FR2658603A1 - Method and device for remote acquisition of physical parameters - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et dispositif pour l'acquisition à distance de grandeurs physiques.Method and device for the remote acquisition of physical quantities.
L'invention concerne l'acquisition à distance de grandeurs physiques.The invention relates to the remote acquisition of physical quantities.
I1 est souvent utile d'acquérir à distance une grandeur physique, telle qu'elle existe en un ou plusieurs endroits distincts. It is often useful to acquire a physical quantity from a distance, as it exists in one or more distinct places.
Cette opération est délicate si ces endroits sont difficiles d'accès. Elle l'est encore plus s'il faut éviter le recours à une alimentation électrique, et/ou à des câblages multiples de transmission.This operation is delicate if these places are difficult to access. It is even more so if the use of a power supply and / or multiple transmission cables is to be avoided.
Ce problème se pose notamment lorsqu'on souhaite mesurer la température et/ou la pression en divers points d'une structure en particulier un aéronef.This problem arises in particular when it is desired to measure the temperature and / or the pressure at various points of a structure, in particular an aircraft.
L'invention vient proposer une solution sous la forme d'une combinaison nouvelle de moyens particulièrement satisfaisante.The invention comes to propose a solution in the form of a new combination of particularly satisfactory means.
Un but de l'invention est de proposer des moyens permettant l'emploi, sur le lieu de mesure d'éléments simples, de petite taille, essentiellement passifs et de très haute fiabilité.An object of the invention is to propose means allowing the use, on the place of measurement of simple elements, of small size, essentially passive and of very high reliability.
Un autre but de l'invention est de permettre des mesures à distance de très bonne qualité. Another object of the invention is to allow remote measurements of very good quality.
Le dispositif selon l'invention comprend à une première extrémité d'une fibre optique, un premier ensemble optique propre, d'une part, à injecter dans ladite fibre un signal optique de base issu d'un générateur et, d'autre part, à récupérer en retour un signal optique de retour pour le délivrer à des moyens d'analyse électrooptiques, et à une deuxième extrémité de la fibre, un deuxième ensemble optique propre, d'une part, à recevoir un signal optique incident polarisé émergeant de la fibre après transit dans celle-ci dudit signal optique de base, à le délivrer à des moyens de capture comportant un trait optique sensible à une grandeur physique locale et des moyens de conversion de polarisation optique, et, d'autre part, à injecter en retour dans la fibre ledit signal optique incident ainsi modifié par la capture; lesdits moyens d'analyse électrooptiques déterminent alors les caractéristiques de la grandeur physique, à partir du signal optique de retour, émergeant de la fibre optique après transit dans celle-ci du signal optique modifie.The device according to the invention comprises, at a first end of an optical fiber, a first clean optical assembly, on the one hand, for injecting into said fiber a basic optical signal coming from a generator and, on the other hand, recovering an optical return signal in return for delivering it to electrooptical analysis means, and at a second end of the fiber, a second optical assembly suitable, on the one hand, for receiving a polarized incident optical signal emerging from the fiber after transit therein of said basic optical signal, in delivering it to capture means comprising an optical line sensitive to a local physical quantity and optical polarization conversion means, and, on the other hand, to be injected into back into the fiber said incident optical signal thus modified by the capture; said electrooptical analysis means then determine the characteristics of the physical quantity, from the return optical signal, emerging from the optical fiber after transit through it of the modified optical signal.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le premier ensemble optique comprend des premiers moyens formant circulateur optique, tels qu'un jeu de prismes à séparation de polarisation, disposés entre la première extrémité de la fibre optique, le générateur et les moyens d'analyse électrooptiques ; de même, le deuxième ensemble optique comprend des deuxièmes moyens formant circulateur optique disposés entre la deuxième extrémité de la fibre optique, l'entrée et la sortie des moyens de traitement. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the first optical assembly comprises first means forming an optical circulator, such as a set of polarization separation prisms, disposed between the first end of the optical fiber, the generator and the electro-optical analysis means; similarly, the second optical assembly comprises second means forming an optical circulator arranged between the second end of the optical fiber, the inlet and the outlet of the processing means.
