FR2841649A1 - Procede et systeme de determination du profil de la phase spectrale ou temporelle d'une impulsion d'energie electromagnetique - Google Patents

Abstract

Ce procédé de détermination du profil de la phase spectrale ou temporelle d'une impulsion d'énergie électromagnétique ultra-brève à analyser comporte une opération (100) d'introduction d'un décalage spatial relatif des trajectoires d'une première et d'une seconde impulsions répliques de l'impulsion à analyser dont les composantes chromatiques sont dispersées spatialement, de manière à ce qu'au moins la moitié des trajectoires des composantes de fréquence de cette première impulsion réplique soit confondue avec des trajectoires des composantes de fréquence de la seconde impulsion réplique. Ainsi, sur chacune de ces trajectoires communes une première et une seconde composantes de fréquence différentes respectivement de la première et de la seconde impulsions répliques se superposent et engendrent des motifs d'interférence à partir desquelles le profil de la phase est reconstruit.

Description

L'invention concerne un procédé de détermination du profil de la phase

spectrale ou temporelle d'une impulsion d'énergie électromagnétique à

analyser et un système pour mettre en oeuvre un tel procédé.

Plus précisément, l'invention concerne un procédé de détermination du profil de la phase spectrale ou temporelle, comportant une étape d'établissement du profil de la phase spectrale ou temporelle de l'impulsion d'énergie électromagnétique à analyser à partir de motifs d'interférence spécifiques fonction des variations de phase vis-à-vis de la longueur d'onde des

composantes de fréquence de l'impulsion à analyser.

Par profil d'une caractéristique temporelle de l'impulsion, il est désigné ici l'évolution, en fonction du temps, de cette caractéristique pour chacune des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser. Cette

caractéristique est une phase temporelle et/ou une amplitude temporelle.

Par profil d'une caractéristique spectrale de l'impulsion, il est désigné ici l'évolution, en fonction de la longueur d'onde ou de la fréquence, de cette caractéristique pour chacune des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser. Cette caractéristique est une phase spectrale et/ou une amplitude spectrale.

Dans la suite de cette description le terme profil de la phase et/ou de

l'amplitude désigne aussi bien l'évolution en fonction du temps de ces caractéristiques que l'évolution en fonction de la longueur d'onde ou de la fréquence. En effet, une représentation spectrale et une représentation temporelle sont liées l'une à l'autre comme les deux faces d'une même pièce puisqu'il est connu de passer de l'une à l'autre par de simples transformés de Fourier. La détermination de tels profils de l'amplitude et de la phase d'une impulsion d'énergie électromagnétique est particulièrement utile pour l'étude d'impulsions laser ultra-brèves. En effet, le profil de l'amplitude et de la phase de ces impulsions laser ultra-brèves n'est actuellement pas mesurable directement à l'aide d'appareils de mesure connus. Par impulsions ultra-brèves, il est ici désigné des impulsions dont la durée est inférieure ou égale à quelques nanosecondes et, de préférence, inférieure à 10-12 s, voire même inférieure à

-15 s.

Un tel procédé et un système apte à mettre en oeuvre le procédé sont connus sous l'acronyme SPIDER (Spectral Interferometry for Direct Electric Field Reconstruction), et sont divulgués dans la demande de brevet

internationale n0 PCT/US98/15355, publiée sous le n0 WO 99/06794.

Le système SPIDER consiste à créer, à l'aide d'un interféromètre, une première et une seconde répliques identiques à l'impulsion électromagnétique à analyser, mais retardées l'une par rapport à l'autre d'un décalage temporel de durée T. Ensuite, ces deux répliques décalées dans le temps sont introduites dans un dispositif apte à créer un décalage de fréquence Q entre le spectre de fréquence de la première réplique et celui de la seconde réplique. La première et la seconde répliques décalées en fréquence et en temps l'une par rapport à l'autre se propagent en sortie de ce dispositif sur la même ligne de propagation et interfèrent l'une avec l'autre au sein d'un spectromètre ou analyseur de spectre optique. La répartition spatio-temporelle des motifs d'interférence en sortie de ce dispositif est donnée par la relation: S(Wc) = I ((Oc)12 + I (oc + Q)12 + 21 (ỏc) (oe0 + Q)1 x cos[o (WC + Q) - cD' (or) + coet], (1) o: - S(wc) est le signal d'interférence, - (w) est la représentation en fréquence du champ électromagnétique de l'impulsion, - wc est le centre de la bande passante du spectromètre utilisé pour mesurer ces motifs d'interférence, et - D'w (w0 + Q) - 4Dw (wec) est la différence de phases entre deux composantes de

fréquence différentes de l'impulsion à analyser séparées par le décalage QÄ.

