Conception et optimisation d'un télémètre laser multi-cibles à balayage de longueur d'onde
Langue Français
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Auteur : Perret, Luc
Date de soutenance : 23-11-2007
Directeur(s) de thèse : Chakari, Ayoub
Établissement de soutenance : Université Louis Pasteur (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Discipline : Électronique, microélectronique, optique et lasers, optoélectronique, micro-ondes
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : métrologie des distances absolues , interférométrie , laser accordable , analyse de franges , fibres optiques , compensation thermique
Mots-clés :
- Télémétrie laser
- Thèses et écrits académiques
- Interférométrie
- Thèses et écrits académiques
- Fibres optiques
- Thèses et écrits académiques
Résumé : Cette thèse se situe dans la lignée d'un projet de télémètre à balayage de longueur d'onde de grande précision sur une grande plage de distances, et capable de mesurer simultanément deux cibles, voire plus, avec la même performance. Les objectifs de cette thèse étaient l'amélioration de la résolution pour atteindre une Incertitude Relative à 1 de 10-6, puis le test du système avec deux cibles simultanées dans diverses configurations, notamment pour déterminer la séparabilité. Les limitations possibles sur la résolution finale d'un tel système sont principalement les turbulences et vibrations sur la différence de marche (ddm) cible au cours d'une mesure, ainsi que le choix du traitement, pour la résolution ; la stabilité thermique et la dispersion dans l'interféromètre de référence pour la précision et la répétabilité.L'interféromètre de référence est un Mach-Zehnder avec deux fibres optiques dont les revêtements ont un comportement thermique différent (acrylate et cuivre). Le Mach-Zehnder athermal réalisé présente une ddm de 1m et une variation relative de l'ordre de quelques 10-7 par degré sur une plage de 10 à 40°C, soit un gain d'un facteur 30 par rapport à un Mach-Zehnder entièrement en fibre à revêtement en acrylate.L'analyse du balayage en longueur d'onde a fait apparaître la présence de non-linéarités d'amplitude assez importante mais quasi périodiques, que nous avons simulé par une somme de sinusoïdes. Nous avons souligné ainsi l'importance de plusieurs paramètres pour un traitement par Transformée de Fourier (TTF), comme la largeur du filtre fréquentiel, l'amplitude et la fréquence des non-linéarités, et la ddm de référence.Expérimentalement, nous avons pu obtenir des Incertitudes Relatives à 1 de l'ordre de 10-6 pour des distances de 1 à 20m, pour une ou deux cibles simultanées, par TTF. Cependant les non-linéarités limitent sérieusement la séparabilité de deux cibles avec ce traitement. Un échantillonnage non-uniforme sur les passages à zéro du signal référence permet de décorréler les spectres de deux cibles séparées de 1mm, avec une Incertitude Relative à 1 de l'ordre de 10-6 par TTF, c est-à-dire sans dégradation de la résolution pour chaque distance. Il permet aussi d'améliorer la résolution d'une méthode paramétrique autorégressive, mais celle-ci reste inférieure à la TTF. En contrepartie, il limite les distances mesurables en fonction de la différence de marche du Mach-Zehnder de référence.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-294525
Type de ressource : Thèse