Un tel mode de réalisation permet notamment de réduire la perte de puissance dans la chaîne de transmission et d'augmenter ainsi le rapport signal/bruit.Such an embodiment makes it possible in particular to reduce the loss of power in the transmission chain and thus to increase the signal / noise ratio.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de transmission selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique plus détaillée d'un jeu de prismes à séparation de polarisation, - la figure 3 est une représentation schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un dispositif de transmission selon l'invention, - la figure 4 illustre un mode de réalisation particulier de l'invention, et, - la figure 5 est un schéma mettant en lumière les avantages de l'invention.Other advantages and characteristics of the invention will appear on examining the detailed description below and the appended drawings in which - Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a transmission device according to the invention, - Figure 2 is a more detailed schematic representation of a set of polarization-separated prisms, - Figure 3 is a schematic representation of a second embodiment of a transmission device according to the invention , - Figure 4 illustrates a particular embodiment of the invention, and, - Figure 5 is a diagram highlighting the advantages of the invention.
Les dessins comportent des éléments de caractère certain.The drawings contain elements of a certain character.
A ce titre, ils font partie intégrante de la description et pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description détaillée ci-après mais aussi contribuer, le cas échéant, à la définition de l'invention.As such, they form an integral part of the description and can not only serve to better understand the detailed description below but also contribute, if necessary, to the definition of the invention.
Dans la Demande de Brevet 89 14714, la Demanderesse a proproposé un procédé et un dispositif de transmission d'un signal électromagnétique dans une fibre optique.In Patent Application 89 14714, the Applicant has proposed a method and a device for transmitting an electromagnetic signal in an optical fiber.
Elle a maintenant constaté que, convenablement modifié, le dispositif pouvait servir à la mesure à distance de grandeurs physiques telles que la température ou la pression, ces exemples n'étant pas limitatifs.It has now found that, suitably modified, the device could be used for the remote measurement of physical quantities such as temperature or pressure, these examples not being limiting.
Tel qu'illustré sur la figure 1, le dispositif comporte un premier système électrooptique 1 disposé à une première extrémité d'une fibre optique 3, en principe monomode, et, à la deuxième extrémité de cette fibre optique, un deuxième système électrooptique 2 disposé à l'endroit de mesure.As illustrated in FIG. 1, the device comprises a first electro-optical system 1 arranged at a first end of an optical fiber 3, in principle single-mode, and, at the second end of this optical fiber, a second electro-optical system 2 arranged at the measurement location.
Au seln de ce premier système électrooptique 1, est prévu un premier ensemble optique comportant des moyens 12 formant circulateur optique, désignés plus simplement dans la suite, sauf mention contraire, "circulateur optique", et que l'on détaillera ci-après. Ce circulateur optique possède une borne d'entrée propre à recevoir un signal optique de base SB, une borne d'entrée/sortie reliée à la première extrémité de la fibre optique, pour d'une part injecter dans ladite fibre le signal SB et recevoir un signal optique de retour SR aux fins de délivrance, par l'intermédiaire d'une borne de sortie, à des moyens d'analyse électrooptiques 13, tels qu'un photodétecteur.According to this first electro-optical system 1, there is provided a first optical assembly comprising means 12 forming an optical circulator, referred to more simply in the following, unless otherwise stated, "optical circulator", which will be detailed below. This optical circulator has an input terminal suitable for receiving a basic optical signal SB, an input / output terminal connected to the first end of the optical fiber, on the one hand for injecting the signal SB into said fiber and receiving an optical return signal SR for the purpose of delivery, via an output terminal, to electrooptical analysis means 13, such as a photodetector.
