FR3061563A1 - OPTICAL COMPONENT WITH SPECTRAL SELECTIVITY FOR IMPROVING OPTICAL COMMUNICATION - Google Patents

OPTICAL COMPONENT WITH SPECTRAL SELECTIVITY FOR IMPROVING OPTICAL COMMUNICATION Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un composant optique de sélectivité spectrale à profondeur de champ pour communication optique, comprenant au moins un réseau annulaire diffractif (ALDA), défini par les paramètres suivants : - un rayon minimal (Rmin) ; - un rayon maximal (Rmax) ; - une période du réseau (d) ; - lesdits paramètres étant déterminés de manière à obtenir une séparation spectrale de deux longueurs d'onde adjacentes λ+dλ et λ provenant d'une source de lumière modulée externe audit composant, c'est-à-dire tels que la distance de focalisation maximale (Zmax(λ+dλ)) de la longueur d'onde λ+dλ soit inférieure à la distance de focalisation minimale (Zmin(λ)) de la longueur d'onde λ, - ledit composant étant caractérisé en ce que lesdites distances de focalisations maximale et minimale sont calculées selon les formules suivantes : Zmax(λ+dλ) = (Rmax.d)/((λ+dλ).m) et Zmin(λ) = (Rmin.d)/(λ.m), où m représente l'ordre de diffraction.The invention relates to an optical component of spectral selectivity at depth of field for optical communication, comprising at least one diffractive annular grating (ALDA), defined by the following parameters: a minimum radius (Rmin); - a maximum radius (Rmax); - a period of the network (d); - said parameters being determined so as to obtain a spectral separation of two adjacent wavelengths λ + dλ and λ originating from a modulated light source external to said component, that is to say such as the maximum focusing distance (Zmax (λ + dλ)) of the wavelength λ + dλ is less than the minimum focusing distance (Zmin (λ)) of the wavelength λ, - said component being characterized in that said distances of maximum and minimum focalizations are calculated according to the following formulas: Zmax (λ + dλ) = (Rmax.d) / ((λ + dλ) .m) and Zmin (λ) = (Rmin.d) / (λ.m) , where m represents the diffraction order.

Description

Titulaire(s) :Holder (s):

SUNPARTNER TECHNOLOGIES.SUNPARTNER TECHNOLOGIES.

O Demande(s) d’extension :O Extension request (s):

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(54) COMPOSANT OPTIQUE A SELECTIVITE SPECTRALE POUR AMELIORER UNE COMMUNICATION OPTIQUE.(54) OPTICAL COMPONENT WITH SPECTRAL SELECTIVITY FOR IMPROVING OPTICAL COMMUNICATION.

FR 3 061 563 - A1 (57) L'invention concerne un composant optique de sélectivité spectrale à profondeur de champ pour communication optique, comprenant au moins un réseau annulaire diffractif (ALDA), défini par les paramètres suivants:FR 3,061,563 - A1 (57) The invention relates to an optical component of spectral selectivity at depth of field for optical communication, comprising at least one annular diffractive grating (ALDA), defined by the following parameters:

- un rayon minimal (Rmin) ;- a minimum radius (R min );

- un rayon maximal (Rmax) ;- a maximum radius (R max );

- une période du réseau (d) ;- a network period (d);

- lesdits paramètres étant déterminés de manière à obtenir une séparation spectrale de deux longueurs d'onde adjacentes Z+dZ et Z provenant d'une source de lumière modulée externe audit composant, c'est-à-dire tels que la distance de focalisation maximale (ZmaX(X+dÀp de la longueur d'onde Z+dZ soit inférieure à la distance de focalisation minimale (Zmin(Xp de la longueur d'onde Z,- Said parameters being determined so as to obtain a spectral separation of two adjacent wavelengths Z + dZ and Z coming from a modulated light source external to said component, that is to say such as the maximum focusing distance (Z maX ( X + dA p of the wavelength Z + dZ is less than the minimum focusing distance (Z min ( X p of the wavelength Z,

- ledit composant étant caractérisé en ce que lesdites distances de focalisations maximale et minimale sont calculées selon les formules suivantes: Zmax(^+Cix) = (R^ax-dV ((Z+dZ).m) et Zmin(À) = (Rmin.d)/(Z.m), ou m représente l'ordre de diffraction.said component being characterized in that said maximum and minimum focusing distances are calculated according to the following formulas: Z max (^ + C ix) = (R ^ ax-dV ((Z + dZ) .m) and Z min ( À ) = (R min .d) / (Zm), where m represents the diffraction order.

Figure FR3061563A1_D0001
Figure FR3061563A1_D0002

Composant optique à sélectivité spectrale pour améliorer une communication optiqueSpectral selectivity optical component for improving optical communication

La présente invention se rapporte aux dispositifs de communication par lumière visible et invisible (IR et UV) de type communication optique laser et/ou de type VLC (acronyme pour Visible Light Communication) ou LiFi (acronyme pour Light-Fidelity).The present invention relates to communication devices by visible and invisible light (IR and UV) of optical laser communication type and / or of VLC (acronym for Visible Light Communication) or LiFi (acronym for Light-Fidelity) type.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Les dispositifs de communication optique utilisent les ondes lumineuses pour transmettre une information entre deux points distants.Optical communication devices use light waves to transmit information between two distant points.

Les dispositifs de communication optique en espace libre utilisent en général des lasers ou diodes laser comme moyen d'émission, et des photodiodes comme moyen de réception. Le faisceau lumineux émis par le laser ou diode laser est un faisceau cohérent. Il peut donc être modulé en amplitude et en phase.Free space optical communication devices generally use lasers or laser diodes as the transmission means, and photodiodes as the reception means. The light beam emitted by the laser or laser diode is a coherent beam. It can therefore be modulated in amplitude and in phase.

Les dispositifs de communication par la lumière visible (VLC ou LiFi) comprennent en général une LED (ou un module de LEDs) formant un moyen d'émission, et un photo détecteur formant un moyen de réception.Communication devices using visible light (VLC or LiFi) generally include an LED (or a module of LEDs) forming a transmission means, and a photo detector forming a reception means.

La LED fournit un signal lumineux incohérent (Visible/IR/UV) dont l'intensité est modulée en fonction de l'information à transmettre. En particulier pour le domaine visible, les luminaires à LEDs présentent l'avantage de permettre la double fonction d'éclairage et de transmission de données. Leurs caractéristiques physiques permettent d'envisager des débits de l'ordre du Gbits/s pour des systèmes dédiés. Cette LED peut être constituée d'une unique puce bleue recouverte d'un luminophore pour permettre un éclairage blanc, ou être constituée de plusieurs puces (RGYB par exemple).The LED provides an inconsistent light signal (Visible / IR / UV), the intensity of which is modulated according to the information to be transmitted. In particular for the visible area, LED luminaires have the advantage of allowing the dual function of lighting and data transmission. Their physical characteristics make it possible to envisage bit rates of the order of Gbits / s for dedicated systems. This LED can consist of a single blue chip covered with a phosphor to allow white lighting, or consist of several chips (RGYB for example).