Les mesures obtenues par le spectromètre sont ensuite traitées par un calculateur de manière à reconstruire le profil de l'amplitude et de la phase de l'impulsion à analyser. Ces calculs pour déterminer le profil temporel sont directs et non itératifs, c'est-à-dire qu'une séquence de calculs prédéterminée et connue à l'avance permet de reconstruire le profil de l'amplitude et de la phase de l'impulsion à analyser. Ceci est un avantage important du système SPIDER par rapport aux systèmes précédemment connus tels que le système FROG (Frequency Resolved Optical Gating). En effet, les systèmes tels que le système FROG, mettent en oeuvre des calculs itératifs pour reconstruire le profil de l'amplitude et de la phase de l'impulsion à analyser. Ces calculs itératifs nécessitent de réitérer plusieurs fois les mêmes calculs sur les mêmes données mesurées, de manière à converger progressivement vers la solution. Les calculs réalisés par le système SPIDER sont donc nettement plus rapides et

plus simples à mettre en oeuvre.

Dans le système SPIDER, le décalage Q entre les deux répliques est créé en multipliant la première et la seconde répliques par une troisième réplique de l'impulsion à analyser dont le spectre de fréquence est étalé dans le temps. La durée T de ce spectre de fréquence étalé dans le temps est très nettement supérieure au décalage temporel Y. Cette multiplication est réalisée dans le système SPIDER par un cristal non linéaire de type Il de borate de baryum. Ainsi, lors du passage de la première réplique dans le cristal non linéaire de type 11, chaque composante de fréquence de cette première réplique est additionnée avec sensiblement une même première composante de fréquence du spectre de fréquence de la troisième réplique. De façon similaire, lors de son passage dans le cristal non linéaire de type 11, chaque composante de fréquence de la seconde réplique est additionnée avec sensiblement une même seconde composante de fréquence du spectre de fréquence de la troisième réplique étalée. La deuxième réplique étant retardée dans le temps par rapport à la première réplique, la seconde composante de fréquence de la troisième réplique étalée, avec laquelle le spectre de fréquence de la seconde réplique est additionné, est différente de la première composante de fréquence de la troisième réplique étalée additionnée au spectre de fréquence de la première réplique. Ainsi, puisque la première et la seconde répliques sont chacune additionnées avec une composante de fréquence différente de la troisième réplique étalée, il est créé, entre le spectre de fréquence de la première et de la seconde répliques, le décalage de fréquence Q. Les composantes de fréquence de la troisième réplique utilisées dépendent du spectre de fréquence de l'impulsion à analyser. Le décalage Q dépend donc également de l'impulsion à analyser. Or, le décalage Q doit être connu pour mener à bien les calculs directs. Par conséquent, avant d'utiliser le système SPIDER pour analyser une nouvelle impulsion ayant un nouveau spectre de fréquence, des expérimentations préalables doivent être réalisées pour déterminer le décalage Q correspondant à l'impulsion à analyser. Ces

expérimentations préalables sont longues et fastidieuses.

