FR3064058A1

FR3064058A1 - Systeme optique et spectrometre miniature equipe d'un tel systeme ainsi que procede d'analyse d'objets a l'aide d'un tel systeme optique

Info

Publication number: FR3064058A1
Application number: FR1852192A
Authority: FR
Inventors: Benedikt STEIN; Christian Huber; Christoph Schelling; Marc Schmid; Martin Husnik; Hartmut Kueppers
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2018-09-21
Anticipated expiration: 2038-03-14
Also published as: FR3064058B1; DE102017204363A1

Abstract

Système optique (100) comprenant un premier élément (1) avec un premier dimensionnement, et un second élément (2) avec un second dimensionnement. Le premier élément (1) et le second élément (2) sont voisins vis-à-vis d'un rayonnement électromagnétique incident (10', 10"). Le premier élément (1) décale d'une première valeur dans une première phase, une première partie (10') du rayonnement électromagnétique incident suivant un angle d'incidence (3), et le second élément (2) décale d'une seconde valeur dans une seconde phase, une seconde partie (10") d'un rayonnement électromagnétique incident suivant un angle d'incidence (3). La seconde valeur est différente de la première valeur.

Description

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE

COURBEVOIE © Int Cl⁸ : G 01 J 3/02 (2017.01), G 01 J 3/45, G 02 B 27/00

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1

©) Date de dépôt : 14.03.18.	© Demandeur(s) : ROBERT BOSCH GMBH— DE.
© Priorité : 16.03.17 DE 102017204363.6.
	@ Inventeur(s) : STEIN BENEDIKT, HUBER
	CHRISTIAN, SCHELLING CHRISTOPH, SCHMID
(43) Date de mise à la disposition du public de la	MARC, HUSNIK MARTIN et KUEPPERS HARTMUT.
demande : 21.09.18 Bulletin 18/38.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Ce dernier n'a pas été
établi à la date de publication de la demande.
(© Références à d’autres documents nationaux	® Titulaire(s) : ROBERT BOSCH GMBH.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension :	© Mandataire(s) : CABINET HERRBURGER.

SYSTEME OPTIQUE ET SPECTROMETRE MINIATURE EQUIPE D'UN TEL SYSTEME AINSI QUE PROCEDE D'ANALYSE D'OBJETS A L'AIDE D'UN TEL SYSTEME OPTIQUE.

FR 3 064 058 - A1

Système optique (100) comprenant un premier élément (1) avec un premier dimensionnement, et un second élément (2) avec un second dimensionnement.

Le premier élément (1 ) et le second élément (2) sont voisins vis-à-vis d'un rayonnement électromagnétique incident (10', 10).

Le premier élément (1) décale d'une première valeur dans une première phase, une première partie (10') du rayonnement électromagnétique incident suivant un angle d'incidence (3), et le second élément (2) décale d'une seconde valeur dans une seconde phase, une seconde partie (10“) d'un rayonnement électromagnétique incident suivant un angle d'incidence (3).

La seconde valeur est différente de la première valeur.

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Domaine de l’invention

L’invention se rapporte à un système optique comprenant un premier élément avec un premier dimensionnement et un second élément avec un second dimensionnement.

L’invention se rapporte également à un spectromètre miniature équipé d’un tel système optique et à un procédé d’analyse d’un objet avec un tel système optique.

Etat de la technique

Le document US 9 316 539 B1 décrit un spectromètre statique à transformée de Fourier. Le spectromètre statique à transformée de Fourier comprend un diffuseur, un dispositif avec des cristaux à double réfraction et des polarisateurs qui génèrent des différences de marche ainsi qu’une lentille collectrice focalisant les rayons avec la même différence de marche sur un point. L’interférogramme que l’on obtient sur le détecteur est transformé par une transformation de Fourier.

Exposé et avantages de l’invention

L’invention a pour objet un système optique comprenant au moins un premier élément avec un premier dimensionnement et, au moins un second élément avec un second dimensionnement, le système étant caractérisé en ce que le premier élément et le second élément sont voisins vis-à-vis d’un rayonnement électromagnétique incident, le premier élément décale d’une première valeur une première phase, d’une première partie du rayonnement électromagnétique incident suivant l’angle d’incidence, le second élément décale d’une seconde valeur, une seconde phase d’une seconde partie d’un rayonnement électromagnétique incident suivant un angle d’incidence, la seconde valeur étant différente de la première valeur.

Les informations spectrales d’un objet peuvent être obtenues à partir du rayonnement électromagnétique venant de l’objet, par exemple, à partir d’un rayonnement électromagnétique émis par l’objet réfléchi par celui-ci, transmis par l’objet et/ou diffracté par l’objet en ce que le rayonnement électromagnétique est, par exemple, reçu et exploité par un spectromètre. Un exemple de spectromètre est le spectromètre à transformée de Fourier. Les spectromètres à transformée de Fourier peuvent à tout instant émettre, réfléchir, transmettre et/ou participer à un rayonnement électromagnétique diffracté dans le rayonnement électromagnétique donnant le signal de mesure du spectromètre par des spectromètres à transformée de Fourier. Cela permet, à l’aide du rapport signal/bruit, d’améliorer les spectromètres à transformée de Fourier par rapport aux autres spectromètres et de réduire la durée nécessaire à une mesure. De tels spectromètres sont fondés sur le principe de l’information spectrale provenant d’un interférogramme. Tout d’abord, entre deux rayons on génère un déphasage respectif associé à une différence de marche. Ensuite, on regroupe les rayons pour qu’ils dépendent des fréquences contenues dans les rayons et on interfère avec la différence de marche. Cela permet, par exemple, de générer un interférogramme. La transformée de Fourier permet, à partir de là, de déterminer un spectre pour recueillir des informations spectrales concernant l’objet.

Un avantage de l’invention avec les caractéristiques définies ci-dessus est que le système optique a une grande robustesse mécanique et métrologique. Un autre avantage est que le système optique a une construction très compacte ce qui permet ainsi de miniaturiser le système optique. En outre, le système optique peut être intégré de manière simple et peu encombrante dans un spectromètre miniature. De plus, le système optique est d’une fabrication économique.