Le signal optique SB, de puissance constante, est issu d'un générateur 11 tel qu'une diode laser semi-conductrice.The optical signal SB, of constant power, comes from a generator 11 such as a semiconductor laser diode.
Le signal SB est donc un signal polarisé. A cet égard, bien qu'un tel signal optique soit généralement polarisé elliptiquement, on admettra ici, en raison de la faible puissance de la composante orthogonale de ce signal par rapport à la puissance optique totale, que le signal SB est polarisé linéairement, ce qui revient à accepter de perdre la puissance de ladite composante orthogonale.The signal SB is therefore a polarized signal. In this respect, although such an optical signal is generally elliptically polarized, it will be assumed here, due to the low power of the orthogonal component of this signal with respect to the total optical power, that the signal SB is linearly polarized, this which amounts to accepting to lose the power of said orthogonal component.
Au sein du deuxième système électrooptique 2, est également prévu un circulateur optique 22 dont la borne d'entrée/sor tie est propre à recevoir d'une part un signal optique
SE émergeant après transit dans la fibre du signal de base, et, d'autre part, à réinjecter un signal optique modifié qui après transit inverse dans la fibre fournira le signal de retour SR.Within the second electro-optical system 2, an optical circulator 22 is also provided, the input / output terminal of which is suitable for receiving on the one hand an optical signal
SE emerging after transit in the fiber of the basic signal, and, on the other hand, to reinject a modified optical signal which after reverse transit in the fiber will provide the return signal SR.
Le circulateur optique 22, de structure analogue à celle du circulateur optique 12, comporte une borne de sortie délivrant le signal émergeant SE à un capteur ou modulateur 24. Des moyens 25 de conversion orthogonale de polarisation optique, tels qu'une lame demi-onde, sont disposés en série entre la sortie du capteur 24 et la borne d'entrée du circulateur optique 22.The optical circulator 22, of a structure similar to that of the optical circulator 12, comprises an output terminal delivering the emerging signal SE to a sensor or modulator 24. Means 25 for orthogonal conversion of optical polarization, such as a half-wave plate are arranged in series between the output of the sensor 24 and the input terminal of the optical circulator 22.
Le capteur ou modulateur 24 comporte un trajet optique sensible à la grandeur à mesurer, soit par sa longueur, soit de préférence, par son indice optique de réfraction.The sensor or modulator 24 comprises an optical path sensitive to the quantity to be measured, either by its length, or preferably, by its optical refractive index.
Ainsi, on peut choisir un milieu dont l'indice optique est sensible à la température, ou à la pression, ce qui va moduler en conséquence la lumière transmise. En pratique, il convient de travailler en mode différentiel, et par exemple d'utiliser un modulateur de type Mach-Zehnder.Thus, one can choose a medium whose optical index is sensitive to temperature, or to pressure, which will consequently modulate the transmitted light. In practice, it is advisable to work in differential mode, and for example to use a Mach-Zehnder type modulator.
L'un des bras de l'interféromètre est sensible à la température. L'autre, isolé, sert de référence.One of the interferometer arms is sensitive to temperature. The other, isolated, serves as a reference.
Le circulateur optique 22 comporte un jeu de deux prismes 22a et 22b à séparation de polarisation tel que celui disponible auprès de la Société des Etats-Unis MELLES
GRIOT sous la référence 03 PBS (figure 2). Ces deux prismes sont solidarisés l'un à l'autre par leur face oblique respective (hypoténuse) et il est disposé au niveau de cette interface, un film multicouches diélectrique 22c.The optical circulator 22 comprises a set of two prisms 22a and 22b with polarization separation such as that available from the Company of the United States MELLES
GRIOT under the reference 03 PBS (figure 2). These two prisms are joined to each other by their respective oblique face (hypotenuse) and it is arranged at this interface, a dielectric multilayer film 22c.
Un tel circulateur optique fonctionne en lumière parallèle.Such an optical circulator operates in parallel light.
