Detection heterodyne grand champ

Wide field-of-view heterodyne detection

• Auteur / Autrice : SEBASTIEN BREUGNOT
• Direction : J.-L. MEYZONNETTE
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

La detection heterodyne constitue une fonction de base des systemes lidar coherents appliques a la mesure de vitesse et de distance. Cependant, son faible champ angulaire (regie par la loi de l'antenne) et sa grande sensibilite aux perturbations de front d'onde dues a la propagation atmospherique du signal ne permettent pas d'envisager sa realisation dans la bande visible et proche infrarouge. Ce domaine de longueur d'onde possede de multiples avantages: on dispose de sources lasers monofrequences solides, de detecteurs non refroidis et les albedos des cibles sont plus importants que dans le lointain infrarouge. Nous proposons dans ce travail une etude theorique et experimentale d'un concept de detection heterodyne grand champ angulaire insensible aux perturbations de front d'onde du signal. Pour cela, l'oscillateur local doit etre adapte au signal, c'est a dire posseder la meme direction et le meme front d'onde. Le melange a deux ondes dans un materiau photorefractif a ete selectionne pour generer l'oscillateur local a partir du signal. La validation experimentale de ce concept est realisee dans le visible. Le grand champ angulaire et l'insensibilite aux distorsions de front d'onde du signal sont demontres. L'influence du bruit optique coherent (beam fanning) sur le melange a deux ondes est etudie. Differentes techniques de reduction de ce dernier sont proposees. Le rapport signal-a-bruit de la detection heterodyne grand champ est investigue theoriquement et experimentalement. Il est compare a celui de la detection heterodyne classique. Les resultats obtenus sont compatibles avec les differentes applications envisagees. Deux d'entre elles sont etudiees (amplification coherente d'images et analyse de vibrations). De nouvelles configurations de melange a deux ondes dans le titanate de baryum sont decrites. Une maquette d'un dispositif d'analyse de vibrations fonctionnant a la longueur d'onde de la securite oculaire est presentee. Son application au controle vibratoire de pieces mecaniques est demontree