Comme déjà indiqué et en d’autres termes, l’invention a pour objet un système optique comportant au moins un premier élément avec un premier dimensionnement et au moins un second élément avec un second dimensionnement. Le système optique se caractérise en ce que le premier et le second éléments sont voisins par rapport à la direction d’incidence du rayonnement électromagnétique de sorte que le premier élément décale d’une première valeur, une première phase d’une première partie du rayonnement électromagnétique arrivant selon un angle d’incidence, et que le second élément décale d’une seconde valeur, une seconde phase d’une seconde partie du rayonnement incident arrivant selon l’angle d’incidence, la seconde valeur étant différente de la première. Le système optique permet ainsi avantageusement d’avoir une première partie et une seconde partie qui, après l’arrivée sur le système optique ont un déphasage l’une par rapport à l’autre. Si le rayonnement électromagnétique arrive avec des angles d’incidence différents sur le système optique, les rayons avec le même angle d’incidence et qui ont traversé des éléments différents, seront déphasés l’un par rapport à l’autre après l’arrivée sur le système optique, ce qui permet de leur associer une différence de marche. Ce déphasage relatif dépend en conséquence de l’angle d’incidence. Cela permet de générer avec le système optique, avantageusement des différences de marche sans nécessiter de pièce mécanique mobile. Ainsi, le système optique a une plus grande robustesse mécanique. De plus, on pourra générer avec une précision plus élevée, des différences de marche avantageuses et améliorer la fiabilité des mesures dépendant des différences de marche.

Selon un développement, le premier élément a une première épaisseur et le second élément une seconde épaisseur, la première épaisseur et la seconde épaisseur étant différentes. En variante ou en complément, le premier élément est dans une première matière ayant un premier indice de réfraction et le second élément en une seconde matière ayant un second indice de réfraction différent du premier. Cette solution a l’avantage d’utiliser des éléments statiques compacts et de réaliser ainsi un système optique mécaniquement et métrologiquement robuste.

Selon un autre développement, sur une première surface du système optique, on réalise une ou plusieurs couches réfléchissantes qui réfléchissent le rayonnement électromagnétique arrivant sur le système optique, ce qui a l’avantage de réduire les pertes par absorption ou plutôt par des transmissions non voulues ou des réflexions (selon l’utilisation du spectromètre FT) dans le système optique. A titre d’exemple, la première surface du système optique comporte une pile de couches diélectriques adaptées angulairement.

Un avantage d’un spectromètre miniature comportant au moins un système optique tel que défini ci-dessus est qu’il convient pour recevoir le rayonnement électromagnétique venant d’un objet et de comporter au moins une unité de détection pour fournir un interférogramme de l’objet et au moins une unité de focalisation dans le chemin du rayon entre le système optique et Tunité de détection de sorte que le spectromètre miniature est compact et économique à réaliser ; en outre il est mécaniquement et métrologiquement très robuste. Avantageusement, toutes les longueurs d’onde pourront être mesurées simultanément ce qui réduit le temps de mesure. De plus, les résultats des mesures faites par le spectromètre miniature ont un bon rapport signal /bruit. Un spectromètre miniature est un spectromètre dont les dimensions se situent dans le domaine du centimètre, ce qui englobe également des dimensions inférieures au domaine centimétrique.

Selon un développement, Tunité de détection comporte une unité de calcul pour déterminer un spectre de l’objet à partir de l’interférogramme ce qui permet de déterminer une information spectrale telle que, par exemple, la composition chimique d’un produit ou des informations relatives à des mélanges de matière dans un objet et cela avec une très grande fiabilité.

Selon une forme de réalisation, Tunité de focalisation comprend un réseau de microlentilles, ce qui a l’avantage de pouvoir réaliser de manière économique et simple le réseau de microlentilles qui est peu encombrant dans un spectromètre miniature et permet ainsi de miniaturiser le spectromètre. Un autre avantage est qu’en cas où plusieurs systèmes optiques différents quant à la direction d’incidence sont juxtaposés, le rayonnement électromagnétique qui arrive sur le système optique pourra alors être conduit avec une unité de focalisation simple sur Tunité de détection. Cela augmente la robustesse mécanique et la fiabilité des résultats de mesure du spectromètre miniature.

Selon un développement, dans le chemin du rayon entre l’objet et le système optique on a un diffuseur, ce qui a l’avantage de permettre une répartition régulière de l’angle d’incidence du rayonnement électromagnétique. De plus, on aura ainsi une répartition régulière de la lumière dans les différentes plages et comme décrit ci-dessus, on aura une répartition régulière de l’angle d’incidence. En particulier, l’utilisation du diffuseur permet de découpler la répartition de l’angle d’incidence dans le spectromètre miniature par rapport à la répartition de l’angle d’incidence de la lumière incidente arrivant sur le spectromètre miniature.

Selon une forme de réalisation, le spectromètre miniature a un premier système optique tel que décrit ci-dessus et un second système optique également comme ceux décrits ci-dessus, le premier système optique et le second système optique générant des déphasages différents pour un même angle d’incidence. En particulier, le rayonnement électromagnétique, après son arrivée sur le premier système optique a une première différence de marche et le rayonnement électromagnétique arrivant sur le second système optique selon un angle aura une seconde différence de marche. Cela permet avantageusement d’obtenir des interférogrammes présentant une grande différence de marche et à partir desquels à l’aide de la transformation de Fourier on pourra obtenir un spectre optique avec une bonne résolution des longueurs d’onde.

L’invention a également pour objet un procédé d’analyse d’un objet à l’aide d’un spectromètre miniature consistant à générer des déphasages différents d’un rayonnement électromagnétique arrivant sur le système optique, le déphasage dépendant de l’angle d’incidence du rayonnement électromagnétique arrivant sur le système optique ; réunir les composants du rayonnement électromagnétique correspondant au même angle d’incidence après l’arrivée sur le système optique et donnant un interférogramme, déterminer un spectre ou une information spectrale à partir de l’interférogramme pour l’analyse de l’objet.

Ainsi, le procédé permet avantageusement d’enregistrer l’interférogramme dans une plage étendue de différences de marche pour obtenir un spectre optique avec une bonne résolution pour les longueurs d’onde. Un autre avantage est d’obtenir un bon rapport signal / bruit et d’augmenter ainsi la précision et la sensibilité de la mesure pour l’analyse des objets.

Dessins

La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de réalisation de systèmes optiques selon l’invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels :

la figure 1 est une section d’un système optique comportant un premier élément ayant une première épaisseur et un second élément ayant une seconde épaisseur, différente de la première épaisseur, la figure 2 est une section d’un système optique ayant un premier élément ayant une première matière avec un premier indice de réfraction et un second élément qui a en partie une seconde matière avec un second indice de réfraction, différent du premier indice de réfraction, la figure 3 montre une section d’un système optique ayant un premier élément et un second élément ayant des teneurs différentes en une première matière avec un premier indice de réfraction et une seconde matière avec un second indice de réfraction différent du premier indice de réfraction, la figure 4 est une section d’un système optique ayant un premier élément en une première matière avec un premier indice de réfraction et un second élément en une seconde matière avec un second indice de réfraction différent du premier indice de réfraction, la figure 5 est une section d’un système optique ayant un revêtement réfléchissant sur un premier côté du système optique, la figure 6 est une section d’un spectromètre miniature avec un système optique, une unité de focalisation et une unité de détection, la figure 7 est une section d’un spectromètre miniature avec un diffuseur entre l’objet et le système optique, la figure 8 est une section d’un spectromètre miniature dont le système optique est muni d’un revêtement réfléchissant, la figure 9 est une section d’un spectromètre miniature comportant plusieurs systèmes optiques juxtaposés selon la direction d’incidence et qui diffèrent l’un de l’autre, et la figure 10 montre le déroulement d’un procédé d’analyse d’un objet.