L'invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un nouveau procédé, nommé par la suite SPIRIT (Spectral Interferometry Resolved In Time), ayant les avantages du système SPIDER sans pour autant nécessiter des expérimentations préalables à chaque analyse d'une nouvelle impulsion. L'invention a donc pour objet un procédé tel que décrit ci-dessus, caractérisé: - en ce qu'il comporte une étape de génération desdits motifs d'interférence à partir d'une première et d'une seconde impulsions répliques dispersées spatialement de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser, lesdites première et seconde impulsions répliques dispersées spatialement présentant chacune: le même spectre de fréquences en module; un profil de la phase identique à celui de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; un profil en amplitude identique, à un coefficient multiplicateur près, au profil en amplitude de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; des composantes de fréquence dispersées spatialement se propageant dans l'espace en suivant chacune une trajectoire différente des trajectoires suivies par les autres composantes de fréquence dispersées spatialement de la même impulsion réplique dispersée spatialement; et - en ce que l'étape de génération comporte une opération d'introduction d'un décalage spatial relatif des trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement, de manière à ce qu'au moins la moitié des trajectoires des composantes de fréquence de la première impulsion réplique dispersée spatialement soit confondue avec des trajectoires des composantes de fréquence de la seconde impulsion réplique dispersée spatialement, de manière à superposer sur chacune de ces trajectoires communes une première et une seconde composantes de fréquence différentes respectivement de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement et engendrer sur ces trajectoires

communes lesdits motifs d'interférence spécifiques.

Le procédé SPIRIT crée une première et une seconde impulsions répliques dispersées spatialement de l'impulsion à analyser et, suite à une opération d'introduction d'un décalage spatial entre ces deux impulsions répliques dispersées spatialement, superpose la majorité des trajectoires des composantes de fréquence de la première impulsion réplique dispersée spatialement sur des trajectoires de composantes de fréquence différentes de la seconde impulsion réplique dispersée spatialement. Ainsi, sur chacune de ces trajectoires communes à la première et à la seconde impulsions répliques dispersées spatialement, une composante de fréquence de la première impulsion réplique se superpose et interfère avec une composante de

fréquence différente ou décalée en fréquence de la seconde impulsion réplique.

Il est donc obtenu, sur une trajectoire commune, le même signal que celui enregistré par le système SPIDER, mais limité à une seule composante de fréquence. Par conséquent, en observant l'ensemble des trajectoires communes, il est possible d'enregistrer un signal d'interférence identique à celui enregistré à l'aide du système SPIDER. Ainsi, les calculs mis en oeuvre pour établir, à partir du signal d'interférence enregistré, le profil temporel de l'amplitude et de la phase de l'impulsion à analyser, sont identiques à ceux

décrits pour le système SPIDER et présentent donc les mêmes avantages.

Toutefois, il est important de noter que, contrairement au système SPIDER, le décalage en fréquence entre chaque composante de fréquence de la première et de la seconde impulsions répliques qui interfèrent, est obtenu par l'introduction d'un décalage spatial entre cette première et cette seconde impulsions répliques, et non par l'introduction d'un décalage en fréquence du spectre de la première impulsion réplique par rapport au spectre de la seconde

impulsion réplique.

