invention sera décrite plus loin, en référence à la figure 11. 15 La carte de circuit imprimé 21 ou « PCB » (pour « Printed Circuit Board» en anglais) est ici réalisée dans un matériau composite de résine époxy renforcé par des fibres de verre, de type « FR4 » bien connu de la technique. Pour apporter la puissance nécessaire, la carte de circuit imprimé 21 20 comprend un connecteur 22. Le connecteur 22 n'est pas représenté sur toutes les figures, pour des raisons de lisibilités des figures. On verra, en référence à la figure 7, que sur ce connecteur 22 vient se brancher un câble 23 relié à un boîtier d'alimentation et de pilotage 24 fournissant un courant ajusté pour chacune des diodes électroluminescentes. 25 Les diodes électroluminescentes Si à S12 émettent chacune un faisceau lumineux à leur longueur d'onde d'émission À1 - À12. Chaque faisceau lumineux est généralement un faisceau divergent, les LEDs étant des sources lumineuses émettant de manière quasi-lambertienne. Le dispositif d'émission 1 comprend des moyens de multiplexage 30 spectral mélangeant les faisceaux lumineux des sources lumineuses Si à S12 pour former un faisceau lumineux multiplexé 26. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 2, ces moyens de multiplexage spectral sont formés par un ensemble optique formé lui-même par une lentille biconcave épaisse 25 d'axe optique Al. Il est connu -23- qu'une telle lentille 25 présente une aberration chromatique latérale lorsqu'elle est exploitée hors de son axe optique Al. En effet, la lentille 25 possède des foyers Fi à F12 correspondant aux - -1 -12. longueurs d'onde À À À cause de l'aberration chromatique latérale, ces foyers sont distincts et séparés, alignés selon une droite sécante avec l'axe optique Al de la lentille 25. La particularité optique de ces points singuliers de la lentille 25 est qu'un faisceau lumineux issu de ces points est transmis et transformé par la lentille 25 sous la forme d'un faisceau lumineux de rayons parallèles, dit 10 faisceau lumineux « collimaté ». Ainsi, un faisceau lumineux émis à la longueur d'onde À1 depuis le foyer Fi en direction de la lentille 25 émerge de la lentille 25 en un faisceau lumineux parallèle à la même longueur d'onde À1. De la même manière, un faisceau lumineux émis à la longueur d'onde À2 depuis le foyer F2 en direction 15 de la lentille 25 émerge de la lentille 25 en un faisceau lumineux parallèle à la même longueur d'onde À2, se superposant avec le faisceau lumineux parallèle à la longueur d'onde À1. Les deux faisceaux lumineux émis depuis les foyers Fi et F2 sont donc mélangés, ou « multiplexés » à la sortie de la lentille 25. 20 On comprend ainsi qu'en plaçant respectivement les sources lumineuses Si à S12 aux positions des foyers Fi à F12 correspondant aux longueurs d'onde À1 - À12 de la lentille 25 présentant de l'aberration chromatique latérale, les faisceaux lumineux émis par les LEDs Si à S12 sont multiplexés à la sortie de la lentille 25, pour former un faisceau lumineux 25 multiplexé 26, ici sous la forme d'un faisceau lumineux collimaté. Le faisceau lumineux multiplexé 26 est donc un faisceau lumineux polychromatique, puisqu'il comprend plusieurs longueurs d'onde mélangées. La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation d'un dispositif 30 d'émission 1 selon l'invention. La figure 3 ne sera décrite que pour ses différences d'avec la figure 2. Alors que dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, les sources lumineuses Si à S12 sont situées aux positions des foyers Fi à F12 correspondant aux longueurs d'onde À1 - À12 de la lentille 25, dans ce mode 35 de réalisation il n'en n'est rien. On met donc en oeuvre une conjugaison -24- optique « point-point », et non « foyer-infini ». Les sources lumineuses Si à S12 sont situées aux positions telles que la lentille 25 réalise la conjugaison optique entre les sources lumineuses et un point image commun 37. Un trou de filtrage spatial 39 placé au niveau de ce point image 37 permet d'effectuer un filtrage spatial sur le faisceau lumineux émergeant de la lentille 25. Une lentille de collimation 38 achromatique est placée de façon que le point image commun 37 soit placé à son foyer objet, ce qui permet d'obtenir un faisceau multiplexé 26 collimaté.