Description de modes de réalisation de l’invention

La figure 1 montre une section d’un exemple de réalisation d’un système optique 100 composé d’un premier élément 1 et d’un second élément 2. Le premier élément 1 a un premier dimensionnement et le second élément 2 a un second dimensionnement. Un dimensionnement d’un élément 1, 2 comprend la matière et les dimensions de l’élément. Dans cet exemple de réalisation, les dimensionnements du premier élément 1 et du second élément 2 diffèrent par la mesure parai3064058 lèle à la direction z de la figure 1. Cette mesure parallèle à la direction z sera appelée ci-après épaisseur. L’épaisseur du premier élément 1 est appelée première épaisseur 1’ ; l’épaisseur du second élément 2 est appelée seconde épaisseur 2’. Dans l’exemple de réalisation de la figure 1, la première épaisseur 1’ est inférieure à la seconde épaisseur 2’. Le premier élément 1 et le second élément 2 sont réalisés dans la même matière. Dans un autre exemple de réalisation non présenté ici, le premier élément 1 et le second élément 2 sont au moins partiellement dans des matières différentes.

De tels exemples de réalisation sont, par exemple, donnés à la figure 2, à la figure 3 et à la figure 4 qui seront décrites ensuite. Le premier élément 1 et le second élément 2 sont l’un à côté de l’autre par rapport à la direction incidente du rayonnement électromagnétique 10’, 10” c’est-à-*dire que ces éléments sont voisins l’un de l’autre. La direction incidente caractérise de façon générale la direction du rayonnement électromagnétique 10’, 10” sur le système optique 100. Le fait que le premier élément 1 et le second élément 2 soient voisins l’un par rapport à l’autre vis-à-vis de la direction incidente signifie notamment que le système optique 100 est réalisé pour que le rayonnement électromagnétique 10’, 10” qui rencontre le système optique 100 et qui est transmis par le système optique 100 comme le montre à titre d’exemple les figure 1- 4, a une première partie 10’ du rayonnement électromagnétique qui ne traverse que le premier élément 1 et une seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique qui ne traverse que le second élément 2. Au cas où le rayonnement électromagnétique 10’, 10” arrivant sur le système optique 100 est réfléchi par le système optique 100, cela signifie que le premier élément 1 et le second élément 2 sont voisins l’un de l’autre par rapport à la direction incidente de façon qu’il existe une première partie 10’ du rayonnement électromagnétique qui n’arrive que sur le premier élément 1 et une seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique qui n’arrive que sur le second élément 2 comme cela est, par exemple, montré à la figure 5. Le fait que le premier élément 1 et le second élément 2 soient voisins l’un de l’autre par rapport à la direction incidente signifie qu’il existe une première partie 10’ du rayonnement électromagnétique arrivant sur le système optique 100 qui n’arrive que sur le premier élément 1 et une seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique qui arrive sur le système optique 100 et qui ne rencontre que le second élément 2. L’expression être voisins par rapport à la direction incidente signifie notamment que cela est différent de disposés l’un derrière l’autre dans la direction incidente.

L’expression disposés l’un derrière l’autre dans la direction incidente signifie que le rayonnement électromagnétique rencontre d’abord un premier élément et ne rencontre le second élément que si le rayonnement électromagnétique est transmis par le premier élément.

A la figure 1, le système optique 100 est dans un plan parallèle au plan x-y. Le système optique 100 de cet exemple de réalisation comprend cinq premiers éléments 1 et cinq seconds éléments 2 ; les éléments 1 et 2 sont l’un à côté de l’autre dans le plan parallèle au plan x, y. Entre chaque fois deux premiers éléments 1 on a un second élément 2, ce qui donne une succession périodique d’un premier et d’un second éléments 1 2. A la figure 1, le rayonnement électromagnétique 10’, 10” arrive sur le système optique 100 suivant un angle d’incidence 3. L’angle d’incidence est pris par rapport au plan x, y et a, par exemple, une valeur comprise entre 0° et 180°, ce qui correspond à la figure 1 à la direction incidente au-dessus du système optique 100 ou à une valeur comprise entre 0° et -180° ce qui, à la figure 1, correspond à une direction incidente venant de dessous du système optique 100 (ce cas n’est pas représenté).

Le rayonnement électromagnétique 10’, 10” arrivant sur le système optique 100 est représenté à la figure 1 à titre d’exemple par deux flèches qui schématisent le tracé du rayonnement électromagnétique 10’, 10” à travers le système optique. Une première partie 10’ du rayonnement électromagnétique qui rencontre le système optique 100 suivant l’angle d’incidence 3 traverse le premier élément 1 ayant la première épaisseur 1’.

Le système optique 100 est réalisé en une autre matière que le milieu entourant le système optique 100. En particulier, la matière du système optique 100 a un indice de réfraction différent de celui du milieu qui l’entoure. La première partie 10’ du rayonnement électromagnétique change sa direction d’expansion à l’entrée dans le premier élément 1 (ce cas n’est pas représenté) suivant la loi de réfraction de Descartes car le premier élément 1 a un autre indice de réfraction que le milieu qui l’entoure. A la sortie du premier élément 1, la première partie 10’ est de nouveau réfractée suivant la loi de réfraction de Descartes et change de nouveau de direction de développement (ce cas n’est pas représenté).

La première partie avant son arrivée sur le système optique 100, et la première partie 10’ après son passage du premier élément 1 sont parallèles. C’est pourquoi la première partie a une première phase qui, par rapport au rayonnement qui traverse le système optique 100, sans réfraction, est décalée d’une première valeur, c’est-à-dire d’une différence entre la première phase et la seconde phase du rayon non réfracté. La première valeur dépend entre autre de la première épaisseur 1’, de l’indice de réfraction du premier élément 1 et de l’angle d’incidence 3. De façon analogue, la seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique 10” est transmise par le second élément 2.

La seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique qui arrive sur le système optique 100 suivant l’angle d’incidence 3, traverse le second élément 2 qui a une seconde épaisseur 2’ différente de la première épaisseur 1’. La seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique change sa direction de développement (non représentée) à l’entrée dans le second élément 2 en application de la loi de réfraction de Descartes car le second élément 2 a un autre indice de réfraction que le milieu qui l’entoure comme cela a été indiqué ci-dessus. A la sortie du second élément 2, la seconde partie 10” sera réfractée suivant la loi de réfraction de Descartes et change de nouveau de direction de développement (cas non représenté). La seconde partie 10” avant son arrivée sur le système optique 100 et la seconde partie 10” après le passage du second élément sont des directions parallèles. C’est pourquoi la seconde partie 10” après son arrivée sur le système optique 100 a une seconde phase qui, par rapport au rayon qui traverse le système optique 100 sans réfraction, sera décalée d’une seconde valeur, c’est-à-dire de la différence entre la seconde phase et la phase du rayon non diffracté. La seconde valeur dépend entre autre de la seconde épaisseur 2’, de l’indice de réfraction du second élément 2 et de l’angle d’incidence 3. Le ίο premier élément 1 est réalisé pour que la première phase de la première partie 10’ du rayonnement arrivant suivant l’angle d’incidence 3 soit décalée par rapport au rayon non réfracté selon la première valeur ; le second élément est réalisé pour que la seconde phase de la seconde partie 10” du rayon qui arrive suivant l’angle d’incidence, soit décalée de la seconde valeur par rapport au rayon non réfracté.

La seconde valeur est différente de la première valeur si bien que la première partie 10’ et la seconde partie 10” arrivant suivant le même angle d’incidence 3 et avec la même phase sur le système optique 100, après passage du système optique 100 auront un déphasage l’une par rapport à l’autre. Ce déphasage relatif correspond à la différence de marche entre la première partie 10’ et la seconde partie 10”. Le déphasage relatif dépend de la différence entre la première épaisseur 1’ et la seconde épaisseur 2’, de l’indice de réfraction du système optique et de l’angle d’incidence 3. En conséquence, le rayonnement électromagnétique qui arrive sous un angle différent de l’angle d’incidence 3 sur le même système optique 100, après avoir traversé le système optique 100 aura une différence de marche modifiée. A l’aide du système optique 100 on peut par conséquence générer des différences de marche selon l’angle d’incidence 3. Certains exemples de matière pour les éléments 1, 2 sont notamment différents diélectriques tels que par exemple des vernis (poly-méthyle-méthacrylate (PMMA), SU-8, Fotolack), fluorure de magnésium, différents verres ou silicium, etc. Les dimensions des éléments 1, 2 dans la surface peuvent être de quelques millimètres, par exemple, de l’ordre de 0,1 mm - 10 mm. La hauteur peut être choisie selon la différence de marche souhaitée. Les différences de marche peuvent aller de quelques dizaines de microns jusqu’à quelques centaines de microns selon la résolution.

La figure 2 montre une section d’un système optique 100. A la différence du système optique 100 de la figure 1, dans celui-ci, le premier élément 1 et le second élément ont la même épaisseur. Le premier élément comprend une première matière 1” ayant un premier indice de réfraction et une seconde matière 2” est réalisée par-dessus avec un second indice de réfraction ; le premier indice de réfraction et le second indice de réfraction sont différents. Le second élément 2 de cet exemple de réalisation est dans une seconde matière 2” ayant le second indice de réfraction. La première partie 10’ du rayonnement électromagnétique qui arrive sur le premier élément 1 sous l’angle d’incidence 3, change de direction de développement (non représenté) dans le premier élément 1 selon la loi de réfraction de Descartes car le premier élément 1 a un autre indice de réfraction que le milieu qui l’entoure. Au passage de la première matière 1” vers la seconde matière 2”, comme les indices de réfraction des deux matières 1”, 2” sont différentes, la direction de développement sera également changée.

Après le passage de la seconde matière 2”, la première partie 10” sera de nouveau réfractée suivant la loi de réfraction de Descartes car le rayon sortant de la seconde matière 2” ayant le second indice de réfraction entre dans la première matière 1” avec le premier indice de réfraction et change ainsi de nouveau de direction de développement (non représenté). La première partie 10’ avant son arrivée sur le premier élément 1 et cette première partie 10’ après le passage du premier élément 1 sont dans des directions parallèles. C’est pourquoi, la première partie 10’ a une première phase qui, par rapport au rayon qui traverse le système optique 100, sans réfraction est décalé d’une première valeur, c’est-à-dire d’une différence entre la première phase et la phase du rayon non réfracté. La première valeur dépend entre autre de l’épaisseur de la couche de la première matière 1” et de l’épaisseur de la couche de la seconde matière 2” du premier élément 1 et de l’angle d’incidence 3.

De façon analogue, la seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique sera transmise par le second élément 2 comme cela a été décrit ci-dessus pour la figure 1.

La seconde partie 10” après le passage du second élément 2 a une seconde phase qui est décalée par rapport à un rayon traversant le système optique 100, sans réfraction, d’une seconde valeur, c’est-à-dire de la différence entre la seconde phase et la phase du rayon non réfracté. La seconde valeur dépend entre autre de l’épaisseur du second élément 2, de l’indice de réfraction du second élément 2 et de l’angle d’incidence 3. Le premier élément 1 décale la première phase de la première partie 10’ arrivant sous l’angle d’incidence 3 de la première valeur et le second élément décale la seconde phase de la seconde partie 10” du rayonnement arrivant selon l’angle d’incidence, d’une seconde valeur. La seconde valeur est différente de la première valeur. Ainsi, la première partie 10’ et la seconde partie 10” qui arrivent suivant le même angle d’incidence 3 et avec la même phase sur le système optique 100, après avoir traversé le système optique 100 auront un décalage de phase l’un par rapport à l’autre.

Ce déphasage relatif correspond à une différence de marche entre la première partie 10’ et la seconde partie 10”.

Le déphasage relatif dépend de l’épaisseur de la couche de la première matière 1” et de l’épaisseur de la couche de la seconde matière 2” dans le premier élément 1, de l’indice de réfraction des éléments 1, 2 et de l’angle d’incidence 3. En conséquence, le rayonnement électromagnétique qui arrive sur le système optique 100 de la figure 1 suivant un angle d’incidence 3 différent, après avoir traversé le système optique 100 présente une différence de marche modifiée. Le système optique 100 permet ainsi de générer des différences de marche en fonction de l’angle d’incidence 3. L’angle d’incidence 3 est pris par rapport au plan (x, y) de la figure 2 comme a été le cas à la figure 1. La figure 2 montre, à titre d’exemple, un rayonnement incident arrivant du dessus du système optique 100. En variante ou en complément on peut également générer une différence de marche avec un rayonnement incident arrivant par le dessous en fonction de l’angle d’incidence 3.