Le décalage spatial est une propriété géométrique du système SPIRIT indépendant de l'impulsion à analyser. Ainsi, il n'est pas nécessaire de recourir à des expérimentations préalables pour chaque nouvelle impulsion à analyser. Suivant d'autres caractéristiques d'un procédé conforme à l'invention: - l'étape de génération est également apte à produire une première et une seconde impulsions répliques dispersées spatialement présentant chacune la même dispersion spatiale des trajectoires des composantes de fréquence, - l'étape de génération est apte à produire une seconde impulsion réplique dispersée spatialement identique à la première impulsion réplique dispersée spatialement, - l'étape de génération comporte: a) une opération de dédoublement d'une impulsion reçue de manière à produire en sortie une première et une seconde impulsions répliques identiques à l'impulsion reçue, b) une opération de dispersion spatiale d'une impulsion reçue de manière à décaler spatialement les unes par rapport aux autres, par une translation et/ou une rotation, les trajectoires respectives de chacune des composantes de fréquence de l'impulsion reçue, et l'opération réalisée en premier entre l'opération de dédoublement et l'opération de dispersion est directement appliquée sur l'impulsion d'énergie électromagnétique à analyser, - l'opération de dispersion consiste à orienter les composantes de fréquence de l'impulsion reçue selon des trajectoires fonction de la fréquence et de l'angle d'incidence de chaque composante de fréquence sur un dispositif de dispersion des composantes de fréquence de l'impulsion reçue, et l'opération d'introduction d'un décalage spatial consiste à introduire un décalage angulaire entre les trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques obtenues à l'issue de l'opération a), de manière à ce que les angles d'incidence, sur le dispositif de dispersion de la première et de la seconde impulsions répliques, soient différents, - l'étape de génération comporte une opération d'introduction d'un retard dans le temps entre la première et la seconde impulsions répliques dispersées spatialement, - l'opération de dédoublement et l'opération d'introduction d'un décalage spatial sont réalisées simultanément, - l'étape d'établissement est apte à déterminer le profil de la phase spectrale ou temporelle à partir du différentiel de la phase vis-à-vis de la longueur d'onde observée sur chacune des trajectoires communes, - l'étape d'établissement est apte à déterminer le profil de la phase spectrale ou temporelle à partir des motifs d'interférence spécifiques dont la distribution spatio-temporelle est décrite par l'équation: I(xt) = 11(x,t)+12(x,t)+2.(11(x,t). 12(x,t)). cos (2n. c A/2. t + (ARX. dI/dX) (x)) o: - t est le temps, - x est une coordonnée de l'espace repérant chaque trajectoire commune des composantes de fréquence dispersées spatialement et dont chaque valeur est associée à une fréquence de l'impulsion à analyser, - I est le module au carré de l'amplitude du motif d'interférence au point x et à l'instant t, - 11(x,t) et 12(xt) sont, respectivement, les modules au carré des amplitudes de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées, - c est la célérité de la lumière, - AM est la différence de longueur d'onde sur les trajectoires communes entre les composantes de fréquence superposées de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées, - X est la longueur d'onde moyenne de la première ou de la seconde impulsion réplique dispersée, dO/dX est le différentiel de la phase vis-à-vis de la longueur d'onde des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser, - (x) indique que le terme (AM. d4/dd) est une fonction de la position x, - l'étape d'établissement du profil de la phase comporte: - une opération d'extraction d'une brève plage temporelle des motifs d'interférence produits par l'étape de génération, cette brève plage temporelle ayant une durée inférieure à X2/c.AX, et - une opération de reconstruction du profil de la phase spectrale et temporelle de l'impulsion à analyser uniquement à partir de la brève plage temporelle des motifs d'interférence extraite lors de l'opération d'extraction d'une brève plage temporelle, - l'étape d'établissement du profil de la phase comporte: - une opération d'extraction d'une plage spatialement confinée des motifs d'interférence produits par l'étape de génération, cette plage spatialement confinée correspondant à une partie seulement des trajectoires communes, - une opération de mesure et d'enregistrement de cette seule plage spatialement confinée des motifs d'interférence, et les opérations d'extraction de la plage spatialement confinée et d'enregistrement sont réitérées pour chacune des plages spatialement confinées des motifs d'interférence à partir desquelles l'opération de reconstruction du profil temporel de la phase de

l'impulsion à analyser est réalisée.

L'invention a également pour objet un système de détermination du profil de la phase spectrale et temporelle d'une impulsion d'énergie électromagnétique à analyser comportant un dispositif d'établissement du profil de la phase spectrale et temporelle de l'impulsion d'énergie électromagnétique à analyser à partir de motifs d'interférence spécifiques fonction des variations de phase vis-à-vis de la longueur d'onde des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser, caractérisé en ce que: - il comporte un montage d'interférométrie apte à générer lesdits motifs d'interférence à partir d'une première et d'une seconde impulsions répliques dispersées spatialement de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser, lesdites première et seconde impulsions répliques dispersées spatialement présentant chacune: le même spectre de fréquences en module; un profil de la phase identique à celui de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; un profil en amplitude identique, à un coefficient multiplicateur près, au profil temporel en amplitude de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; des composantes de fréquence dispersées spatialement se propageant dans l'espace en suivant chacune une trajectoire différente des trajectoires suivies par les autres composantes de fréquence dispersées spatialement de la même impulsion réplique dispersée spatialement; et - le montage d'interférométrie comporte un dispositif d'introduction d'un décalage spatial relatif des trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement, de manière à ce qu'au moins la moitié des trajectoires des composantes de fréquence de la première impulsion réplique dispersée spatialement soit confondue avec des trajectoires des composantes de fréquence de la seconde impulsion réplique dispersée spatialement, de manière à superposer sur chacune de ces trajectoires communes une première et une seconde composantes de fréquence différentes respectivement de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement et engendrer sur ces trajectoires communes lesdits

motifs d'interférence spécifiques.