Des moyens de collimation MC, tels que des lentilles conver gentes, sont alors prévus entre l'extrémité de la fibre optique 3 et le circulateur, ou, éventuellement sur chaque accès du circulateur optique.Collimation means MC, such as convergent lenses, are then provided between the end of the optical fiber 3 and the circulator, or, optionally on each access of the optical circulator.
La combinaison de la composition du film multicouches et de la valeur de l'angle d'incidence (ici 450) d'un faisceau lumineux atteignant l'interface du jeu de prismes permet de laisser passer, à travers les deux prismes, depuis la borne d'entrée/sortie ES jusqu'à la borne de sortie S, le signal émergeant SE que l'on suppose ici polarisé linéairement dans le plan de la figure. Ce signal
SE, après avoir été modulé dans le capteur-modulateur 24 conserve la même polarisation linéaire et est amené sur la lame demi-onde 25. A des fins de simplification, les moyens optiques destinés à véhiculer les différents signaux à l'intérieur du système électrooptique 2 n'ont pas été représentés. On pourra par exemple ici utiliser à cet effet soit des miroirs soit une autre fibre optique.The combination of the composition of the multilayer film and the value of the angle of incidence (here 450) of a light beam reaching the interface of the set of prisms makes it possible to pass, through the two prisms, from the terminal input / output ES to the output terminal S, the emerging signal SE which is assumed here to be linearly polarized in the plane of the figure. This signal
SE, after having been modulated in the sensor-modulator 24 retains the same linear polarization and is brought to the half-wave plate 25. For the sake of simplification, the optical means intended to convey the different signals inside the electrooptical system 2 were not represented. For example, it is possible here to use either mirrors or another optical fiber.
Après avoir traversé la lame demi-onde 25, le signal modifié
SM est alors polarisé linéairement dans un plan perpendiculaire au plan de la figure 2. Ce signal, entrant par la borne d'entrée E du circulateur est alors renvoyé au niveau de l'interface des deux prismes à la borne d'entrée/sortie
ES et donc réinjecté dans la fibre optique.After crossing the half-wave plate 25, the modified signal
SM is then linearly polarized in a plane perpendicular to the plane of FIG. 2. This signal, entering through the input terminal E of the circulator is then returned at the interface of the two prisms to the input / output terminal
ES and therefore reinjected into the optical fiber.
On a représenté ici, pour une meilleure compréhension, des moyens de conversion orthogonale de polarisation optique distincts du circulateur 22. Cependant, on peut envisager un composant unique intégrant à la fois les fonctions de conversion de polarisation et celles de circulation optique.Means for orthogonal conversion of optical polarization distinct from the circulator 22 have been shown here, for a better understanding. However, it is possible to envisage a single component integrating both the functions of polarization conversion and those of optical circulation.
Le fonctionnement du dispositif est alors le suivant.The operation of the device is then as follows.
Le signal de base polarisé SB, généré par la diode laser semi-conductrice est injecté à la première extrémité de la fibre optique. Le circulateur optique 22, récupère le signal émergeant SE, après transit dans la fibre du signal de base, et le délivre au modulateur 24. Celuici module le signal SE en fonction de la grandeur physique à mesurer. Le signal modulé SEM, ayant la même polarisation linéaire que le signal émergeant SE subit une conversion orthogonale de polarisation à l'aide de la lame demi-onde 25 et est réinjecté à la deuxième extrémité de la fibre optique par le circulateur 22. Ce signal modifié SM transite donc, en sens inverse, dans la fibre optique et le circulateur 12 récupère à la première extrémité le signal de retour SR après transit du signal SM.Ce signal de retour est alors délivré au photodétecteur 13, dont le signal de sortie reflète les variations de la grandeur mesurée, de préférence après mélange avec une réplique du signal de base, ramenée à la polarisation convenable.The basic polarized signal SB, generated by the semiconductor laser diode is injected at the first end of the optical fiber. The optical circulator 22 collects the emerging signal SE, after transit through the fiber of the basic signal, and delivers it to the modulator 24. This modulates the signal SE as a function of the physical quantity to be measured. The modulated signal SEM, having the same linear polarization as the emerging signal SE undergoes orthogonal polarization conversion using the half-wave plate 25 and is reinjected at the second end of the optical fiber by the circulator 22. This signal modified SM therefore travels in the opposite direction in the optical fiber and the circulator 12 recovers at the first end the return signal SR after transit of the signal SM. This return signal is then delivered to the photodetector 13, whose output signal reflects variations in the magnitude measured, preferably after mixing with a replica of the basic signal, brought back to the appropriate polarization.