La figure 4 illustre un troisième mode de réalisation d'un dispositif d'émission 1 selon l'invention. La figure 4 ne sera décrite que pour ses différences d'avec la figure 3. Dans l'exemple représenté à la figure 4, les aberrations géométriques de la lentille 25 sont telles qu'on n'obtient pas un point image commun pour les 15 sources lumineuses Si à S12. Chaque source lumineuse est imagée par la lentille 25 en un point image 401 à 4012 respectif. La lentille 25, bien qu'elle n'image pas les sources Si à S12 en un unique point, rapproche spatialement les faisceaux lumineux issus de chacune des sources. Les points 401 à 4012 se trouvent donc réunis dans 20 un volume de focalisation de faible dimension, par exemple un disque épais de quelques millimètres de diamètre et quelques millimètres de hauteur. On place donc un guide d'onde d'homogénéisation 41, de façon que les faisceaux lumineux, formant les points images 401 à 4012, rentrent à l'intérieur du guide d'onde 41. Le guide d'onde est par exemple une fibre optique à coeur liquide, 25 d'un diamètre de 3 mm et d'une longueur de 75 mm. Les faisceaux lumineux provenant de chacune des sources Si à S12 sont mélangés à l'intérieur du guide d'onde, de façon qu'on obtient en sortie du guide d'onde un faisceau lumineux homogénéisé. Le faisceau est dit homogénéisé, car les contributions de chacun des faisceaux à des longueurs d'onde respectives sont mélangées 30 spatialement. En sortie du guide d'onde, un collimateur achromatique 38 permet d'obtenir un faisceau multiplexé 26 collimaté. Le diamètre de la fibre optique à coeur liquide est bien supérieur au diamètre d'une fibre optique classique (quelques centaines de micromètres). On choisit une fibre optique à coeur liquide, d'un diamètre de 3 mm environ, typiquement entre 2 mm et 6 -25- mm, afin de garantir un couplage efficace dans la fibre en même temps qu'une bonne qualité de collimation en sortie de fibre. La figure 5 illustre un quatrième mode de réalisation d'un dispositif 5 d'émission 1 selon l'invention. La figure 5 ne sera décrite que pour ses différences d'avec la figure 2. Dans ce mode de réalisation, les moyens de multiplexage spectral comprennent un ensemble optique formé par un prisme optique 51 entouré d'une lentille de collimation 55 et d'une lentille de focalisation 52. La lentille 10 de collimation permet de collimater les faisceaux lumineux émergeant de chacune des sources lumineuses Si à S12. Ainsi, plusieurs faisceaux collimatés sont dirigés vers le prisme 51. A ce stade, les plusieurs faisceaux collimatés peuvent être spatialement distincts, ou partiellement superposés. Le prisme 51 rapproche spatialement ces faisceaux qui émergent sur la face 15 opposée du prisme pour se diriger vers la lentille de focalisation 52 qui réunit spatialement en un point image 53 les faisceaux lumineux émis par les différentes sources lumineuses. L'ensemble prisme et lentilles est généralement utilisé dans le cadre des spectromètres, pour séparer spatialement les différentes longueurs d'onde. 20 Ici, on l'utilise au contraire pour rapprocher spatialement des faisceaux à différentes longueurs d'onde, en exploitant le principe de retour inverse de la lumière. Le point image 53 se trouve au foyer objet d'une lentille de collimation achromatique 38, de sorte qu'on obtienne en sortie de cette lentille 38 un 25 faisceau multiplexé 26 collimaté. On pourra envisager de combiner le mode de réalisation décrit en référence à la figure 5 avec le mode de réalisation