Suivant d'autres caractéristiques d'un système conforme à l'invention: le montage d'interférométrie comporte: a) un dispositif de dédoublement d'une impulsion reçue de manière à produire en sortie une première et une seconde impulsions répliques identiques à l'impulsion reçue, b) un dispositif de dispersion spatiale d'une impulsion reçue de manière à décaler spatialement les unes par rapport aux autres, par une translation et/ou une rotation, les trajectoires respectives de chacune des composantes de fréquence de l'impulsion reçue, - le dispositif de dispersion est apte à orienter les composantes de fréquence de l'impulsion reçue selon des trajectoires fonction de la fréquence et de l'angle d'incidence de chaque composante de fréquence sur ce dispositif de dispersion des composantes de fréquence de l'impulsion reçue, et le dispositif d'introduction d'un décalage spatial est apte à introduire un décalage angulaire entre les trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques obtenues à la sortie du dispositif de dédoublement de manière à ce que les angles d'incidence, sur le dispositif de dispersion de la première et de la seconde impulsions répliques, soient différents, le montage d'interférométrie comporte un dispositif d'introduction d'un retard dans le temps entre la première et la seconde impulsions répliques dispersées spatialement, - le dispositif de dédoublement d'une impulsion et le dispositif d'introduction d'un retard sont formés à partir d'un même interféromètre, - le dispositif de dédoublement et le dispositif d'introduction d'un décalage spatial sont formés à partir d'un même cristal biréfringent, - le dispositif d'établissement du profil de la phase spectrale ou temporelle comporte: - une unité d'extraction d'une brève plage temporelle des motifs d'interférence produits par le montage d'interférométrie cette brève plage temporelle ayant une durée inférieure à 32/c.AX, et - une unité de reconstruction du profil de la phase spectrale ou temporelle de l'impulsion à analyser uniquement à partir de la brève plage temporelle des motifs d'interférence extraite par l'unité d'extraction d'une brève plage temporelle, - le dispositif d'établissement du profil de la phase comporte: - une unité d'extraction d'une plage spatialement confinée des motifs d'interférence produits par le montage d'interférométrie, cette plage spatialement confinée correspondant à une partie seulement des trajectoires communes, il - un détecteur apte à mesurer et enregistrer cette seule plage

spatialement confinée des motifs d'interférence.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va

suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins, sur lesquels: - la figure 1 est une illustration schématique de l'architecture d'un premier mode de réalisation d'un système de détermination du profil de la phase d'une impulsion d'énergie électromagnétique conforme à l'invention, - la figure 2 est un organigramme d'un procédé de détermination du profil de la phase conforme à l'invention et mis en oeuvre à l'aide du système de la figure 1, - la figure 3 est une illustration schématique des motifs d'interférence spécifiques mis en oeuvre dans le système de la figure 1, - la figure 4 est un graphe représentant un exemple de mesure réalisée à l'aide du système de la figure 1, - la figure 5 est une illustration schématique d'un second mode de réalisation d'un système de détermination du profil conforme à l'invention, et - la figure 6 est un organigramme d'un procédé de fonctionnement du

système de la figure 5.

La figure 1 représente un système 2 de détermination du profil de l'amplitude et de la phase d'une impulsion laser ultra-brève. A cet effet, il comporte un générateur 4 d'impulsions laser ultra-brèves récurrentes raccordé à l'entrée d'un montage d'interférométrie 6 dont la sortie est raccordée à un dispositif 8 d'établissement du profil de l'amplitude et de la phase à partir des

motifs d'interférence créés par le montage 6.