Le premier type, une puce bleue associée à un luminophore, est prépondérant dans les ampoules à LEDs, mais c'est aussi souvent le facteur limitant la bande passante du fait du temps de réponse des luminophores. Une puce bleue peut atteindre une bande passante de 20-100MHz, alors que cette même puce bleue associée à un luminophore verra ses performances se réduire à 2-3 MHz.The first type, a blue chip associated with a luminophore, is predominant in LED bulbs, but it is also often the factor limiting the bandwidth due to the response time of the phosphors. A blue chip can reach a bandwidth of 20-100MHz, while this same blue chip associated with a phosphor will see its performance reduced to 2-3 MHz.

Pour pallier cette problématique, il est possible de filtrer le signal dans le bleu avant le photo détecteur afin de ne conserver que la réponse de la puce. Cependant les filtres classiques réduisent drastiquement le niveau de signal rendant parfois la communication impossible.To overcome this problem, it is possible to filter the signal in blue before the photo detector in order to keep only the response of the chip. However, conventional filters drastically reduce the signal level, sometimes making communication impossible.

En effet, classiquement, l'utilisation d'un filtre bleu non associé à une lentille convergente, ne permet d'utiliser que 10% du signal disponible avant le filtre. Dans le cas d'une LED multi puces, chaque LED peut-être adressée indépendamment de sa voisine, ce qui signifie que l'amplitude lumineuse issue de chaque puce peut être modulée indépendamment. On s'affranchit alors de la problématique du filtre énoncée précédemment si on n'utilise qu'un seul canal de communication. Par exemple dans une ampoule à LEDs composée de 4 puces au spectre distinct, seule l'intensité d'une puce est modulée et les autres ne sont que les complémentaires pour générer la couleur blanche. Mais on perd de fait le potentiel de ce type d'ampoule à LEDs qui pourrait émettre au sein des 4 canaux de communication via les 4 puces au spectre distinct. Ainsi chaque puce génère un canal de communication particulier qui pourra être traité de manière indépendante.Indeed, conventionally, the use of a blue filter not associated with a converging lens, only allows the use of 10% of the signal available before the filter. In the case of a multi-chip LED, each LED can be addressed independently of its neighbor, which means that the light amplitude from each chip can be modulated independently. We then get rid of the problem of the filter set out above if we only use one communication channel. For example in an LED bulb composed of 4 chips with a distinct spectrum, only the intensity of a chip is modulated and the others are only complementary to generate the white color. But we actually lose the potential of this type of LED bulb which could emit within the 4 communication channels via the 4 chips with the distinct spectrum. Thus each chip generates a particular communication channel which can be processed independently.

Un tel système de communication est avantageux en ce qu'il peut intégrer comme moyen de réception la plupart des surfaces photo détectrices associées à un système de traitement de l'information permettant d'analyser la variation de l'amplitude du signal lumineux reçu et d'en déduire le signal transmis. En particulier, la plupart des surfaces photovoltaïques restituent les variations du signal optique en variation de signal électrique.Such a communication system is advantageous in that it can integrate as reception means most of the photo-detecting surfaces associated with an information processing system making it possible to analyze the variation in the amplitude of the received light signal and d '' deduce the transmitted signal. In particular, most photovoltaic surfaces restore the variations of the optical signal in variation of the electrical signal.

Dans un environnement de communication optique multi-utilisateurs, plusieurs canaux optiques sont nécessaires pour que chaque utilisateur puisse bénéficier d'une communication de type internet. Pour cela, une solution consiste à allouer une largeur spectrale de communication à chaque utilisateur tout en conservant un récepteur universel (les moyens mis en oeuvre d'un point de vue protocolaire ne font pas l'objet de cette demande de brevet et ne seront donc pas détaillés).In a multi-user optical communication environment, several optical channels are necessary so that each user can benefit from internet-type communication. For this, a solution consists in allocating a spectral width of communication to each user while keeping a universal receiver (the means implemented from a protocol point of view are not the subject of this patent application and therefore will not be not detailed).

..

Cependant, le système de réception devra être capable de filtrer le signal dans la bonne gamme de fréquence permettant ainsi la communication optique.However, the reception system must be able to filter the signal in the right frequency range, thus enabling optical communication.

L'utilisation de plusieurs canaux optiques de largeur spectrale définie permet aussi d'augmenter le débit d'une communication en utilisant par exemple des technologies de type ΜΙΜΟ (Multiple-Input Multiple-Output). Ce type de système nécessite du côté récepteur des moyens de sélection spectrale tels que les filtres colorés. Cependant, les filtres classiquement utilisés permettent une sélection spectrale en longueur d'onde mais ne concentrent pas la lumière reçue filtrée sur le photo détecteur, réduisant de manière drastique le niveau de signal reçu.The use of several optical channels of defined spectral width also makes it possible to increase the speed of a communication by using, for example, technologies of type Multiple (Multiple-Input Multiple-Output). This type of system requires spectral selection means such as color filters on the receiver side. However, the filters conventionally used allow a spectral selection in wavelength but do not concentrate the light received filtered on the photo detector, drastically reducing the level of signal received.

Des lentilles spécifiques peuvent à la fois réaliser cette fonction de filtre et de concentrateur. Les lentilles diffractives appelées aussi lentilles de Fresnel réalisent cette double fonction mais sont extrêmement sensibles à la dé-focalisation, c'est-àdire à la variation de la distance entre l'émetteur et la source. Lorsque la défocalisation est trop importante, dans le cas de l'utilisation de lentilles dites de Fresnel, la communication peut être perdue.Specific lenses can both perform this filter and concentrator function. Diffractive lenses also called Fresnel lenses achieve this double function but are extremely sensitive to de-focusing, that is to say to the variation of the distance between the emitter and the source. When the defocusing is too great, in the case of the use of so-called Fresnel lenses, the communication may be lost.

Afin de pallier ce problème, une solution consiste à utiliser des lentilles à profondeur de champ. Ces éléments optiques sont connus sous le nom d'axicon. Cependant, les axicons sont des optiques essentiellement achromatiques, ils ne permettent pas d'obtenir à la fois une grande profondeur de champ et une sélectivité spectrale.In order to overcome this problem, one solution consists in using lenses with depth of field. These optical elements are known as axicon. However, axicons are essentially achromatic optics, they do not make it possible to obtain both a large depth of field and a spectral selectivity.

Pour pallier cette problématique, une nouvelle classe d'optiques diffractives chromatiques à profondeur de champ a été proposée récemment. Ces optiques diffractives sont connues sous les termes de ALDA (acronyme pour Axicon Linéaire Diffractif diaphragmé Annulairement) et MALDA (acronyme pour Multiple Axicon Linéaire Diffractif diaphragmé Annulairement). Elles ont fait l'objet d'études approfondies dont les résultats ont fait l'objet de publications scientifiques : [1] E. Bialic, J.-L. de Bougrenet de la Tocnaye, Multiple annular linear diffractive axicons, JOSA A, Vol. 28, Issue 4, pp. 523- 533 (2011), [2] E. Bialic, J.-L. de Bougrenet de la Tocnaye, Multispectral imaging axicons, Applied Optics, Vol. 50, Issue 20, pp. 3638-3645 (2011), [3] E. Bialic, J.-L. de Bougrenet de la Tocnaye, Sélective color .To overcome this problem, a new class of chromatic diffractive optics at depth of field has been proposed recently. These diffractive optics are known under the terms of ALDA (acronym for Axicon Linear Diffractive Diaphragmed Annularly) and MALDA (acronym for Multiple Axicon Linear Diffractive Diaphragmed Annularly). They have been the subject of in-depth studies, the results of which have been the subject of scientific publications: [1] E. Bialic, J.-L. de Bougrenet de la Tocnaye, Multiple annular linear diffractive axicons, JOSA A, Vol . 28, Issue 4, pp. 523-533 (2011), [2] E. Bialic, J.-L. de Bougrenet de la Tocnaye, Multispectral imaging axicons, Applied Optics, Vol. 50, Issue 20, pp. 3638-3645 (2011), [3] E. Bialic, J.-L. de Bougrenet de la Tocnaye, Selective color.

imaging using weighted interleaved multiple annula linear diffractive axicons, Applied Optics, Vol. 51, Issue 20, pp. 4775-4782 (2012)).imaging using weighted interleaved multiple annula linear diffractive axicons, Applied Optics, Vol. 51, Issue 20, pp. 4775-4782 (2012)).