La combinaison de moyens ainsi décrite permet d'apporter une solution au problème posé. En effet, en utilisant une fibre optique de manière bidirectionnelle, il s'est avéré possible de n'implanter au sein du système électrooptique 2 que des composants passifs de faible coût et de haute fiabilité. De ce fait, il a été alors possible de regrouper à la première extrémité de la fibre optique, les éléments du dispositif nécessitant une attention plus particulière et un contrôle plus fréquent tel que le générateur de signal optique et les moyens d'analyse électrooptiques.The combination of means thus described makes it possible to provide a solution to the problem posed. Indeed, by using an optical fiber in a bidirectional manner, it has proved possible to implant within the electrooptical system 2 only passive components of low cost and high reliability. As a result, it was then possible to group together at the first end of the optical fiber, the elements of the device requiring more particular attention and more frequent control such as the optical signal generator and the electro-optical analysis means.
De plus, l'utilisation de signaux optiques de polarisations différentes circulant en sens inverse au sein de la fibre, permet d'éviter des interférences entre ces différents signaux, diminue ainsi les pertes du dispositif et en augmente le rendement.In addition, the use of optical signals of different polarizations flowing in the opposite direction within the fiber, makes it possible to avoid interference between these different signals, thus decreases the losses of the device and increases their efficiency.
Enfin, l'utilisation de circulateurs optiques, tels que des jeux de prismes à séparation de polarisation, permet de minimiser encore les pertes du dispositif et d'augmenter le rapport signal/bruit. Finally, the use of optical circulators, such as sets of prisms with polarization separation, makes it possible to further minimize the losses of the device and to increase the signal / noise ratio.
Une variante de réalisation est illustrée sur la figure 3. Sur cette figure, les éléments analogues ou ayant une fonction analogue à ceux représentés sur la figure 1 ont des références augmentées de 100 ou affectées d'un ' par rapport à celles qu'ils avaient sur la figure 1. Seules les différences entre ces deux figures seront décrites.An alternative embodiment is illustrated in FIG. 3. In this figure, the elements analogous or having a function analogous to those represented in FIG. 1 have references increased by 100 or assigned by a 'with respect to those which they had in Figure 1. Only the differences between these two figures will be described.
Dans cette variante, le générateur 110 comporte la diode laser semi-conductrice 110b précédée d'un oscillateur 110a de fréquence Fo propre à moduler le signal émis par la diode et délivrer un signal de base SB' polarisé et modulé. Bien entendu, on pourait utiliser, à la place d'un oscillateur 110a externe, une diode laser semi-conductrice propre à délivrer directement un signal modulé.In this variant, the generator 110 comprises the semiconductor laser diode 110b preceded by an oscillator 110a of frequency Fo suitable for modulating the signal emitted by the diode and delivering a basic signal SB 'polarized and modulated. Of course, one could use, instead of an external oscillator 110a, a semiconductor laser diode capable of directly delivering a modulated signal.
On évite ainsi, l'utilisation en aval du photodétecteur 113 d'un mélangeur hyperfréquence.This avoids the use downstream of the photodetector 113 of a microwave mixer.
La figure 4 illustre une réalisation particulière intéressante.Figure 4 illustrates a particular interesting realization.