Le générateur 4 est, par exemple, un laser titane/saphir à mode bloqué apte à produire des impulsions laser 12 d'une durée inférieure à 100 fs (I fs = 10-15 s) comportant chacune plusieurs composantes de fréquence ou composantes chromatiques et présentant, par exemple, un spectre de

fréquences en forme de cloche autour d'une fréquence moyenne fm.

Le montage d'interférométrie 6 comprend un interféromètre 20 placé à l'entrée d'une lame séparatrice 22, elle-même placée à l'entrée d'un dispositif

de diffraction 24.

L'interféromètre 20 est apte à recevoir, en entrée, l'impulsion laser délivrée par le générateur 4 et à produire, à sa sortie, deux impulsions répliques 21, 21' identiques à l'impulsion laser reçue, mais retardées dans le temps l'une par rapport à l'autre d'une durée T. Cet interféromètre est un interféromètre classique, par exemple, du type MachZehnder et ne sera pas décrit ici en détail. Avantageusement, cet interféromètre 20 est un interféromètre à retard réglable, de manière à pouvoir régler la durée T. A la sortie de l'interféromètre 20, les impulsions répliques 21, 21' sont dirigées chacune vers la même lame séparatrice 22. Cette lame séparatrice est adaptée pour que la direction d'émergence, à sa sortie de l'impulsion réplique 21, soit légèrement décalée spatialement ou géométriquement par rapport à la direction d'émergence de l'impulsion réplique 21'. Plus précisément, ici, la lame séparatrice 22 est réglable et placée pour créer un décalage angulaire 0 entre la ligne de propagation de l'impulsion réplique 21 et celle de l'impulsion réplique 21'. La lame séparatrice 20 est choisie et positionnée pour que le décalage angulaire O corresponde, à la sortie du dispositif de diffraction 24, à une superposition d'au moins la moitié et, de préférence, d'au moins 90 % des trajectoires des composantes de fréquence

des impulsions répliques 21, 21'.

Le dispositif de diffraction 24 est placé à la sortie de la séparatrice 22 de manière à venir couper la ligne de propagation de chaque impulsion réplique 21, 21'. Le dispositif de diffraction 24 est apte à disperser dans l'espace chaque composante de fréquence de chacune des impulsions répliques 21, 21' reçue en entrée, en fonction de son angle d'incidence sur ce dispositif de diffraction et de sa fréquence. Sur la figure 1, deux spectres 25, ', en forme de cloche écrasée, représentent les impulsions répliques dispersées spatialement correspondant respectivement à l'impulsion réplique 21 à l'impulsion réplique 21'. Ici, le signal d'interférence, créé par l'interférence des impulsions 25 et 25', en sortie du montage d'interférométrie 6,

sera appelé, dans la suite de cette description, signal 25, 25'. Le dispositif de

diffraction 24 est également apte à étaler dans le temps le spectre de fréquence de chacune des impulsions répliques 21, 21' reçues en entrée. La durée de l'impulsion réplique 25, 25' est typiquement cinq à dix fois plus longue que la

durée de l'impulsion réplique non dispersée spatialement reçue en entrée.

Le dis positif 24 est également pivotant autour d'un axe perpendiculaire aux trajectoires des impulsions répliques 21, 21' de manière à faire varier en sortie la direction de propagation du signal 25, 25'. Le dispositif de diffraction 24 est, par exemple, un réseau de

diffraction pivotant.

Le dispositif 8 d'établissement du profil de l'amplitude et de la phase comporte un dispositif 30 d'extraction d'une fraction du signal de sortie du montage d'interférométrie 6, un détecteur 32 de cette fraction de signal extraite

et un dispositif 34 d'enregistrement et de traitement des données détectées.

Le dispositif d'extraction 30 est apte à extraire une fraction spatialement et temporellement confinée des motifs d'interférence produits par

les impulsions 25, 25'.

"Confinée temporellement" signifie que seule une brève plage temporelle du signal 25, 25', par rapport à la durée totale du signal 25, 25', est sélectionnée de manière à ne pas enregistrer les variations au cours du temps

du signal 25, 25'.