Les moyens proposés dans la littérature ne permettent cependant pas d'optimiser la sélectivité spectrale en fonction de la profondeur de champ. Ils ne décrivent pas comment réaliser une optique de type ALDA ou MALDA permettant de sélectionner différentes bandes spectrales sans aucun recouvrement, l'objectif étant par exemple d'obtenir une optique qui réalise plusieurs fonctions de filtrage, rouge, vert, bleu par exemple, tout en maintenant une profondeur de champ pour chacune des couleurs. C'est pourquoi la présente invention propose une optimisation de la conception des MALDAs afin de résoudre cette problématique.However, the means proposed in the literature do not make it possible to optimize the spectral selectivity as a function of the depth of field. They do not describe how to make an optic of the ALDA or MALDA type making it possible to select different spectral bands without any overlap, the objective being for example to obtain an optic which performs several filtering functions, red, green, blue for example, all maintaining a depth of field for each color. This is why the present invention proposes an optimization of the design of MALDAs in order to solve this problem.

BUT DE L'INVENTIONPURPOSE OF THE INVENTION

L'invention a pour but principal de proposer un dispositif optique associé à un photo détecteur apte à sélectionner une largeur spectrale, concentrer le signal et assurer une profondeur de champ afin d'augmenter la bande passante d'un canal optique de communication, ce qui permet d'augmenter le débit de la communication sans impact sur les autres canaux de communication pouvant être utilisés simultanément.The main purpose of the invention is to propose an optical device associated with a photo detector capable of selecting a spectral width, concentrating the signal and ensuring a depth of field in order to increase the bandwidth of an optical communication channel, which increases the communication speed without impacting other communication channels that can be used simultaneously.

OBJET DE L'INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION

L'invention concerne un dispositif optique fixe, déformable ou modulable permettant de réaliser la fonction de sélectivité spectrale et de concentreur de lumière dans la largeur spectrale sélectionnée tout en conservant une grande profondeur de champ. Ce dispositif optique permet de sélectionner un canal optique pour une communication optique filaire ou sans fil.The invention relates to a fixed, deformable or modular optical device making it possible to perform the function of spectral selectivity and of light concentrator in the selected spectral width while maintaining a large depth of field. This optical device makes it possible to select an optical channel for wired or wireless optical communication.

Plus précisément, l'invention a pour objet un composant optique de sélectivité spectrale à profondeur de champ pour communication optique, comprenant au moins un réseau annulaire diffractif (ALDA), défini par les paramètres suivants :More specifically, the subject of the invention is an optical component of spectral selectivity at depth of field for optical communication, comprising at least one annular diffractive grating (ALDA), defined by the following parameters:

- un rayon minimal (Rmin) ;- a minimum radius (R m in);

- un rayon maximal (Rmax) ;- a maximum radius (R ma x);

- une période du réseau (d) ;- a network period (d);

- lesdits paramètres étant déterminés de manière à obtenir une séparation spectrale de deux longueurs d'onde adjacentes λ+dA et λ provenant d'une source de lumière modulée externe audit composant, c'est-à-dire tels que la distance de focalisation maximale (Zmax(A+dA)) de la longueur d'onde λ+dÀ soit inférieure à la distance de focalisation minimale (Zmin(A)) de la longueur d'onde λ,- Said parameters being determined so as to obtain a spectral separation of two adjacent wavelengths λ + dA and λ coming from a modulated light source external to said component, that is to say such as the maximum focusing distance (Z ma x (A + dA)) of the wavelength λ + dÀ is less than the minimum focusing distance (Z min (A)) of the wavelength λ,

- ledit composant étant caractérisé en ce que lesdites distances de focalisations maximale et minimale sont calculées selon les formules suivantes : Zmax(A+dA) = (Rmax .d)/((À+dÀ).m) et Zmin(A) (Rmin .d)/(À.m), où m représente l'ordre de diffraction.said component being characterized in that said maximum and minimum focusing distances are calculated according to the following formulas: Z ma x (A + dA) = (Rmax .d) / ((À + dÀ) .m) and Zmin (A ) - (Rmin .d) / (À.m), where m represents the diffraction order.

Selon un mode de réalisation, le composant optique selon comprend une pluralité de réseaux annulaires diffractifs (ALDAs) agencés pour former un MALDAAccording to one embodiment, the optical component according to comprises a plurality of annular diffractive gratings (ALDAs) arranged to form a MALDA

7?(B) mm respectant la formule de récurrence des MALDAs7? (B) mm respecting the MALDA recurrence formula

Figure FR3061563A1_D0003

- Rmin(n) correspond au rayon minimal de l'ALDA (n),- Rmin (n) corresponds to the minimum radius of the ALDA (n),

- Rmax(n) correspond au rayon maximal de l'ALDA (n),- Rmax (n) corresponds to the maximum radius of the ALDA (n),

- Âmax correspond à la longueur d'onde maximale présente dans la source de lumière modulée,- Â max corresponds to the maximum wavelength present in the modulated light source,

- Δλ correspond à la largeur spectrale de ladite source, et :- Δλ corresponds to the spectral width of said source, and:

- la largeur spectrale Δλ est égale dA-ε, où ε représente la précision de séparation ;- the spectral width Δλ is equal dA-ε, where ε represents the separation precision;

- Àmax est égale à la valeur maximale de la longueur d'onde que l'on souhaite séparer des autres, qui peut être différente de la longueur maximale présente dans ladite source.- Àmax is equal to the maximum value of the wavelength that one wishes to separate from the others, which can be different from the maximum length present in said source.

Avantageusement, le ou les réseaux diffractifs annulaires sont générés par un modulateur spatial de lumière.Advantageously, the annular diffractive network (s) are generated by a spatial light modulator.

L'invention a également pour objet un système de réception pour communication optique comprenant un photorécepteur associé à un composant optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système mécanique permettant de modifier la distance entre le photorécepteur et ledit composant optique, de manière à modifier les longueurs d'onde issues de la source de lumière modulée focalisant sur le photorécepteur.The invention also relates to a reception system for optical communication comprising a photoreceptor associated with an optical component according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a mechanical system making it possible to modify the distance between the photoreceptor and said optical component, so as to modify the wavelengths coming from the modulated light source focusing on the photoreceptor.

Avantageusement, le système comprend en outre un moyen d'ajustement permettant de générer une homothétie de rapport k dudit composant optique pour procéder à l'augmentation ou à la diminution des paramètres (Rmin ,Rmax et d) de l'ALDA.Advantageously, the system further comprises an adjustment means making it possible to generate a homothety of ratio k of said optical component in order to increase or decrease the parameters (R m in, Rmax and d) of the ALDA.