décrit en référence à la figure 4. En particulier, si on n'obtient pas un point image unique 53 mais un ensemble de points images 401 à N situés dans un volume de faibles 30 dimensions. On va maintenant décrire, en référence à la figure 6, un mode de réalisation d'une installation d'émission 60 selon l'invention. L'installation d'émission 60 selon l'invention comprend trois dispositifs 35 d'émission 1 selon l'invention. -26- Plus précisément, dans le mode de réalisation tel que représenté à la figure 6, l'installation d'émission 60 comprend : - trois blocs source comprenant chacun des sources lumineuses Si à SN, où N est supérieur à cinq ; - pour chaque bloc source, un ensemble optique 61 tel que décrit précédemment, notamment en référence à la figure 3, 4 5 ; - en sortie de chaque ensemble optique 61, les faisceaux lumineux correspondant à chaque bloc source sont focalisés en un point unique ou une pluralité de points réunis dans une zone de focalisation de volume restreint (par exemple un disque épais de cinq millimètres de diamètre et 2 millimètre de hauteur). Les faisceaux lumineux correspondant à chaque bloc source pénètrent chacun à l'intérieur d'un guide d'onde 41 respectif qui peut être un guide d'onde d'homogénéisation. - un multiplexeur fibré 63, qui réunit spatialement les faisceaux se 15 propageant dans chaque guide d'onde 41, dans un guide d'onde unique 64 en sortie du multiplexeur fibré 63. - une optique de collimation 38 commune aux trois dispositifs d'émission 1. On obtient donc en sortie un faisceau 65 multiplexé collimaté 20 polychromatique, réunissant les longueurs d'onde d'émission de chacune des sources lumineuses de chaque dispositif d'émission 1. On peut également prévoir une variante de ce mode de réalisation, dans laquelle à chaque dispositif d'émission 1 correspond une optique de collimation 38 dédiée, placée alors en amont du multiplexeur fibré 63. On 25 peut avantageusement, dans cette variante, remplacer le multiplexeur fibré par un agencement de miroirs dichroïques. On pourra envisager toutes les variantes possibles, mettant en oeuvre plusieurs dispositifs d'émission 1 tels que décrits en référence aux figures 2 à 5. 30 On va maintenant décrire, en référence à la figure 7, un mode de réalisation d'un spectromètre d'absorption 70 selon l'invention. Un tel spectromètre permet de réaliser une analyse chimique précise d'un échantillon. -27- Le spectromètre d'absorption 70 selon l'invention présente des moyens d'éclairage formés par un dispositif d'émission 1 selon l'invention. Le faisceau lumineux multiplexé 26 permet d'illuminer un échantillon 11 à analyser, constitué ici par un échantillon de sang humain placé dans une 5 cuve 12, dont on détaillera par la suite les caractéristiques. On peut prévoir un unique échantillon, un opérateur remplaçant un échantillon par un autre entre deux mesures, ou une suite d'échantillons placés en parallèle de façon à simplement translater un unique support entre deux mesures. 10 On peut prévoir un filtre polarisant pour les sources lumineuses, placé devant l'échantillon sur le chemin du faisceau lumineux multiplexé 26. Alternativement, les sources lumineuses peuvent comprendre chacune un filtre polarisant placé devant elles. Ce filtre polarisant permet d'augmenter le rapport signal à bruit en dissociant, après transmission au travers de 15 l'échantillon 11 à analyser, la lumière absorbée par celui-ci de la lumière éventuellement réémise par fluorescence. En outre, un tel filtre polarisant permettrait de mesurer également le pouvoir rotatoire de l'échantillon 11 à analyser, si celui-ci en présentait. Le faisceau lumineux multiplexé 26 se propage pour venir illuminer 20 l'échantillon 11 à analyser. L'échantillon 11 est par exemple placé dans une cuve 12 dont les parois sont transparentes et absorbent peu pour les longueurs d'onde utilisées dans le dispositif d'émission 1. La cuve 12 est ici formée d'un tube parallélépipédique fabriqué en quartz. 