Après ia fibre 300, le collimateur MC et le circulateur optique 22, 2 lames semi-transparentes L1 et L4 et 2 miroirs
L2 et L3 définissent un interféromètre de Mach-Zender dont l'un des bras (ici entre L3 et L4) contient un milieu
MS dont l'indice optique est sensible à la grandeur à mesurer (température ou pression, en particulier). Après recombinaison sur la lame L4, le faisceau est réfléchi par le miroir M5 vers la lame demi-onde 25 et le circulateur optique 22.After ia fiber 300, the collimator MC and the optical circulator 22, 2 semi-transparent blades L1 and L4 and 2 mirrors
L2 and L3 define a Mach-Zender interferometer one of the arms of which (here between L3 and L4) contains a medium
MS whose optical index is sensitive to the quantity to be measured (temperature or pressure, in particular). After recombination on the blade L4, the beam is reflected by the mirror M5 towards the half-wave plate 25 and the optical circulator 22.
Avantageusement, l'interféromètre est ajusté pour que la figure d'interférences ainsi obtenue présente une sensiblité maximale. Advantageously, the interferometer is adjusted so that the interference figure thus obtained has maximum sensitivity.
Une variante consiste à réaliser le mélange interférométrique au niveau du premier ensemble optique, et/ou à travailler en lumière modulée, de préférence cohérente ou quasicohérente (une raie d'excitation d'une lampe au Xenon, par exemple).A variant consists in carrying out the interferometric mixing at the level of the first optical assembly, and / or in working in modulated light, preferably coherent or quasi-coherent (an excitation line of a Xenon lamp, for example).
Sur la figure 5, une même source S est reliée par un tronçon de fibre FO à un-commutateur électrooptique CEO, capable de l'interconnecter avec plusieurs fibres F01-F04, et plusieurs capteurs C1-C4.In FIG. 5, the same source S is connected by a fiber section FO to an electro-optical switch-CEO, capable of interconnecting it with several fibers F01-F04, and several sensors C1-C4.
La source peut ainsi "interroger" une pluralité de capteurs passifs à travers un simple câblage à fibre optique.The source can thus "interrogate" a plurality of passive sensors through simple fiber optic cabling.
En variante du commutateur CEO, on utilise un déviateur acousto-optique placé en sortie de source, avant la ou les lentilles collimateur de coupalge aux fibres. La source peut alors être constituée de plusieurs diodes laser, ou d'une source quasi cohérente multispectrale, comme différentes raies d'une lampe au Xenon.As a variant of the CEO switch, an acousto-optical deflector is used placed at the source output, before the collimating lens or lenses for cutting the fibers. The source can then consist of several laser diodes, or of a quasi-coherent multispectral source, like different lines of a Xenon lamp.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus décrits mais en embrasse toutes les variations notamment les suivantes - on pourrait utiliser à la place des jeux de prismes à séparation de polarisation, tout autre moyen formant circulateur optique; - on pourrait même éventuellement utiliser à la place de l'un et/ou l'autre des moyens formant circulateur optique, d'autres moyens tels que des coupleurs optiques classiques, notamment des guides d'onde en Y, associés à des isolateurs optiques.Cependant, une telle réalisation serait effectuée au détriment du rapport signal/bruit du dispositif puisque chacun de ces coupleurs occasionne une perte de puissance de 3 dB - on pourrait également envisager d'utiliser des signaux optiques polarisés circulairement ou elliptiquement. I1 conviendrait alors bien entendu d'adapter les différents ensembles optiques.The invention is not limited to the embodiments described above but embraces all the variations, in particular the following - one could use instead of sets of polarization separation prisms, any other means forming an optical circulator; - one could even possibly use instead of one and / or the other means forming an optical circulator, other means such as conventional optical couplers, in particular Y wave guides, associated with optical isolators .However, such an embodiment would be carried out to the detriment of the signal / noise ratio of the device since each of these couplers causes a power loss of 3 dB - one could also consider using optical signals polarized circularly or elliptically. It would of course then be necessary to adapt the different optical assemblies.