Selon un mode de réalisation, le système est tel que le photorécepteur comprend une pluralité d'éléments photo actifs agencés annulairement de façon que chacune des différentes largeurs spectrales provenant de la source de lumière modulée soit concentrée sur l'un desdits éléments photo actifs.According to one embodiment, the system is such that the photoreceptor comprises a plurality of active photo elements arranged annularly so that each of the different spectral widths coming from the modulated light source is concentrated on one of said active photo elements.

De préférence, les éléments photo-actifs sont des éléments photovoltaïques.Preferably, the photoactive elements are photovoltaic elements.

Avantageusement, le système MALDA optimisé dynamique permet l'utilisation d'un unique récepteur, comparé aux systèmes connus qui utilisent autant de récepteurs qu'il y a de canaux optiques.Advantageously, the dynamic optimized MALDA system allows the use of a single receiver, compared to known systems which use as many receivers as there are optical channels.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

L'invention est maintenant décrite plus en détails à l'aide de la description des figures 1 à 5 indexées.The invention is now described in more detail using the description of Figures 1 to 5 indexed.

La figure IA est un schéma de principe qui représente une portion de réseau circulaire annulaire binaire en vue de dessus. Il décrit l'agencement d'un ALDA.FIG. 1A is a block diagram which represents a portion of a binary annular circular network in top view. It describes the layout of an ALDA.

La figure IB est schéma de principe qui représente la propagation des rayons lumineux au travers d'une optique de type ALDA.FIG. 1B is a block diagram which represents the propagation of light rays through an optic of the ALDA type.

La figure 2 est un schéma de principe qui représente l'agencement d'un MALDA en vue de dessus.Figure 2 is a block diagram showing the arrangement of a MALDA in top view.

,,

Les figures 3A, 3B et 3C sont des schémas de principe qui représentent la propagation des rayons lumineux au travers d'une optique de type ALDA ou MALDA lorsqu'un récepteur est placé le long de l'axe optique.FIGS. 3A, 3B and 3C are block diagrams which represent the propagation of light rays through an optic of the ALDA or MALDA type when a receiver is placed along the optical axis.

La figure 4 est un schéma de principe qui représente une figure de diffraction au travers d'une optique de type ALDA ou MALDA qui se produit à une distance déterminée le long de l'axe optique.Figure 4 is a block diagram which shows a diffraction pattern through an optic of the ALDA or MALDA type which occurs at a determined distance along the optical axis.

La figure 5 est un schéma de principe qui représente un photo détecteur multicanal photovoltaïque adapté à la figure de diffraction présentée à la figure 4.FIG. 5 is a block diagram which represents a photovoltaic multi-channel photo detector adapted to the diffraction figure presented in FIG. 4.

L'optique optimisée selon l'invention est composée d'au moins un ALDA (1) d'amplitude ou de phase (binaire ou multi-niveau) définie par son ouverture (Rmax), son rayon minimal (Rmin) et sa période (d), que l'on appellera par la suite paramètres de conception de l'ALDA. Un exemple d'ALDA d'amplitude est présenté à la figure 1. Cet exemple représente une vue de dessus de l'ALDA binaire qui peut être composé d'une plaque de verre recouverte de chrome, dont le chrome a été partiellement supprimé selon les règles de conception des ALDAs. Les zones sombres correspondent aux zones chromées. Les zones claires représentent les zones de transparence.The optics optimized according to the invention is composed of at least one ALDA (1) of amplitude or phase (binary or multi-level) defined by its opening (R ma x), its minimum radius (Rmin) and its period (d), which will hereinafter be called ALDA design parameters. An example of amplitude ALDA is presented in figure 1. This example represents a top view of the binary ALDA which can be composed of a glass plate covered with chromium, whose chromium has been partially removed according to the ALDA design rules. The dark areas correspond to the chrome areas. The light areas represent the areas of transparency.

Le principe du fonctionnement d'un ALDA de phase binaire vu en coupe est rappelé à la figure IB. Une portion de réseau circulaire de phase binaire 12 diffracte la lumière incidente 11 issue d'une source de lumière modulée externe (non représentée ici) selon une déviation géométrique contrôlée, dépendant de la longueur d'onde incidente (par exemple 21 pour la longueur d'onde rouge à 640 nm, 22 pour la longueur d'onde verte à 520 nm, 23 pour la longueur d'onde bleue à 460 nm) et des paramètres de conception de l'ALDA. Ces différentes longueurs d'onde focalisent le long de l'axe optique 13, pour le rayon maximal de l'ALDA respectivement en 31, 32 et 33.The principle of operation of a binary phase ALDA seen in section is recalled in Figure IB. A portion of circular binary phase grating 12 diffracts the incident light 11 from an external modulated light source (not shown here) according to a controlled geometric deviation, dependent on the incident wavelength (for example 21 for the length d red wave at 640 nm, 22 for the green wavelength at 520 nm, 23 for the blue wavelength at 460 nm) and ALDA design parameters. These different wavelengths focus along the optical axis 13, for the maximum radius of the ALDA at 31, 32 and 33 respectively.

La relation géométrique permettant de calculer les distances de focalisation maximale Zmax et minimale Zmin pour une longueur d'onde λ est donnée par la formule :The geometric relationship used to calculate the maximum focusing distances Z ma x and minimum Z m in for a wavelength λ is given by the formula:

λ.ιη /? il ^πμχ où m est l'ordre de diffraction considéré (explicité par exemple dans la thèse de doctorat intitulé «Etude d'un nouvel élément optique axiconique : le multiple axicon linéaire diffractif annulaire » publiée le 10 janvier 2011 par Emilie Bialic). La longueur de focalisation pour une longueur d'onde λ est donnée par la différence ΔΖ = Zmax Zminλ.ιη /? il ^ πμχ where m is the order of diffraction considered (explained for example in the doctoral thesis entitled "Study of a new axiconic optical element: the multiple linear axicon diffractive annular" published on January 10, 2011 by Emilie Bialic). The focusing length for a wavelength λ is given by the difference ΔΖ = Z ma x Zmin

Le MALDA (acronyme pour Multiple Axicon Linéaire Diffractif Annulaire) est une optique diffractive axiconique à profondeur de champ mais dont la chromaticité est contrôlée. Le MALDA est une combinaison d'axicons diaphragmés annulairement jointifs dont chacun des foyers chromatiques coïncide parfaitement.MALDA (acronym for Multiple Axicon Linear Diffractive Annular) is an axonic diffractive optic with depth of field but whose chromaticity is controlled. MALDA is a combination of annularly joined diaphragm axicons, each of whose chromatic focal points coincides perfectly.