25 Le faisceau lumineux multiplexé 26 traverse ensuite l'échantillon 11, dans lequel il est absorbé le long de son parcours. Plus précisément, chacun des faisceaux lumineux aux longueurs d'onde À1 - À12 du faisceau lumineux multiplexé 26 est absorbé par l'échantillon 11, l'absorption étant a priori différente pour chacune des longueurs d'onde À1 - À12. 30 Avantageusement, il peut être ajouté à l'échantillon 11 à analyser un ou plusieurs réactifs chimiques permettant d'effectuer un titrage de l'échantillon 11 à analyser. En sortie de la cuve 12, on obtient un faisceau lumineux transmis 34 par l'échantillon 11 à analyser, le spectre de ce faisceau lumineux transmis 34 -28- étant caractéristique de l'échantillon 11, telle une signature partielle de sa composition chimique. Le faisceau lumineux transmis 34 est ensuite détecté et analysé par un « bloc-détecteur ».

En particulier, le bloc-détecteur comprend un détecteur 31, par exemple « single-channel », collectant le faisceau lumineux transmis 34 par l'échantillon 11 à analyser. Le détecteur 31 est ici une photodiode à semiconducteur de type silicium. En variante, le détecteur pourrait être une photodiode à avalanche, un 10 photomultiplicateur ou bien un capteur CCD ou CMOS. Le détecteur 31 délivre alors un signal relatif au flux lumineux reçu pour chacune des longueurs d'onde À1 - À12. Le flux lumineux reçu à une longueur d'onde donnée est relié au niveau d'absorption de cette longueur d'onde par l'échantillon 11. 15 Le signal relatif au flux lumineux reçu par le détecteur 31 est transmis à des moyens de traitement du signal 32 qui déterminent l'absorption de chacune des longueurs d'onde À1 - À12 par l'échantillon 11 à analyser. Les résultats de l'analyse de l'échantillon 11 sont alors transmis à des moyens d'affichage 33 représentant les résultats sous la forme d'un spectre 20 d'absorption où l'on représente en abscisses la longueur d'onde et en ordonnées le niveau d'absorption de l'échantillon 11, par exemple en pourcentage, pour la longueur d'onde considérée. Des moyens d'alimentation et de pilotage 24 sont agencés pour contrôler l'intensité lumineuse de chacune des sources lumineuses, par 25 exemple la moduler en fréquence. On peut ainsi prévoir de moduler l'intensité lumineuse de chacune des sources lumineuses 51 à S12 à une fréquence différente les unes des autres. Comme expliqué ci-avant, on peut ainsi distinguer les signaux provenant de chaque source, lors de la détection. Généralement, les fréquences de 30 modulation sont comprises entre 1 kilohertz et 1 Gigahertz. Les moyens de traitement du signal 32 démodulent alors le signal délivré par le détecteur 31 de manière synchrone avec les sources lumineuses 51 à S12. Ceci permet notamment de n'utiliser qu'un seul détecteur pour effectuer la mesure. -29- Alternativement, on peut simplement prévoir d'allumer ou éteindre chaque source lumineuse, de façon qu'à chaque instant une seule des sources lumineuse émette de la lumière. On peut prévoir de combiner ces deux modes de réalisation.