La figure 3 montre une section d’un système optique 100. A la différence du système optique de la figure 2, dans le cas présent, le premier élément 1 et le second élément 2 ont chacun une couche en une première matière 1” ayant un premier indice de réfraction et aussi une couche en une seconde matière 2” avec un second indice de réfraction. L’épaisseur de la couche dans la première matière 1” de cet exemple de réalisation dans le premier élément 1 est supérieure à l’épaisseur de la couche de la première matière 1” dans le second élément 2. L’épaisseur de la couche de la seconde matière 2” dans le premier élément 1 est inférieure à l’épaisseur de la couche de la seconde matière 2” dans le second élément 2. A la figure 3 l’épaisseur du premier élément et celle du second élément sont choisies identiques. En variante, le premier élément 1 et le second élément 2 peuvent avoir des épaisseurs différentes comme cela a été cas à la figure 1.

Selon un exemple de réalisation non représenté ici, le second élément est en une troisième matière ayant un troisième indice de réfraction différent du premier indice de réfraction et du second indice de réfraction.

La figure 4 montre une section d’un système optique 100. Le premier élément 1 est en une première matière 1” ayant un premier indice de réfraction ; le second élément est en une seconde matière 2” ayant un second indice de réfraction. Le premier élément 1 et le second élément 2 ont la même épaisseur. En variante et de façon analogue à la figure 1, les épaisseurs peuvent être différentes. Le déphasage relatif de la première partie 10’ et de la seconde partie 10” qui arrive suivant le même angle d’incidence sur le premier élément 1 et sur le second élément 2 dépend dans le système optique 100 présenté à la figure 4 de la différence entre le premier indice de réfraction et le second indice de réfraction ainsi que de l’angle d’incidence 3.

En variante ou en complément, le système optique 100 peut également avoir à chaque fois plus de cinq premiers éléments 1 et de cinq seconds éléments 2 ou encore avoir moins de cinq premiers éléments 1 et de cinq seconds éléments 2. Dans l’exemple de réalisation, le nombre de premiers éléments 1 peut être différent du nombre de seconds éléments 2. A titre d’exemple, on peut avoir chaque fois entre deux premiers éléments 1, plusieurs seconds éléments 2 ou encore une suite non périodique composée de premiers et de seconds éléments 1,2. Aux figures 1 à 5 les premiers et seconds éléments 1, 2 sont séparés en partie par des traits interrompus. Cela signifie que les éléments 1, 2 peuvent être réalisés séparément ou en une seule pièce. En variante ou en complément les premiers éléments 1 et les seconds éléments 2 peuvent être décalés l’un par rapport à l’autre partiellement dans la direction z (cette situation n’est pas représentée).

La figure 5 montre une section d’un système optique. La disposition des premiers éléments 1 et des seconds éléments 2 est analogue à celle de la figure 1. Le premier côté 5 du système optique 100 est muni d’une couche réfléchissante 4. La couche réfléchissante ou couche de réflexion 4 comprend, par exemple, une ou plusieurs couches métalliques, par exemple, en aluminium ou en or. En variante ou en complément la couche réfléchissante 4 peut être une pile de couches diélectriques avec adaptation angulaire (réflecteur de Bragg distribué). Le rayonnement électromagnétique arrive sous l’angle d’incidence 3 sur la couche réfléchissante 4 du système optique 100. La première partie 10’ du rayonnement électromagnétique arrive sur la couche réfléchissante 4 du premier élément 1 ; la seconde partie 10” du rayonnement électromagnétique arrive sur la couche réfléchissante 4 sur le second élément 2. Comme la première épaisseur 1’ du premier élément 1 est inférieure à la seconde épaisseur 2’ du second élément 2, la première partie 10’ parcourt un chemin plus long avant d’arriver sur la couche réfléchissante 4 que la seconde partie du rayonnement 10”. La première partie 10’ et la seconde partie 10” sont réfléchies respectivement par la couche réfléchissante 4 et après la réflexion, elles sont parallèles. Avant de rencontrer le système optique 100, la phase de la première partie 10’ et celle de la seconde partie 10” sont identiques.

Par réflexion, la première partie 10’ et la seconde partie 10” subissent un changement de phase de 180°. De ce fait, comme dans l’exemple de réalisation de la figure 5, la première partie parcourt un chemin plus long que la seconde partie 10”, la première phase de la première partie 10’ et la seconde phase de la seconde partie 10” diffèrent l’une de l’autre après la réflexion. Le premier élément 1 décale la première phase de la première partie 10’ du rayonnement arrivant suivant l’angle d’incidence 3 d’une première valeur ; le second élément décale la seconde phase de la seconde partie 10” du rayonnement arrivant sous l’angle d’incidence d’une seconde valeur. La seconde valeur est ici égale à 180° du fait de la variation de phase produite par la réflexion. La seconde valeur est différente de la première valeur car la première partie parcourt un chemin plus long à cause des épaisseurs différentes 1’, 2’ des éléments 1,2. Ainsi, la première partie 10’ et la seconde partie 10” qui arrivent suivant le même angle d’incidence 3 et avec la même phase sur le système optique 100, après avoir traversé le système optique 100 ont un déphasage relatif. Ce déphasage relatif correspond à une différence de marche entre la première partie 10’ et la seconde partie 10”.

Le déphasage relatif dépend de la différence entre la première épaisseur 1’ et la seconde épaisseur 2’ ainsi que de l’angle d’incidence 3. En conséquence, le rayonnement électromagnétique qui arrive sur le système optique 100 de la figure 5 suivant un angle différent de l’angle d’incidence 3, aura, après réflexion sur le système optique 100 une différence de marche modifiée. Le système 100 permet en conséquence de générer des différences de marche en fonction de l’angle d’incidence 3.

La figure 6 montre une section d’un spectromètre miniature 200. Le spectromètre miniature 200 comprend le système optique 100, une unité de détection 202 et une unité de focalisation 201 le tout installé dans le trajet du rayon entre le système optique 100 et Tunité de détection. L’unité de détection 202 de cet exemple de réalisation comprend un détecteur 202’ et une unité de calcul 202”. Le système optique 100 reçoit le rayonnement venant d’un objet. Le rayonnement électromagnétique venant de l’objet est, par exemple, un rayonnement électromagnétique émis par l’objet, réfléchi par celui-ci, transmis par celui-ci et/ou diffracté par celui-ci. Dans l’exemple de réalisation de la figure 6, on utilise un système optique 100 ayant des éléments d’épaisseurs différentes comme le montre, par exemple, la figure 1. En variante ou en complément, on peut, par exemple, utiliser un système optique comme celui des figures 2 à 5. Le micro-spectromètre miniature 200 peut être utilisé comme spectromètre de transformée de Fourier. Le rayonnement 10 issu de l’objet peut arriver sur le système optique 100 suivant des angles d’incidence 3, différents. Lorsque deux rayons lumineux passent avec un angle d’incidence perpendiculaire dans le système optique 100, d’une part sur un élément épais et d’autre part sur un élément mince 1, 2, ils auront une différence de marche fixe qui dépend de la différence des épaisseurs 1’, 2’ entre les deux éléments 1, 2 du système optique 100 et de l’indice de réfraction des éléments 1,2.