Un exemple de schéma en vue de dessus représentant un MALDA binaire connu est présenté à la figure 2. Ce MALDA est composé de 3 ALDAs, l'ALDA extérieur est noté 41, l'ALDA du milieu est noté 42, et l'ALDA intérieur est noté 43. Le MALDA est donc une combinaison d'ALDA jointifs dont chacun des foyers chromatiques coïncide parfaitement avec son voisin afin d'en augmenter son efficacité énergétique. Afin de générer les ALDAs tels que leurs foyers respectifs coïncident parfaitement, il est nécessaire de respecter la formule de récurrence (décrite par exemple dans le brevet FR2979439B1) suivante :An example of a diagram in top view representing a known binary MALDA is presented in figure 2. This MALDA is composed of 3 ALDAs, the external ALDA is noted 41, the middle ALDA is noted 42, and the interior ALDA is noted 43. MALDA is therefore a combination of contiguous ALDAs, each of whose chromatic foci coincides perfectly with its neighbor in order to increase its energy efficiency. In order to generate ALDAs such that their respective foci coincide perfectly, it is necessary to respect the recurrence formula (described for example in patent FR2979439B1) as follows:

Rw minR w min

1Δλ d(«) 'max1Δλ d (") 'max

OÙ Rmin(n) correspond au rayon minimal de l'ALDA (n) ; Rmax(n) correspond au rayon maximal de ALDA (n), Àmax correspond à la longueur d'onde maximale présente dans la source et Δλ correspond à la largeur spectrale de la source. Δλ correspond donc à la différence entre la longueur d'onde la plus grande présente dans la source et la longueur d'onde la plus courte présente dans la source. Par exemple pour une source blanche de type LED, Δλ=640-460 nm = 180 nm.WHERE Rmin (n) corresponds to the minimum radius of the ALDA (n); Rmax (n) corresponds to the maximum radius of ALDA (n), Àmax corresponds to the maximum wavelength present in the source and Δλ corresponds to the spectral width of the source. Δλ therefore corresponds to the difference between the longest wavelength present in the source and the shortest wavelength present in the source. For example for a white LED type source, Δλ = 640-460 nm = 180 nm.

Cependant, la description du MALDA dans l'état de l'art ne permet pas d'assurer une précision suffisante pour la séparation de longueurs d'onde dans le ,However, the description of MALDA in the state of the art does not ensure sufficient precision for the separation of wavelengths in the,

x/îcihlo 2» roi icq rh i rprni iv/romûnl· rxnçeiRlo Hqc Ιηηπι ιοι ire /Η'ηη/Ηο Dm ir Ip rlûçr'rirvHrvn VIJIUI'w U ^.UUJO HUI I UUUU VI U.I I IUI lu pUJOlUlU UlvO IUM iy UIU-UII «J UUIIUUi 1 UUI ICI UUJUI ipilUI I du MALDA optimisé, objet de l'invention, il est donc nécessaire d'ajouter une contrainte supplémentaire de précision de séparation. Afin de séparer deux longueurs d'onde adjacentes A+dA et λ, il faut que Zmax(A+dÀ) < Zmin(À) A partir de cette relation, de la relation géométrique de calcul des distances de focalisation définie précédemment, et de la relation de récurrence des MALDAs, cette contrainte s'écrit :x / îcihlo 2 »roi icq rh i rprni iv / romûnl · rxnçeiRlo Hqc Ιηηπι ιοι ire / Η'ηη / Ηο Dm ir Ip rlûçr'rirvHrvn VIJIUI'w U ^ .UUJO HUI I UUUI UUI IUUU UUI IUU I UUI IUUI UUI IUUI UIU-UII «J UUIIUUi 1 UUI HERE UUJUI ipilUI I of the optimized MALDA, object of the invention, it is therefore necessary to add an additional constraint of separation precision. In order to separate two adjacent wavelengths A + dA and λ, it is necessary that Z ma x (A + dÀ) <Z m in (À) From this relation, from the geometric relation for calculating the defined focal distances previously, and of the MALDAs recurrence relation, this constraint is written:

AA=dA-e où ε représente la précision de la séparation.AA = dA-e where ε represents the precision of the separation.

Afin de calculer le MALDA optimisé pour réaliser la sélectivité spectrale sans recouvrement des longueurs d'ondes de travail, il faut procéder de la manière suivante dans les calculs des paramètres de l'optique :In order to calculate the MALDA optimized to achieve spectral selectivity without overlapping of the working wavelengths, it is necessary to proceed as follows in the calculations of the parameters of the optics:

1. Définir la valeur de séparation des deux longueurs d'onde que l'on souhaite séparer spectralement dA.1. Define the separation value of the two wavelengths that one wishes to separate spectrally dA.

2. Choisir pour Amax la longueur d'onde la plus grande que l'on souhaite séparer des autres longueurs d'onde plus courtes.2. Choose for A ma x the longest wavelength that you want to separate from the other shorter wavelengths.

3. Choisir pour ΔΑ la valeur de dA-ε où ε représente la précision de la séparation.3. Choose for ΔΑ the value of dA-ε where ε represents the precision of the separation.

Par exemple, considérons une source à LEDs composée de 3 puces distinctes centrées sur les longueurs d'onde de 640 nm (rouge), 520 nm (vert) et 460 nm (bleue). Avec une largeur à mi-hauteur du spectre d'émission des trois longueurs d'onde de 10 nm.For example, consider a LED source composed of 3 separate chips centered on the wavelengths of 640 nm (red), 520 nm (green) and 460 nm (blue). With a width at half height of the emission spectrum of the three wavelengths of 10 nm.

1. La valeur de séparation dA=min(640 nm-520 nm, 520 nm - 460 nm)= 60 nm1. The separation value dA = min (640 nm-520 nm, 520 nm - 460 nm) = 60 nm

2. La plus grande longueur d'onde considérée est la longueur d'onde rouge Amax=640 nm.2. The largest wavelength considered is the red wavelength Amax = 640 nm.

3. La largeur spectrale à considérer est donc AA=dA-e où ε est supérieur à la largeur à mi-hauteur soit par exemple 2 fois la largeur à mi-hauteur soit ε = 20nm. La largeur spectrale à mi-hauteur vaut dans ce cas Δλ=60 nm - 20 nm = 40 nm.3. The spectral width to be considered is therefore AA = dA-e where ε is greater than the width at half height, for example 2 times the width at half height, or ε = 20nm. In this case, the half-height spectral width is Δλ = 60 nm - 20 nm = 40 nm.

..

I In pvpmnlp Ho MAI ΠΔ rônnnHanb à roc rritoroc Ho côlorFix/itô cnortralo a of-o ralnilo v*i i w/wii 1iv<v * * ιι i * i ν«|·,νζι iwi iv va v«v«v/ v«i iwi v«v/ viv uviwvi v iw v#|^v«v*vi vaiv* va wv vvaivvaiv·I In pvpmnlp Ho MAY ΠΔ rônnnHanb à roc rritoroc Ho côlorFix / itô cnortralo a of-o ralnilo v * iiw / wii 1iv <v * * ιι i * i ν «| ·, νζι iwi iv va v« v «v / v "I iwi v" v / viv uviwvi v iw v # | ^ v "v * vi vaiv * va wv vvaivvaiv ·

L'ouverture de ce MALDA Rmax a été fixée à 5 cm. La distance de focalisation maximale Zmax(640nm) de la longueur d'onde rouge à 640 nm a été fixée à 30 cm.The opening of this MALDA R ma x was fixed at 5 cm. The maximum focusing distance Z ma x (640nm) of the red wavelength at 640 nm has been set at 30 cm.