On peut parler de contrôle spectral et temporel du spectre du faisceau multiplexé 26. En séparant ainsi les différentes sources lumineuses Si à S12 (par modulation de fréquence ou allumages successifs), la mesure de l'absorption sur l'échantillon 11 à analyser est réalisée avec une plus grande précision. En particulier, comme vu ci-avant, on diminue considérablement le bruit de détection. Le temps de réponse des LED est très rapide, de l'ordre de 100 ns, typiquement entre 10 ns et 1000 ns. Un contrôle spectral aussi rapide peut être qualifié de spectroscopie résolue en temps. De tels moyens d'alimentation et de pilotage 24 permettent ainsi d'observer des phénomènes très rapides. Le temps de réponse des LED est du même ordre de grandeur que le temps de réponse d'une photodiode choisie de façon adéquate. Grâce à de tels temps de réponse à la fois côté émission et côté réception, on peut observer des phénomènes très rapides, ces temps de réponse (par exemple de l'ordre de quelques centaines de nanosecondes) étant du même ordre que le temps de vie des états vibrationnels et rotationnels des molécules. On peut par exemple observer un phénomène d'absorption, au cours du temps. On peut par exemple observer à quelle vitesse les niveaux d'énergie d'une molécule sont excitée et désexcitées.

Le spectromètre d'absorption 70 comporte également des moyens d'asservissement qui modifient l'intensité lumineuse de chacune des sources lumineuses Si à S12 en fonction de l'absorption de chacune des longueurs d'onde À1, À2 par l'échantillon 11 à analyser. Les moyens d'asservissement comprennent notamment - les moyens d'alimentation et de pilotage 24 ; - le câble de liaison 35 entre les moyens de traitement du signal 32 et les moyens d'alimentation et de pilotage 24 ; - des moyens de calcul adaptés à mettre en oeuvre l'asservissement. Les moyens de traitement du signal 32 transmettent en effet via le 35 câble de liaison 35 aux moyens d'alimentation et de pilotage 24 un signal -30- - À12 -1 relatif à la mesure de l'absorption de chacune des longueurs d'onde À par l'échantillon 11 à analyser. Le câble de liaison 35 établit ainsi une boucle d'asservissement entre le dispositif d'émission et le bloc détecteur. Cette boucle d'asservissement permet d'adapter l'intensité de chaque longueur d'onde afin de travailler dans la meilleure zone de sensibilité et de linéarité du détecteur 31. On décrira ci-après la procédure qu'un opérateur met en place pour réaliser une mesure d'absorption au moyen spectromètre d'absorption représenté sur la figure 7. Étape de calibration : Dans cette étape, l'opérateur met en route les moyens d'alimentation et de pilotage 24 permettant d'alimenter la carte de circuit imprimé 21 comprenant les 12 LEDs Si à S12 qui émettent alors chacune un faisceau - -1 -12. lumineux divergent à leurs longueurs d'onde respectives À À Un faisceau lumineux multiplexé 26 est alors formé, ce faisceau lumineux multiplexé se propageant jusqu'à la cuve 12 pour l'illuminer. L'opérateur effectue alors une mesure « à vide », c'est-à-dire que, dans cette étape, la cuve 12 du spectromètre d'absorption est vide et ne contient pas encore l'échantillon 11 à analyser. Le faisceau lumineux multiplexé 26 est donc quasiment intégralement transmis par la cuve 12 en un faisceau lumineux transmis 34. En variante, l'opérateur peut effectuer cette étape de calibration avec une cuve remplie d'eau à pH = 7 (potentiel Hydrogène) dont le spectre d'absorption est connu.

