Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article présente les principaux paramètres optiques qui sont à la base de la conception des dispositifs optroniques: tout d'abord, on définit les paramètres géométriques et spectraux des rayonnements optiques, puis les caractéristiques (absorption, diffusion) des milieux et des surfaces, en particulier de l'atmosphère qui intervient dans une grande majorité de cas. On caractérise ensuite les composants optiques (ouverture, champ, aberrations?), destinés à mettre en forme les faisceaux à l'émission et à les collecter en réception, ainsi que les détecteurs, qui sont chargés de transformer le signal optique en signal électrique, le seul qui soit utilisable pour l'enregistrement, le filtrage, et le traitement de l'information. Enfin tous ces paramètres sont réunis pour exprimer la performance du capteur, dans le calcul de son rapport signal à bruit.
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This article presents the main parameters to take into account when designing electro-optical devices. First, the parameters concerning the radiation to be detected are defined, geometrically and spectrally. The absorbing and scattering properties of propagating media and interfaces are then presented, in particular in the case of the atmosphere, which plays a major role in a large number of applications. Parameters of optical components, such as aperture, field of view, aberrations, etc., are also reviewed, for transmission/collection of light, along with those of the detectors, which convert the optical flux into electrical signals for recording, filtering and processing. Finally, all these parameters merge in the signal-to-noise ratio, indicative of the performance of the device.
Auteur(s)
-
Jean-Louis MEYZONNETTE : Ingénieur SupOptique - Ex-professeur à l'Institut d'optique, Palaiseau, France
INTRODUCTION
Le terme « optronique » désigne l'association entre l'optique et l'électronique, qui donne lieu à un renouvellement de chacune de ces disciplines et à une expansion considérable de leurs applications. Initialement, ce terme a été utilisé dans le domaine de la défense qui, à l'issue de la Seconde Guerre mondiale, a entrevu l'intérêt des équipements optroniques en tant que compléments du radar, en particulier pour la conduite de tir, la résolution et la précision de pointage optiques étant supérieures à celles du radar.
Depuis ses débuts dans le secteur de la défense, l'optronique s'est répandue rapidement dans les domaines les plus divers : spatial, astronomie, télécommunications optiques, industrie, médecine, recherche, applications grand public. On peut mesurer dans la vie quotidienne la révolution apportée dans le domaine de l'imagerie par cette association entre l'optique, l'électronique et l'infor- matique : photographie numérique, minicaméras des téléphones portables, webcams, écrans plats...
L'optronique constitue un domaine de recherche et d'innovation très actif dans plusieurs disciplines : optique, physique du solide, électronique, mécanique, traitement du signal et de l'image, qui se traduit par un renouvellement de plus en plus rapide des technologies et un accroissement des performances. Chaque équipement comporte un ensemble de composants défini par sa « chaîne optronique », plus ou moins complexe en fonction de la finalité du dispositif, et dont le noyau commun est le bloc optique.
Cet article a pour objet de décrire les principaux composants optiques d'équipements « optroniques », et d'en définir les paramètres qui ont le plus d'influence sur la conception, la caractérisation et la performance de tels équipements.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
energy | medicals | industry | communication | spatial | defence
VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1994 par Jean DANSAC
DOI (Digital Object Identifier)
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Détecteurs optiques3. Composants optiques
Dans les systèmes optroniques, les composants optiques sont chargés de la mise en forme des faisceaux à l'émission (éclairage domestique, automobile, émetteurs laser, vidéoprojecteurs...), de leur transmission (fibres optiques), ou de leur collection (systèmes de détection, d'imagerie, concentrateurs solaires...).
3.1 Conception optique
La conception optique s'appuie essentiellement sur les lois de l'optique géométrique pour définir les différents composants (lentilles, miroirs, réseaux, fibres, filtres...) du point de vue dimensionnel (forme, épaisseur, état de surface, position...) et optique (transmission, réflexion, indices de réfraction, homogénéité des matériaux...) de même que la mécanique qui les entoure. L'article [E 4 040] : « Éléments de conception optique » passe en revue les principes généraux de la conception optique. Il faut noter l'évolution actuelle très importante des technologies d'usinage optique qui, longtemps limitées à la réalisation de surfaces planes ou sphériques (polissage « classique »), permettent d'obtenir de plus en plus couramment des surfaces asphériques (à symétrie de révolution), ce qui conduit à la réduction du nombre de composants et à l'amélioration des performances optiques. De nouvelles méthodes de finition, telles que la finition magnéto-rhéologique, permettent d'obtenir des rugosités de surface très faibles, même en production industrielle. Enfin, on peut signaler la montée en puissance, depuis quelques années, de nouvelles méthodes de fabrication, capables de réaliser des « surfaces de forme libre » (free form optics ), c'est-à-dire sans symétrie de révolution.
HAUT DE PAGE3.2 Contrôle de la qualité optique
La performance d'un système optronique repose pour beaucoup sur la qualité de son optique...
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Composants optiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SPIE - The infra-red and electro-optical systems handbook. - SPIE Press (1993).
-
(2) - HOLST (J.C.) - Holst's practical guide to electro-optical systems. - JCD Publishing (2003).
-
(3) - GAUSSORGUES (G.) - La thermographie infrarouge. - Techniques et documentation (1999).
-
(4) - MEYZONNETTE (J.-L.), LEPINE (T.) - Bases de radiométrie optique. - Cépaduès (1999).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
AFOP : Association française de l'optique photonique http://www.afoptique.org
CNOP : Comité national d'optique et de photonique http://www.cnop-france.org
EOS : European Optical Society http://www.myeos.org
OSA : Optical Society of America http://www.osa.org
SFO : Société française d'optique http://www.sfoptique.org
SPIE : Society of Photo-Instrumentation Engineers http://www.spie.org
HAUT DE PAGE1.2 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Formation continue
Institut d'Optique graduate school http://www.institutoptique.fr
ARUFOG, Association pour la recherche et l'utilisation des fibres optique et de l'optique guidée http://www.arufof.org
PYLA http://www.pyla-routedeslasers.com
ENSTA...
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