Si les deux rayons n’arrivent plus dans la direction perpendiculaire sur le système optique 100, mais avec un angle d’incidence 3, on aura en plus une différence de marche dépendant de l’angle. La cause est que pour une incidence inclinée, la différence de marche et ainsi la différence de chemin optique entre les deux rayons augmente.

La figure 6 montre, à titre d’exemple, un rayonnement optique arrivant suivant deux angles d’incidence 3, différents sur le système optique 100. Le rayonnement 10 arrivant de l’objet se compose ici d’un premier rayonnement 10’, 10” qui arrive suivant un premier angle d’incidence 3 sur le système optique 100 et d’un second rayonnement 101’, 101” qui arrive suivant un angle droit, c’est-à-dire avec une incidence perpendiculaire sur le système optique. Le premier rayonnement 10’, 10” traverse le système optique 100 et la première partie 10’ du premier rayonnement arrive sur le premier élément 1 et la seconde partie 10” du premier rayonnement arrive sur le second élément 2. Après traversée du système optique 100, la première partie 10’ et la seconde partie 10” du premier rayonnement ont une différence de marche comme cela a été décrit ci-dessus. L’unité de focalisation 201 est, par exemple, une lentille collectrice. De plus, les rayons parallèles traversent le plan focal de la lentille collectrice en un point commun. Le détecteur 202’ est installé dans le plan focal de la lentille. Dans cet exemple de réalisation, le détecteur 202’ est sous la forme d’un réseau de détecteurs, c’est-à-dire que le détecteur se compose de plusieurs capteurs voisins qui permettent de détecter le rayonnement électromagnétique. Comme la première partie 10’ et la seconde partie 10” du premier rayonnement sont parallèles, ces parties traversent l’unité de focalisation 201 et arrivent en un point commun dans le plan focal de l’unité de focalisation 201. La première partie 10’ et la seconde partie 10” du premier rayonnement interfèrent au point commun en fonction des fréquences des parties 10’, 10” et selon la différence de marche générée par le système optique 100.

Le capteur qui se trouve à ce point commun dans le plan focal comme partie du réseau de détecteurs 202’ détecte l’interférence des parties 10’, 10” du premier rayonnement. Le second rayonnement comprend également une première partie 101’ qui arrive sur le premier élément 1 du système optique 100 et une seconde partie 101” qui arrive sur le second élément du système optique 100. Comme décrit ci-dessus, la première partie 101’ et la seconde partie 101” du second rayonnement, après avoir traversé le système optique 100 avec une différence de marche, sont parallèles. L’unité de focalisation 201 focalise la première partie 101' et la seconde partie 101” en un point commun dans le plan focal. La première partie 101’ et la seconde partie 101” du second rayonnement interfèrent en un point commun en fonction des fréquences des parties 101’, 101” et de la différence de marche générée par le système optique 100. Le capteur qui se trouve au point commun du plan focal comme partie du détecteur 202’ détecte les interférences des parties 101’, 101” du second rayonnement. Comme l’angle d’incidence du premier rayonnement 10’, 10” et du second rayonnement 101’, 101” diffèrent l’un de l’autre, ils arrivent sur des points différents du détecteur 202’. Pour chaque angle d’incidence ou chaque différence de marche le capteur du détecteur 202’ capte une intensité. Le détecteur est conçu pour enregistrer à l’aide du rayonnement électromagnétique sortant du système optique 100, un interférogramme 203 en particulier un interférogramme à résolution de position de l’objet. L’unité de calcul reçoit les données du détecteur 202’. L’unité de calcul 202” peut être reliée au détecteur 202’ solidairement ou par une liaison sans fil. En particulier, le détecteur 202’ peut transmettre l’interférogramme mesuré 203 ou les données découlant de l’interféromètre 203 à l’unité de calcul 202”.

L’unité de calcul 202” calcule le spectre 204 de l’objet par une transformée de Fourier à partir de l’interférogramme 203. En variante ou en complément, l’unité de calcul 202” détermine une information spectrale à partir de l’interférogramme 203. Les informations spectrales comprennent, par exemple, la composition chimique d’un produit ou des informations relatives à l’existence d’une certaine combinaison chimique dans l’objet. Le spectre 204 ou l’information spectrale sont émis, par exemple, par une unité de sortie optique ou acoustique tel qu’un afficheur d’un terminal mobile, un haut-parleur ou autre dispositif de sortie ou/ et être reliés par une transmission de données à d’autres appareils ou au réseau internet.

La figure 7 montre une section d’un spectromètre miniature 200. Le rayonnement électromagnétique venant de l’objet 7 arrive souvent avec une variation angulaire relativement régulière (avant tout pour les petits angles par rapport à la perpendiculaire au système optique 100) sur le spectromètre miniature 200. Si cela n’est pas suffisant on peut installer dans le chemin du rayonnement entre l’objet 7 et le système optique 100 un diffuseur 6 comme représenté à la figure 7 pour arriver à une répartition régulière de l’angle d’incidence.

La figure 8 est une section d’un spectromètre miniature 200 avec une géométrie par réflexion. L’objet 7 d’où arrive le rayonnement et l’unité de détection 202 sont situés du même côté par rapport au système optique 100. Le premier côté 5 du système optique 100 porte une couche réfléchissante 4. La couche réfléchissante 4 se compose, par exemple, d’une ou plusieurs couches métalliques en aluminium ou en or. En variante ou en complément, la couche réfléchissante 4 est une pile de couches diélectriques, adaptées angulairement (réflecteur de Bragg, distribué). Le rayonnement qui arrive sur la couche réfléchissante 4 est réfléchi et tombe sur l’unité de focalisation 201 qui focalise le rayonnement électromagnétique sur le réseau de détecteurs 202’. La figure esquisse le tracé du rayonnement électromagnétique pour deux angles d’incidence différents 3, 30 qui arrivent sur des points différents du détecteur 202’ à cause de leur angle d’incidence différent 3, 30.

La figure 9 montre un détail de la section du spectromètre miniature 200. Le spectromètre miniature 200 comprend plusieurs systèmes optiques. La figure 9 montre, à titre d’exemple, un détail comportant un premier système optique 1001, un second système optique 1002 et un troisième système optique 1003 ; ces systèmes optiques sont juxtaposés par rapport à la direction du rayonnement incident dans le chemin du rayon. Pour les mêmes angles d’incidence 3 du rayonnement électromagnétique, les systèmes optiques 1001, 1002, 1003 génèrent des déphasages différents. Dans l’exemple de réalisation de la figure 9, le déphasage dépend entre autre de la différence entre la première épaisseur 1’ et la seconde épaisseur 2’ des systèmes optiques 1001, 1002, 1003 ; les systèmes optiques 1001, 1002, 1003 sont installés dans ce cas comme cela est présenté à la figure 1. En variante ou en complément, on peut également réaliser un, plusieurs ou tous les systèmes optiques 1001, 1002, 1003 selon les autres exemples de réalisation décrits ci-dessus ou sous d’autres formes de réalisation. A la figure 9, chaque système optique 1001, 1002, 1003 a une différence entre la première épaisseur 1’ et la seconde épaisseur 2’ qui diffère des deux autres systèmes optiques. L’unité de focalisation 201 peut être réalisée comme réseau de microlentilles 201’. L’unité de détection 202 comprend, par exemple, plusieurs détecteurs 2021’, 2022’, 2023’ et/ou un grand détecteur et/ou un ou plusieurs réseaux de détecteurs.