Le détecteur 31 collecte alors le faisceau lumineux transmis 34 et délivre un signal relié à l'intensité lumineuse de chacun des faisceaux lumineux émis par les différentes LEDs Si à S12, aux moyens de traitement du signal 32 qui enregistrent ce signal. À l'issue de cette étape de calibration, les moyens de traitement du signal ont stocké en mémoire une valeur calibrée de l'intensité lumineuse de chacun des faisceaux lumineux émis par chacune des sources lumineuses Si à S12 et transmis à travers la cuve 12 vide du spectromètre d'absorption. Étape de mesure -31- Dans cette étape, l'opérateur effectue une nouvelle mesure en prenant soin de placer l'échantillon 11 à analyser dans la cuve 12 du spectromètre d'absorption. Ainsi, à l'issue de cette étape de mesure, les moyens de traitement du signal ont donc stocké en mémoire une valeur mesurée de l'intensité lumineuse de chacun des faisceaux lumineux émis par chacune des sources lumineuses Si à S12 et transmis à travers la cuve 12 du spectromètre d'absorption 10 remplie par l'échantillon 11 à mesurer. Les moyens de traitement du signal 32 déterminent alors, pour chacune des longueurs d'onde À1 à À12, le rapport entre la valeur calibrée à l'étape de calibration et la valeur mesurée de l'étape de mesure, ce rapport étant relié à l'absorption de chacun des faisceaux lumineux monochromatiques formant le faisceau lumineux multiplexé 26. Les résultats sont alors affichés sur les moyens d'affichage 33 sous la forme 15 d'un graphique que l'opérateur peut visualiser.

30 En fonction des niveaux relatifs d'absorption d'une longueur d'onde à une autre, l'opérateur peut en déduire la nature de l'échantillon 11. Chaque composé chimique présente un spectre d'absorption connu. Le spectre de l'échantillon 11 est donc une superposition de spectres connus pondérés par 20 une concentration. Par déconvolution, on peut retrouver la part de chaque composé chimique dans le spectre de l'échantillon. La grande sensibilité de mesure offerte par l'invention (comme expliqué ci-avant), améliore la précision de cette analyse de composition chimique.

25 On va ensuite décrire, en référence à la figure 8, un spectromètre de fluorescence 80 selon l'invention. La figure 8 ne sera décrite que pour ses différences d'avec la figure 7. Dans ce mode de réalisation, le faisceau lumineux multiplexé 26 est dirigé vers l'échantillon 11. L'échantillon émet, en réponse à l'absorption du faisceau 30 lumineux multiplexé 26, un faisceau de fluorescence 81. Un détecteur 82 reçoit ce faisceau de fluorescence 81. Le détecteur 82 peut par exemple consister en une photodiode, ou un spectromètre. La mesure du spectre de fluorescence permet d'identifier les composants de l'échantillon 11. -32- Le détecteur 82 est relié à des moyens de traitement du signal 83. Si le détecteur 82 est un spectromètre, les moyens de traitement du signal peuvent faire partie intégrante du spectromètre. On peut prévoir (non représentés), des moyens d'asservissement 5 comprennent notamment - les moyens d'alimentation et de pilotage 24 ; - un câble de liaison non représenté entre les moyens de traitement du signal 83 et les moyens d'alimentation et de pilotage 24 ; - des moyens de calcul adaptés à mettre en oeuvre l'asservissement 10 Les moyens de traitement du signal 83 transmettent en effet via le câble de liaison 35 aux moyens d'alimentation et de pilotage 24 un signal relatif à la mesure du signal de fluorescence associé à chacune des longueurs 12. À 1 - d'onde À1 à telle boucle d'asservissement permet de travailler dans la 15 meilleure zone de sensibilité et de linéarité du détecteur 82. On va ensuite décrire, en référence à la figure 9, un appareil de microscopie à fluorescence 90 selon l'invention. La figure 9 ne sera décrite que pour ses différences d'avec la figure 8.