- il est également possible d'utiliser un générateur de lumière non polarisée. Cependant, dans ce cas, il convient de placer à la sortie de celui-ci un polariseur - les moyens de conversion de polarisation réalisent ici une conversion orthogonale de polarisation. Cependant, il n'est pas exclu de faire circuler au sein de la fibre optique des signaux en sens inverse ayant des polarisations différentes mais non rigoureusement orthogonales entre elles. Dans un tel cas les performances du dispositif pourraient être amoindries; - on pourrait également envisager d'utiliser un capteur modulateur intégrant une fonction de conversion de polarisation ce qui aurait alors pour effet de simplifier le circulateur optique - il serait également possible de prévoir, dans certains cas, une fibre optique multimode, mais encore avec un risque d'amoindrissement des performances.- it is also possible to use a non-polarized light generator. However, in this case, a polarizer should be placed at the output thereof - the polarization conversion means here perform an orthogonal polarization conversion. However, it is not excluded to circulate within the optical fiber signals in the opposite direction having different polarizations but not strictly orthogonal to each other. In such a case, the performance of the device could be reduced; - one could also consider using a modulator sensor integrating a polarization conversion function which would then have the effect of simplifying the optical circulator - it would also be possible to provide, in certain cases, a multimode optical fiber, but also with a risk of performance loss.
Le multiplexage peut être spatial et/ou fréquentiel, avec plusieurs fibres, voire même une seule.Multiplexing can be spatial and / or frequency, with several fibers, or even just one.
Bien entendu, certains des moyens décrits ci-dessus peuvent être omis dans les variantes où ils ne servent pas. Of course, some of the means described above can be omitted in the variants where they are not used.
Claims (16)
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| FR9002043A FR2658603B1 (en) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | METHOD AND DEVICE FOR THE REMOTE ACQUISITION OF PHYSICAL QUANTITIES. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2703541A1 (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-07 | Alcatel Cable | Device for interrogation and analysis of an array of interferometric sensors for measurement in polarised light |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577514A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-14 | Toshiba Corp | Optical measuring device |
| JPS58190705A (en) * | 1982-04-30 | 1983-11-07 | Fujitsu Ltd | Optical sensor |
| JPS61202105A (en) * | 1985-03-05 | 1986-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photosensor |
| JPS61219803A (en) * | 1985-03-27 | 1986-09-30 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Apparatus for measuring physical quantity |
-
1990
- 1990-02-20 FR FR9002043A patent/FR2658603B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS577514A (en) * | 1980-06-17 | 1982-01-14 | Toshiba Corp | Optical measuring device |
| JPS58190705A (en) * | 1982-04-30 | 1983-11-07 | Fujitsu Ltd | Optical sensor |
| JPS61202105A (en) * | 1985-03-05 | 1986-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Photosensor |
| JPS61219803A (en) * | 1985-03-27 | 1986-09-30 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Apparatus for measuring physical quantity |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 32 (P-541)(2479) 30 janvier 1987, & JP-A-61 202105 (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) 06 septembre 1986, * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 52 (P-548)(2499) 18 février 1987, & JP-A-61 219803 (NIPPON KOGAKU K.K.<NIKON>) 30 septembre 1986, * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 6, no. 66 (P-112)(944) 27 avril 1982, & JP-A-57 7514 (TOKYO SHIBAURA DENKI K.K.) 14 janvier 1982, * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 38 (P-255)(1475) 18 février 1984, & JP-A-58 190705 (FUJITSU K.K.) 07 novembre 1983, * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2703541A1 (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-07 | Alcatel Cable | Device for interrogation and analysis of an array of interferometric sensors for measurement in polarised light |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2658603B1 (en) | 1992-04-24 |
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