A la figure 9 on a chaque fois une microlentille dans le chemin du rayon entre un système optique 1001, 1002, 1003 et un détecteur 2021’, 2022’, 2023’. Comme décrit ci-dessus, on focalise les rayons avec le même angle d’incidence 3 par la microlentille 201’ sur un point commun dans le plan focal dans lequel se trouvent les détecteurs 2021’, 2022’, 2023’. Le premier détecteur 2021’ est placé dans le chemin du rayon derrière la microlentille et est associé au premier système optique 1001. Pour chaque angle d’incidence on a un point de mesure sur le premier détecteur 2021’ ; à chaque chemin de mesure est associée une différence de marche de sorte que le détecteur 2021’ enregistre un premier interférogramme 2032. On a représenté le chemin du rayon pour le premier rayonnement 10’, 10” correspond, par exemple, à un angle d’incidence 3 et le second rayonnement 101’, 101” qui est perpendiculaire aux systèmes optiques 1001, 1002, 1003. De façon analogue, le second détecteur 2022’ mesure un second interférogramme 2032. La différence de marche du premier rayonnement 10’, 10” arrivant sur le second système optique 1002 et qui est focalisé à l’aide de la microlentille sur le second détecteur 2022’ diffère à cause du dimensionnement différent du premier système optique 1001 et du second système optique 1002 par rapport à la différence de marche du premier rayonnement 10’, 10” qui traverse le premier système optique 1001.

La même remarque s’applique aux seconds rayonnements 101’, 101” qui arrivent dans la direction perpendiculaire.

Le troisième détecteur 2023’ enregistre un troisième interférogramme 2033 et du fait du dimensionnement différent du premier système optique 1001, du second système optique 1002 et du troisième système optique 1003, après l’arrivée du premier rayonnement 10’, 10” sur le troisième système optique 1003, la différence de marche diffère par rapport à celle du premier et celle du second systèmes optiques 1001, 1002 par la différence de phase. Pour éviter la diaphonie du rayonnement électromagnétique entre le rayon du premier système optique 1001 et le rayon du second système optique 1002 ou entre les rayons du second et du troisième systèmes optiques 1002, 1003, on peut avoir des éléments séparateurs 8, par exemple sous la forme de couches absorbant le rayonnement.

A la figure 9 les éléments séparateurs 8 sont parallèles à la direction z. Le spectromètre miniature 200 peut réaliser plusieurs interférogrammes identiques ou différents 2031, 2032, 2033 à l’aide des détecteurs 2021’, 2022’, 2023’ qui sont, par exemple, sous la forme de réseaux de détecteurs.

L’unité de détection 202 comprend à la figure 9, l’unité de calcul 202” à côté des détecteurs 2021’, 2022’, 2023’. Les interférogrammes 2031, 2032, 2033 ou les données qui correspondent à ces interférogrammes 2031, 2032, 2033 sont transmises par les détecteurs 2021’, 2022’, 2023’ à l’unité de calcul 202”. L’unité de calcul 202” reçoit les données des détecteurs 2021’, 2022’, 2023’. L’unité de calcul 202” peut être reliée de manière solidaire ou par une liaison sans fil aux détecteurs 2021’, 2022’, 2023’. Les interférogrammes 2031, 2032, 2033 disposés l’un derrière l’autre dans la direction incidente peuvent être complétés de manière intéressante par un algorithme. En combinant les informations des interférogrammes 2031, 2032, 2033 du premier, du second et du troisième détecteurs 2021’, 2022’, 2023’ on obtient un interférogramme continu à partir duquel par une transformée de Fourier on obtiendra le spectre 204 de l’objet 7. On peut ainsi enregistrer une zone plus importante de différence de marche et augmenter la résolution en longueurs d’onde du spectromètre miniature 200. En variante ou en complément, l’unité de calcul 202” détermine une information spectrale à partir des interférogrammes 2031, 2032, 2033. Les informations spectrales saisies, sont par exemple, la composition chimique d’un produit ou des informations relatives à l’existence d’une certaine combinaison chimique dans un objet. A titre d’exemple, on peut faire une exploitation chémométrique des spectres et émettre une information spectrale. Le spectre 204 ou l’information spectrale peuvent être émis par exemple par une unité d’émission optique ou acoustique tel un afficheur d’un terminal mobile, un hautparleur ou autre dispositif d’émission. Il est à remarquer que la différence de marche pour les di3064058 verses différences de la première épaisseur 1’ et de la seconde épaisseur 2’ des systèmes optiques 1001, 1002, 1003 se répartissent différemment dans l’espace sur les détecteurs 2021’, 2022’, 2023’. Cela peut facilement se déduire par calcul dans l’unité de calcul 202”.

Le spectromètre miniature peut comporter précisément un système optique 100 ou plusieurs systèmes optiques 1001, 1002, 1003.

Le spectromètre miniature 200 peut être logé d’une manière très compacte dans un boîtier (cette solution n’est pas représentée). En variante ou en complément, à l’aide d’au moins une source lumineuse telle que, par exemple, un laser mais également une lentille à incandescence, un émetteur MEMS, des diodes, réseau de diodes ou diodes avec photophore ou encore une source de rayonnement plasma peuvent être intégrées dans le boîtier. Cela permet par exemple d’éclairer l’objet 7 à examiner.

Le système optique 100, 1001, 1002, 1003 peut être réalisé, par exemple, par un procédé de lithographie suivi d’un procédé de gravure. D’autres procédés de fabrication envisageables sont, par exemple, le procédé de nano-impression ou encore les microimpressions 3D. Comme matière, on utilise avantageusement et selon la plage de longueur d’onde, le silicium, le nitrure de silicium, le sélédure de zinc, des vernis spéciaux ou différents verres. En plus, le système optique 100, 1001, 1002, 1003 peut être muni d’un revêtement antireflet, en particulier s’il faut transmettre le rayonnement électromagnétique comme cela est le cas des exemples de réalisation présentés aux figures 1-4. Comme matière pour l’unité de focalisation 201 on utilise, par exemple, des verres et des matières plastiques. Selon la plage de longueur d’onde recherchée le réseau de détecteur 201, 2021’, 2022’, 2023’ peut être réalisé en silicium germanium germanium sur silicium, arséniure, indium / gallium (INGaAS) ou d’autres matières de détections appropriées.