20 L'échantillon 11 peut consister en un tissu biologique. Le faisceau de fluorescence 81 est dirigé vers des moyens de collecte 91 tels qu'un agencement d'au moins une lentille permettant de recueillir l'ensemble du faisceau de fluorescence 81 Le faisceau de fluorescence 81 est ensuite amené jusqu'à des moyens 25 de grossissement optiques 92 qui focalisent une image grossie d'une zone d'observation de l'échantillon 11, par exemple sur la rétine de l'oeil d'un observateur. On peut ainsi obtenir une image du signal de fluorescence émis par l'échantillon 11, par exemple pour localiser dans l'échantillon certains composants particuliers ayant au préalable été marquées par des molécules 30 fluorescentes. On va ensuite décrire, en référence à la figure 10, un appareil d'imagerie multispectrale 100 selon l'invention. L'appareil d'imagerie multispectrale 100 selon l'invention présente des 35 moyens d'éclairage formés par un dispositif d'émission 1 selon l'invention. -33- Le faisceau lumineux multiplexé 26 permet d'illuminer un échantillon 11 à analyser, constitué ici par un échantillon de tissu humain, dans le cadre d'une observation in vivo. Une lentille de focalisation 105 focalise le faisceau lumineux multiplexé 5 26 sur un emplacement particulier de l'échantillon 11 à analyser. En imagerie multispectrale on acquiert plusieurs images, chaque image correspondant à une bande très étroite du spectre. On a ainsi une définition beaucoup plus précise de la lumière réfléchie par une surface et on peut ainsi accéder à des caractéristiques non visibles à l'oeil nu. Les bandes spectrales 10 peuvent être choisies en fonction de longueurs d'ondes caractéristiques des matières ou des produits à analyser. Cela peut se faire en sélectionnant les différentes sources lumineuses Si à S12. L'appareil d'imagerie multispectrale 100 comprend donc des moyens de contrôle 101, comprenant des moyens d'alimentation et de pilotage des 15 sources lumineuses ainsi que des moyens de calculs agencés pour activer successivement l'une parmi les plusieurs sources lumineuses. Ces activations successives peuvent être commandées manuellement, ou être automatisées. Le faisceau lumineux 26 focalisé se réfléchit sur l'échantillon 11 en un faisceau réfléchi 102, et se propage jusqu'à des moyens d'imagerie 103 20 comprenant par exemple des jeux de lentilles et les cas échéant un écran d'affichage. On peut ainsi suivre des évènements très rapides, notamment dans le cadre d'une observation in vivo.

25 Les figures 7 à 10 illustrent différentes application du dispositif d'émission selon l'invention. On pourra envisager toutes les combinaisons possibles entre ces applications, et les différents modes de réalisation de dispositif d'émission décrit en référence aux figures 2 à 5. On pourra également envisager de remplacer, dans chaque exemple décrit en référence 30 aux figures 7 à 10, le dispositif d'émission selon l'invention par une installation de d'émission selon l'invention (figure 6). Enfin, on va décrire en référence à la 11 un mode de réalisation d'un bloc d'émission lumineuse 110 selon l'invention. -34- Le bloc d'émission lumineuse 110 comprend trois puces semiconductrices 114, représentées hachurées. Le dopage de chaque puce semiconductrice permet de déterminer la longueur d'onde centrale d'émission de la puce, ainsi que la largeur d'émission. Les puces sont intégrées au sein 5 d'un composant unique. Ce composant peut être en plastique ou en céramique. Chaque puce est collée avec de la colle électriquement isolante sur un substrat (par exemple de l'aluminium), et même parfois directement sur une électrode. Chaque puce est micro-soudée à deux électrodes dédiées 1151 respectivement 1152 par soudure au fil d'or. La réalisation du bloc 10 d'émission lumineuse ne sera pas décrite plus avant, l'invention résidant dans le choix et l'agencement des puces du bloc d'émission. Le bloc d'émission lumineuse 110 selon l'invention est un composant CMS. A la figure 11, le bloc d'émission lumineuse 110 est représenté relié à un support 112 comprenant des pattes métalliques 1161 respectivement 1162, 15 Chaque patte métallique 1161 respectivement 1162 est reliée électriquement à une électrode 1151 respectivement 1152. Ces pattes métalliques permettent un câblage simplifié sur une carte de circuit imprimé. Chaque puce semiconductrice 114 présente par exemple une forme d'un carré de 500pm de côté. La distance entre deux puces semiconductrices 20 114 est de l'ordre de 1,5 mm. Cette distance est mesurée le long d'une droite 117 le long de laquelle son alignées les puces semiconductrices. Bien sûr, chaque invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces 25 exemples sans sortir du cadre de l'invention correspondante. En particulier toutes les caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

30 On pourra également envisager des variantes dites « multivoie », c'est- à-dire comprenant en outre des moyens de séparation spatiale du faisceau multiplexé en plusieurs faisceaux de même spectre.