Ce MALDA possède les caractéristiques suivantes :This MALDA has the following characteristics:

Numéro de l'ALDA ALDA number Rmaxen pmR max in pm Rmin en pm Rmin in pm d en pm d in pm 1 1 5000 5000 4687 4687 38 38 2 2 4687 4687 4394 4394 40 40 3 3 4394 4394 4119 4119 43 43 4 4 4119 4119 3862 3862 46 46 5 5 3862 3862 3620 3620 49 49 6 6 3620 3620 3394 3394 53 53

Il est alors facile de vérifier grâce à la formule de calcul des distances de focalisation qu'il n'y aura pas de recouvrement. Pour cela il suffit de calculer la distance de focalisation maximale de la longueur d'onde rouge, la distance de focalisation minimale de la longueur d'onde verte pour assurer le non recouvrement de la couleur rouge et verte.It is then easy to check thanks to the formula for calculating the focusing distances that there will be no overlap. For this, it suffices to calculate the maximum focusing distance of the red wavelength, the minimum focusing distance of the green wavelength to ensure that the red and green color is not overlapped.

Zmax(640nm)= (5*38)/640 m = 30 cm Zmin(520nm)= (4,393*40)/520 m = 33 cmZmax (640nm) = (5 * 38) / 640 m = 30 cm Zmin (520nm) = (4,393 * 40) / 520 m = 33 cm

On a bien la relation Zmax(640nm)< Zmin(520nm), il n'y a donc pas de recouvrement entre les longueurs d'onde verte et rouge.We have the relation Z ma x (640nm) <Z m in (520nm), so there is no overlap between the green and red wavelengths.

Et de procéder de manière identique pour la longueur d'onde verte et bleue. Zmax(520nm)= (5*38)/520 m = 36 cmAnd proceed in the same way for the green and blue wavelength. Zm a x (520nm) = (5 * 38) / 520 m = 36 cm

Zmin^ôOnnn^ (4,393*40)/460 m = 38 cmZmin ^ ôOnnn ^ (4,393 * 40) / 460 m = 38 cm

On a bien la relation Zmax(520nm)< Zmin(46onm), il n'y a donc pas de recouvrement entre les longueurs d'onde verte et bleue.We have the relation Z ma x (520nm) <Z min (46onm), so there is no overlap between the green and blue wavelengths.

Les propriétés des optiques de type MALDA ont été utilisées pour réaliser un composant optique optimisé, apte à générer une sélectivité spectrale contrôlée, à profondeur de champ, et dont l'efficacité radiométrique est maximisée afin de sélectionner les canaux de communication (en lumière infra-rouge, visible ou UV) en ambiante. Ces composants peuvent être utilisés selon deux modes.The properties of MALDA type optics were used to produce an optimized optical component, capable of generating controlled spectral selectivity, at depth of field, and the radiometric efficiency of which is maximized in order to select the communication channels (in infrared light). red, visible or UV) in ambient. These components can be used in two modes.

Selon un premier mode, cet élément est utilisé en tant que composant optique de sélectivité spectrale à profondeur de champ longitudinal. Ce premier mode utilise la caractéristique de focalisation du MALDA pour générer les propriétés de sélectivité spectrale.According to a first mode, this element is used as an optical component of spectral selectivity with longitudinal depth of field. This first mode uses the focusing characteristic of MALDA to generate the properties of spectral selectivity.

Un tel système optique de sélectivité de canal optique est équipé a minima d'un photorécepteur (40) placé le long de l'axe optique (13) du MALDA à une distance déterminée fonction des paramètres de conception du MALDA. Par exemple, afin de changer de canal optique de communication, le système en réception peut être composé d'un photorécepteur large bande, capable de collecter l'ensemble des longueurs d'onde disponibles, un MALDA et un système (non représenté) de déplacement mécanique, électrique ou optique du photorécepteur (40) le long de l'axe optique (13) du MALDA.Such an optical channel selectivity optical system is equipped at least with a photoreceptor (40) placed along the optical axis (13) of the MALDA at a distance determined according to the design parameters of the MALDA. For example, in order to change the optical communication channel, the receiving system may be composed of a broadband photoreceptor, capable of collecting all of the available wavelengths, a MALDA and a displacement system (not shown) mechanical, electrical or optical of the photoreceptor (40) along the optical axis (13) of the MALDA.

En particulier, un photorécepteur 40 de dimension en adéquation avec le mode de propagation des longueurs d'onde diffractées par le MALDA optimisé est placé le long de l'axe optique dans les zones de focalisation (respectivement 31, 32 et 33) des longueurs d'onde à sélectionner (respectivement 21, 22 et 23) pour le canal optique comme le montrent les schémas des figures respectives 3A, 3B et 3C.In particular, a photoreceptor 40 of dimension in adequacy with the mode of propagation of the wavelengths diffracted by the optimized MALDA is placed along the optical axis in the focusing zones (respectively 31, 32 and 33) of the lengths d wave to be selected (respectively 21, 22 and 23) for the optical channel as shown in the diagrams of the respective figures 3A, 3B and 3C.

La dimension dudit photorécepteur (40) peut être calculée aisément par l'homme du métier en fonction des données publiées dans la littérature (Référence : la thèse susmentionnée).The size of said photoreceptor (40) can be easily calculated by a person skilled in the art as a function of the data published in the literature (Reference: the above-mentioned thesis).

Un système similaire peut être utilisé pour déplacer le MALDA en gardant le photorécepteur à une position fixe. Le MALDA en tant qu'optique diffractive binaire pourra être utilisé aussi bien en transmission qu'en réflexion. Il peut aussi être utilisé dans des cas particuliers en tant qu'optique diffractive multi-niveau. Dans ce dernier cas, il faut ajuster les calculs en conséquence en tenant compte des aspects prismatiques potentiels induits par ladite optique.A similar system can be used to move the MALDA while keeping the photoreceptor in a fixed position. MALDA as a binary diffractive optic can be used both in transmission and in reflection. It can also be used in special cases as a multi-level diffractive optic. In the latter case, the calculations must be adjusted accordingly, taking into account the potential prismatic aspects induced by said optic.

Judicieusement, il peut aussi être envisagé de conserver l'optique de sélectivité spectrale et le photorécepteur fixes pour des problématiques de réduction de l'encombrement. Dans ce cas, l'optique de sélectivité spectrale est une optique dont |ρς rarartprictini ipc cnnt mnrli ilahlocJudiciously, it can also be envisaged to keep the optics of spectral selectivity and the photoreceptor fixed for problems of reduction of congestion. In this case, the spectral selectivity optic is an optic whose | ρς rarartprictini ipc cnnt mnrli ilahloc

WW WM MWVWI IWMWjMWW WVI IV I I I V Μ Μ IΜ Μ W WWW WM MWVWI IWMWjMWW WVI IV I I I V Μ Μ IΜ Μ W W

Cottci mnHiilarifô nei il· ôti-oCottci mnHiilarifô nei il · ôti-o

I I IVVIV4IVI· IW |yw«k WVI W différents moyens.I I IVVIV4IVI · IW | yw “k WVI W different means.

Selon une première variante, le moyen d'ajustement de la sélectivité spectrale concerne l'utilisation d'un MALDA sur support souple dont l'étirement par un moyen mécanique, électrique, optique ou toute combinaison de moyens génère une homothétie de rapport k de l'intégralité de l'optique, modifiant ainsi ses paramètres intrinsèques de focalisation et donc de sélectivité spectrale.According to a first variant, the means for adjusting the spectral selectivity relates to the use of a MALDA on a flexible support whose stretching by mechanical, electrical, optical means or any combination of means generates a homothety of ratio k of l integrality of the optics, thus modifying its intrinsic parameters of focusing and therefore of spectral selectivity.