Une couche optiquement opaque peut être interposée entre les différents éléments 1, 2 pour bloquer les rayons lumineux inclinés qui pourraient sinon traverser les éléments voisins 1, 2 et éviter ainsi les différences de phases chimiques qui résulteraient de la tra3064058 versée de plusieurs éléments 1, 2. En variante ou en complément on utilise un algorithme d’exploitation pour extraire par le calcul le rayonnement qui aura traversé plus d’un élément 1, 2. Sur les couches / éléments optiquement imperméables entre les éléments 1, 2 on peut en plus appliquer une couche de réflexion pour tenir les rayons lumineux dans l’élément respectif et ne pas augmenter la différence de lumière.

La figure 10 montre un procédé 300 d’analyse d’un objet 7 qui comprend les étapes consistant à générer 301 des déphasages différents d’un rayonnement électromagnétique arrivant sur les objets du io système 100, 1001, 1002, 1003 ; les déphasages dépendent respectivement de l’angle d’incidence 3, 30 du rayonnement électromagnétique arrivant sur le système optique 100, 1001, 1002, 1003. On réunit 302 les composants du rayonnement électromagnétique avec le même angle d’incidence 3, 30 selon l’arrivée sur le système optique 100, 1001, 1002,

1003 et il en résulte un interférogramme 203, 2031, 2032, 2033 et la détermination 303 d’un spectre 204 ou d’une information spectrale à partir de l’interférogramme 203, 2031, 2032, 2033 pour l’analyse de l’objet 7. L’interférogramme 203, 2031, 2032, 2033 peut ainsi correspondre à l’interface combinée comme dans l’exemple de réalisation de la figure 9.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX

1’

1”

2’

2”

3, 30

10’

10”

10’, 10”

100

101’, 101”

101’

102’

200

201

202

202’

202”

203

1001

1002

1003

2021’, 2022’, 2023’

Premier élément

Première épaisseur

Première matière

Second élément

Seconde épaisseur

Seconde matière

Angles d’incidence

Couche réfléchissante

Premier côté du système optique 100 Première partie Deuxième partie

Rayonnements électromagnétiques/ premiers rayonnements

Système optique

Seconds rayonnements

Première partie

Seconde partie

Spectromètre miniature

Unité de focalisation

Unité d’exploitation

Détecteur / réseau de détecteurs

Unité de calcul

Interféromètre

Premier système optique

Second système optique

Troisième système optique

Détecteurs

Claims

REVENDICATIONS

1°) Système optique (100, 1001, 1002, 1003) comprenant

- au moins un premier élément (1) avec un premier dimensionnement, et

- au moins un second élément (2) avec un second dimensionnement, système caractérisé en ce que

- le premier élément (1) et le second élément (2) sont voisins vis-à-vis d’un rayonnement électromagnétique incident (10, 10’, 10”),

- le premier élément (1) décale d’une première valeur une première phase, d’une première partie (10’) du rayonnement électromagnétique incident suivant l’angle d’incidence (3, 30),

- le second élément (2) décale d’une seconde valeur une seconde phase d’une seconde partie (10”) d’un rayonnement électromagnétique incident suivant l’angle d’incidence (3, 30),

- la seconde valeur est différente de la première valeur.
2°) Système optique (100, 1001, 1002, 1003) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément (1) a une première épaisseur (1’) et le second élément a une seconde épaisseur (2’), la première épaisseur (1’) et la deuxième épaisseur (2’) étant différentes Tune de l’autre.
3°) Système optique (100, 1001, 1002, 1003) selon Tune des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément (1) comprend une première matière (1”) avec un premier indice de réfraction et le second élément a une seconde matière (2”) avec un second indice de réfraction, le premier indice de réfraction et le deuxième indice de réfraction étant différents l’un de l’autre.
4°)Système optique (100, 1001, 1002, 1003) selon Tune des revendications précédentes, caractérisé en ce que d’un côté (5) du système optique (100, 1001, 1002, 1003), on a une ou plusieurs couches de réflexion (4) qui réfléchissent sur le système op3064058 tique (100, 1001, 1002, 1003) le rayonnement électromagnétique incident.
5°) Système optique (100, 1001, 1002, 1003) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’ une pile de couches diélectriques adaptée angulairement est prévue sur le premier côté (5) du système optique (100, 1001, 1002, 1003) comme couche réfléchissante (4).
6°) Spectromètre miniature (200) comprenant au moins un système optique (100, 1001, 1002, 1003) selon l’une des revendications précédentes pour recevoir le rayonnement électromagnétique (10) venant d’un objet (7), au moins une unité de détection (202) pour enregistrer un interférogramme (203, 2031, 2032, 2033) de l’objet (7), et au moins une unité de focalisation (201) dans le chemin du rayon entre le système optique (100, 1001, 1002, 1003) et l’unité de détection (202).
7°) Spectromètre miniature (200) selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’unité de détection (202) comporte une unité de calcul (202”) pour déterminer un spectre (204) de l’objet (7) à partir de l’interférogramme (203, 2031, 2032, 2033).
8°) Spectromètre miniature (200) selon l’une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l’unité de focalisation (201) comprend un réseau de microlentilles (201’).
9°) Spectromètre miniature (200) selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu’ un diffuseur est placé dans le chemin de rayonnement entre l’objet (7) et le système optique (100, 1001, 1002, 1003).
10°) Spectromètre miniature (200) selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le spectromètre miniature (200) comporte un premier système optique (1001) selon l’une des revendications 1 à 3 et un second système op5 tique (1002) selon l’une des revendications 1 à 3, le premier système optique (1001) et le second système optique (1002) générant des déphasages différents pour le même angle d’incidence (3, 30).
11°) Procédé (300) d’analyse d’un objet (7) à l’aide d’un spectromètre

10 miniature (200) selon l’une des revendications 6 à 10, procédé (300) comprenant les étapes suivantes consistant à :

générer (301) des déphasages différents d’un rayonnement électromagnétique arrivant sur le système optique (100, 1001, 1002, 1003), le déphasage dépendant de l’angle d’incidence (3, 30) du
15 rayonnement électromagnétique arrivant sur le système optique (100, 1001, 1002, 1003), réunir (302) les composants du rayonnement électromagnétique correspondant au même angle d’incidence (3, 30) après l’arrivée sur le système optique (100, 1001, 1002, 1003) et donnant un interféro20 gramme (203, 2031, 2032, 2033), et déterminer (303) un spectre (204) ou une information spectrale à partir de l’interférogramme (203, 2031, 2032, 2033) pour l’analyse de l’objet (7).

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