Claims

REVENDICATIONS1 Dispositif d'émission (1) d'un faisceau lumineux de spectre contrôlé comportant au moins deux sources lumineuses distinctes (Si à N) émettant chacune un faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde À1 respectivement À2, ainsi que des moyens de multiplexage spectral (25 ; 51, 55, 52 ; 25, 41), caractérisé en ce que - les moyens de multiplexage spectral (25 ; 51, 55, 52 ; 25, 41) comportent un ensemble optique (25 ; 51, 55, 52) formé d'au moins une lentille (25 ; 51, 52) et/ou un prisme optique (51), ledit ensemble optique (25 ; 51, 55, 52) présentant des propriétés de dispersion chromatique et étant agencé pour être traversé par les faisceaux lumineux des sources lumineuses distinctes (Si à N), sans réflexion spectralement sélective, et pour rapprocher spatialement lesdits faisceaux lumineux, de façon que les moyens de multiplexage spectral (25 ; 51, 55, 52 ; 25, 41) superposent spatialement lesdits faisceaux lumineux ; et - le dispositif d'émission (1) est agencé de façon que chaque faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde À1 respectivement À2 se propage en espace libre depuis la source lumineuse (Si à N) correspondante jusqu'à l'ensemble optique (25 ; 51, 55, 52). 2 Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de multiplexage spectral sont formés par l'ensemble optique uniquement (25). 3 Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque source lumineuse (Si à N) est placée sur un foyer objet de l'ensemble optique (25), où ledit foyer objet correspond à la longueur d'onde du faisceau lumineux émis par cette source lumineuse (Si à Of de sorte qu'à la sortie de l'ensemble optique (25) les faisceaux lumineux soient superposés spatialement et collimatés.-36- 4 Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque source lumineuse (S1 à N) est placée en un point objet de l'ensemble optique (25), où ledit point objet correspond à la longueur d'onde du faisceau lumineux émis par cette source lumineuse, et de sorte qu'à la sortie de l'ensemble optique les faisceaux lumineux soient superposés spatialement en un point image unique (53). 5 Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de multiplexage spectral comprennent l'ensemble optique (25), un guide d'onde d'homogénéisation (41) et des moyens optiques de collimation (38), l'ensemble optique (25) étant agencé pour envoyer les faisceaux lumineux en entrée du guide d'onde d'homogénéisation (41), guide d'onde d'homogénéisation à la sortie duquel se trouvent les moyens optiques de collimation (38). 6 7 8 9 Dispositif (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le guide d'onde (41) est formé par une fibre optique à coeur liquide. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources lumineuses distinctes (Si à N) sont agencées coplanaires. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sources lumineuses distinctes (Si à N) sont alignées selon une droite et rangées par ordre croissant de longueur d'onde À1 respectivement À2. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble optique comprend au moins un système optique (25) utilisé hors d'axe et présentant une aberration chromatique latérale.-37- 10 Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble optique comprend un doublet ou un triplet de lentilles, usuellement utilisé pour la correction des aberrations chromatiques. 11 Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'ensemble optique comprend un prisme optique (51) et des moyens optiques de focalisation (52) et/ou des moyens optiques de collimation (55). 12 Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque source lumineuse (S1 à N) est une diode électroluminescente. 15 13 Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins douze sources lumineuses (Si à N)- 14 Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de modulation (24) agencés pour moduler l'intensité lumineuse d'au moins deux des sources lumineuses (Si à N) à des fréquences différentes les unes des autres. 25 15 Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de contrôle (24) de l'intensité lumineuse d'au moins deux des sources lumineuses, indépendamment l'une de l'autre.. 10