Par exemple, considérons un MALDA optimisé pour la longueur d'onde maximale Amax = 640 nm qui focalise à la distance Zmax(640nm) = Rmax-d/( Amax-m) Zf fixe. Lorsqu'on procède à l'homothétie, l'observation s'effectue toujours à la distance Zf mais Zf = k. Rmax.k.d/( A2.m) par égalisation, on obtient que λ2= Amax/k2. Soit par exemple si on effectue une homothétie d'un rapport k=l,l, La longueur d'onde de focalisation à la distance Zf devient λ2= Amax/l,21=530nm correspondant à la couleur verte. La formule de récurrence reste vraie.For example, consider a MALDA optimized for the maximum wavelength A max = 640 nm which focuses at the distance Z max ( 640nm) = Rmax-d / (A ma xm) Z f fixed. When homothetic, the observation is always made at the distance Zf but Zf = k. R max .kd / (A 2 .m) by equalization, we obtain that λ 2 = A ma x / k 2 . Either for example if we carry out a homothety with a ratio k = l, l, the focusing wavelength at the distance Z f becomes λ 2 = A m ax / l, 21 = 530nm corresponding to the color green. The recurrence formula remains true.

Selon une seconde variante, le moyen d'ajustement de la sélectivité spectrale concerne l'utilisation d'un modulateur spatial de lumière (SLM) à la place d'une optique diffractive classique. Les modulateurs spatiaux de lumière sont des composants matriciels optoélectroniques à base de cristaux liquides ou de micromiroirs. Il existe deux grandes familles de SLM, ceux qui sont adressés électriquement et ceux qui sont adressés optiquement qui nécessitent la modulation d'un faisceau lumineux d'adressage. Les modulateurs adressés se distinguent en deux sous catégories. Les premiers sont basés sur la technologie MEMS (acronyme de « Micro Electro Mechanical Systems »). Ils regroupent par exemple la famille des matrices de micro-miroirs (notées DMD, acronyme de « Digital Micromirror Device ») et la famille des miroirs déformables (notés DM, acronyme de « Déformable Mirror »). Les seconds sont basés sur la technologie LCD.According to a second variant, the means for adjusting the spectral selectivity relates to the use of a spatial light modulator (SLM) in place of a conventional diffractive optic. Spatial light modulators are optoelectronic matrix components based on liquid crystals or micromirrors. There are two main families of SLMs, those which are electrically addressed and those which are optically addressed which require the modulation of an addressing light beam. Addressed modulators are divided into two subcategories. The first are based on MEMS technology (acronym for "Micro Electro Mechanical Systems"). They group together for example the family of micro-mirror arrays (denoted DMD, acronym of “Digital Micromirror Device”) and the family of deformable mirrors (denoted DM, acronym of “Deformable Mirror”). The second are based on LCD technology.

Le SLM peut être généralement considéré comme un réseau microscopique de pixels composés soit de micro-miroirs soit de cristaux liquides. Avantageusement, ce modulateur spatial de lumière est modifiable en temps réel et permet de modifier ses caractéristiques pour faire apparaître l'équivalent du MALDA diffractif permettant de choisir le bon canal optique via la sélectivité spectrale. Ce système est particulièrement avantageux pour résoudre les problématiques d'allocation multiutilisateurs avec changements de porteuses optiques (une porteuse optique correspond à un canal de communication et correspond à une bande spectrale étroite de l'ordre de la vingtaine de nanomètres).SLM can generally be considered as a microscopic network of pixels composed either of micro-mirrors or of liquid crystals. Advantageously, this spatial light modulator can be modified in real time and makes it possible to modify its characteristics to reveal the equivalent of the diffractive MALDA making it possible to choose the right optical channel via spectral selectivity. This system is particularly advantageous for solving the problems of multi-user allocation with changes in optical carriers (an optical carrier corresponds to a communication channel and corresponds to a narrow spectral band of the order of twenty nanometers).

Le second mode d'utilisation concerne l'utilisation de cet élément en tant que composant optique aux propriétés radiales de propagation, associé à un photorécepteur au design spécifique. Ledit photorécepteur comprend une pluralité d'éléments photo actifs agencés annulairement de façon que chacune des différentes largeurs spectrales provenant de la source de lumière modulée soit concentrée sur l'un desdits éléments photo actifs. Avantageusement, les éléments photo actifs sont des éléments photovoltaïques.The second mode of use concerns the use of this element as an optical component with radial propagation properties, associated with a photoreceptor with a specific design. Said photoreceptor comprises a plurality of active photo elements arranged annularly so that each of the different spectral widths coming from the modulated light source is concentrated on one of said active photo elements. Advantageously, the photo active elements are photovoltaic elements.

L'utilisation du composant se fait alors soit en amont soit en aval des zones de focalisation des différentes longueurs d'onde.The component is then used either upstream or downstream of the focusing zones of the different wavelengths.

La figure 4 représente une vue en coupe transversale du motif de propagation de la lumière incidente après le passage dans le MALDA et en amont de la première zone de focalisation de la longueur d'onde la plus grande. Par exemple, elle représente une coupe transversale de la Figure IB avant la zone de focalisation 31. Le premier anneau au centre, correspond à l'anneau de convergence de la longueur d'onde la plus grande 21 (par exemple la couleur rouge). L'anneau intermédiaire correspond à la longueur d'onde intermédiaire 22 (par exemple la couleur verte). L'anneau extérieur correspond à l'anneau de convergence de la longueur d'onde la plus courte 23 (par exemple la couleur bleue).FIG. 4 represents a cross-sectional view of the pattern of propagation of the incident light after passing through the MALDA and upstream of the first focusing zone of the longest wavelength. For example, it represents a cross section of Figure IB before the focusing zone 31. The first ring in the center, corresponds to the convergence ring of the longest wavelength 21 (for example the color red). The intermediate ring corresponds to the intermediate wavelength 22 (for example the color green). The outer ring corresponds to the convergence ring of the shortest wavelength 23 (for example the color blue).

Avantageusement, la forme du photorécepteur sera adaptée à la forme de la figure de diffraction dans le plan déterminé. Il sera alors par exemple constitué d'un matériau photosensible à large bande ou bande étroite, réparti sur tout ou une partie de l'anneau de convergence lui correspondant. Ainsi la répartition du matériau photosensible 51, 52, 53 dont un schéma est présenté à la Figure 5, sera faite selon la forme de l'anneau de convergence respectivement 21, 22 et 23 schématisé à la Figure 4.Advantageously, the shape of the photoreceptor will be adapted to the shape of the diffraction pattern in the determined plane. It will then for example be made of a broadband or narrowband photosensitive material, distributed over all or part of the corresponding convergence ring. Thus, the distribution of the photosensitive material 51, 52, 53, a diagram of which is presented in FIG. 5, will be made according to the shape of the convergence ring, respectively 21, 22 and 23 shown diagrammatically in FIG. 4.

Afin de récupérer le signal électrique issu de la conversion électro-optique du matériau photosensible, des bus d'interconnections 54 et 55 seront intégrés.In order to recover the electrical signal resulting from the electro-optical conversion of the photosensitive material, interconnection buses 54 and 55 will be integrated.

1414

Avantageusement, il sera par exemple possible d'utiliser des matériaux photosensibles faciles à travailler, tels que des cellules photovoltaïques en couches minces inorganiques ou organiques, par exemples des cellules de type silicium amorphe, CIGS ou à polymères.Advantageously, it will, for example, be possible to use photosensitive materials which are easy to work with, such as photovoltaic cells in inorganic or organic thin layers, for example cells of amorphous silicon, CIGS or polymer type.

AVANTAGES DE L'INVENTIONADVANTAGES OF THE INVENTION

L'invention atteint les buts fixés.The invention achieves the set goals.

Ce type d'optique peut être utilisé dans les systèmes de communication par lumière visible inter-satellite en permettant de sélectionner les longueurs d'onde de communication dans l'espace correspondant aux longueurs d'ondes non présentes dans le spectre du soleil. Elle permet en plus de sa fonction de filtrage de concentrer la lumière reçue et ainsi d'augmenter la portée de la communication. Avantageusement, le poids de l'optique diffractive est négligeable en comparaison de l'association d'une optique réfractive et d'un filtre.This type of optic can be used in inter-satellite visible light communication systems by making it possible to select the communication wavelengths in space corresponding to the wavelengths not present in the spectrum of the sun. It allows in addition to its filtering function to concentrate the received light and thus to increase the range of the communication. Advantageously, the weight of the diffractive optic is negligible compared to the association of a refractive optic and a filter.

Selon un autre aspect, l'invention se distingue de la littérature par l'utilisation de MALDA optimisé dynamique, c'est-à-dire permettant la modification en temps réel du choix de la largeur spectrale. Ainsi, le système pourra commuter d'un canal optique bleu à un canal optique vert par exemple sans changer d'optique, ce qui n'est pas possible par des systèmes de filtre où il est nécessaire de changer de filtre pour changer de bande spectrale de transmission.According to another aspect, the invention differs from the literature by the use of dynamic optimized MALDA, that is to say allowing the modification in real time of the choice of the spectral width. Thus, the system will be able to switch from a blue optical channel to a green optical channel for example without changing the optic, which is not possible by filter systems where it is necessary to change the filter to change the spectral band of transmission.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1 - Composant optique de sélectivité spectrale à profondeur de champ pour communication optique, comprenant au moins un réseau annulaire diffractif (ALDA), défini par les paramètres suivants :1 - Optical component of spectral selectivity at depth of field for optical communication, comprising at least one annular diffractive grating (ALDA), defined by the following parameters: - un rayon minimal (Rmin) ;- a minimum radius (Rmin); - un rayon maximal (Rmax) ;- a maximum radius (R ma x); - une période du réseau (d) ;- a network period (d); - lesdits paramètres étant déterminés de manière à obtenir une séparation spectrale de deux longueurs d'onde adjacentes λ+dÀ et λ provenant d'une source de lumière modulée externe audit composant, c'est-à-dire tels que la distance de focalisation maximale (ZmaX(A+dÀ)) de la longueur d'onde λ+dÀ soit inférieure à la distance de focalisation minimale (Zmin(À)) de la longueur d'onde λ,- Said parameters being determined so as to obtain a spectral separation of two adjacent wavelengths λ + dA and λ coming from a modulated light source external to said component, that is to say such as the maximum focusing distance (Z maX (A + dÀ)) of the wavelength λ + dÀ is less than the minimum focusing distance (Zm in (À)) of the wavelength λ, - ledit composant étant caractérisé en ce que lesdites distances de focalisations maximale et minimale sont calculées selon les formules suivantes : Zmax(À+dA) = (Rmax .d)/((À+dÂ).m) et Zmin(A) = (Rmin .d)/(À.m), où m représente l'ordre de diffraction.said component being characterized in that said maximum and minimum focusing distances are calculated according to the following formulas: Z max (À + d A) = (Rmax .d) / ((À + dÂ) .m) and Z min ( A) = (Rmin .d) / (À.m), where m represents the order of diffraction. 2 - Composant optique selon la revendication 1, comprenant une pluralité de réseaux annulaires diffractifs (ALDAs) agencés pour former un MALDA respectant la formule de récurrence des MALDAs , où2 - Optical component according to claim 1, comprising a plurality of annular diffractive gratings (ALDAs) arranged to form a MALDA respecting the formula for the recurrence of MALDAs, where - Rmin(n) correspond au rayon minimal de l'ALDA (n),- Rmin (n) corresponds to the minimum radius of the ALDA (n), - Rmax(n) correspond au rayon maximal de l'ALDA (n),- Rmax (n) corresponds to the maximum radius of the ALDA (n), - Àmax correspond à la longueur d'onde maximale présente dans la source de lumière modulée,- At max corresponds to the maximum wavelength present in the modulated light source, - Δλ correspond à la largeur spectrale de ladite source, caractérisé en ce que :- Δλ corresponds to the spectral width of said source, characterized in that: - la largeur spectrale ΔΑ est choisie égale dA-ε, où ε représente la précision de séparation, etthe spectral width ΔΑ is chosen to be equal to dA-ε, where ε represents the separation precision, and - Amax est égale à la valeur maximale de la longueur d'onde que l'on souhaite séparer des autres, qui peut être différente de la longueur maximale présente dans ladite source.- Amax is equal to the maximum value of the wavelength that one wishes to separate from the others, which can be different from the maximum length present in said source. 3 - Composant optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les réseaux diffractifs annulaires sont générés par un modulateur spatial de lumière.3 - Optical component according to one of the preceding claims, characterized in that the annular diffractive network (s) are generated by a spatial light modulator. 4 - Système de réception pour communication optique comprenant un photorécepteur associé à un composant optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système mécanique permettant de modifier la distance entre le photorécepteur et ledit composant optique, de manière à modifier les longueurs d'onde issues de la source de lumière modulée focalisant sur le photorécepteur.4 - reception system for optical communication comprising a photoreceptor associated with an optical component according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a mechanical system making it possible to modify the distance between the photoreceptor and said optical component, so as to modify the wavelengths coming from the modulated light source focusing on the photoreceptor. 5 - Système de réception pour communication optique comprenant un composant optique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'ajustement permettant de générer une homothétie de rapport k dudit composant optique pour procéder à l'augmentation ou à la diminution des paramètres (Rmin ,Rmax et d) de l'ALDA.5 - reception system for optical communication comprising an optical component according to one of claims 1 and 2, characterized in that it further comprises an adjustment means making it possible to generate a homothety of ratio k of said optical component to carry out increasing or decreasing the parameters (Rmin, Rmax and d) of ALDA. 6 - Système de réception selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte un photorécepteur comprenant une pluralité d'éléments photo actifs agencés annulairement de façon que chacune des différentes largeurs spectrales provenant de la source de lumière modulée soit concentrée sur l'un desdits éléments photo actifs.6 - reception system according to one of claims 4 or 5, characterized in that it comprises a photoreceptor comprising a plurality of active photo elements arranged annularly so that each of the different spectral widths coming from the modulated light source is concentrated on one of said active photo elements. 7 - Système de réception selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments photo-actifs sont des éléments photovoltaiques.7 - reception system according to claim 6, characterized in that the photoactive elements are photovoltaic elements. 1/41/4
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