"Confiné spatialement" signifie que seule une ou plusieurs trajectoires du signal 25, 25' spatialement dispersé, obtenu en sortie du montage d'interférométrie 6, sont extraites parmi l'ensemble des trajectoires du signal 25, 25'. Avantageusement, sensiblement une seule trajectoire du signal

, 25' est sélectionnée.

Le dispositif d'extraction 30 est ici propre à sélectionner et à extraire une brève plage temporelle plus courte que la périodicité temporelle X2/(c. AM) du signal 25, 25' o: - X est la longueur d'onde moyenne de l'impulsion laser 12 correspondant à la fréquence fm, - c est la célérité de la lumière, et - AR est la différence de longueur d'onde entre les composantes de fréquence

des impulsions 25, 25' qui interfèrent l'une avec l'autre.

Ce dispositif d'extraction 30 est ici réalisé à partir d'un module 40 doubleur de fréquences suivi d'un module 42 de filtrage de fréquences doublées. Le module 40 doubleur de fréquences comporte ici une lame séparatrice 50 et un miroir 51 associés à un cube séparateur 52 comportantune lame semi-transparente à 450 dont les faisceaux émergents sont focalisés

par une lentille 54 sur un cristal 56 doubleur de fréquences.

La lame séparatrice 50 est placée entre le générateur 4 et l'entrée du montage d'interférométrie 6 de manière à prélever une fraction 58 de l'impulsion laser incidente délivrée par le générateur 4. Cette fraction d'impulsion 58 étant destinée ici à sélectionner une plage spatialement et temporellement confinée

du signal 25, 25', elle sera appelée, par la suite, impulsion porte 58.

Le cube séparateur 52, la lentille 54 et le cristal doubleur de fréquences sont disposés l'un par rapport à l'autre de manière à former une géométrie adaptée au doublage de fréquences non colinéaire. Cette géométrie étant connue, la disposition des éléments 52, 54 et 56 ne sera que

succinctement décrite ici.

Le miroir 51 est apte à réfléchir cette impulsion porte 58 sur le cube séparateur 52. La longueur du parcours de l'impulsion porte est choisie pour

que celle-ci soit synchrone dans le temps avec le signal 25, 25'.

Le cube séparateur est placé à l'intersection du trajet optique de l'impulsion porte 58 et du signal 25, 25' délivré en sortie du montage d'interférométrie 6. Ce cube séparateur est destiné à superposer le faisceau correspondant à l'impulsion porte 58 et les faisceaux correspondant au signal 25, 25'. Ce cube séparateur est ici disposé de manière à rendre le faisceau émergeant correspondant à l'impulsion porte 58 parallèle aux faisceaux émergents correspondants du signal 25, 25', mais décalé latéralement par

rapport à ces derniers faisceaux.

La lentille 54 est destinée à focaliser l'ensemble des faisceaux

émergeant du cube séparateur 52 au foyer de cette lentille.

Le cristal 56 doubleur de fréquences est disposé au foyer de la lentille 54 de manière à recevoir les faisceaux émergeant du cube séparateur 52 en un même point, mais avec des angles d'incidence distincts. Le cristal doubleur de fréquences est, par exemple, un cristal non linéaire de BBO

(baryum de borate) de type Il.

Le module de filtrage 42, placé à la sortie du module doubleur de fréquences 40, est destiné à ne laisser passer que les fréquences doublées par le module 40. A cet effet, il comporte d'abord un prisme 60 suivi d'un filtre

coloré 62.

Le prisme 60 est propre à isoler spatialement les fréquences doublées des fréquences non doublées dans le signal délivré en sortie du

module 40.

Le filtre coloré 62 est placé sur la trajectoire des fréquences doublées isolées spatialement par le prisme 60. Ce filtre coloré est apte à ne

laisser passer que les fréquences doublées.

Le détecteur 32 est placé sur la trajectoire des fréquences doublées que le filtre coloré 62 a laissé passer. Ce détecteur 32 est propre à mesurer

l'énergie émise à la fréquence doublée. Il s'agit, par exemple, d'un tube photomultiplicateur.

Le dispositif 34 est apte, d'une part, à enregistrer les données mesurées par le détecteur 32 dans une mémoire 70 et, d'autre part, à traiter les données enregistrées dans la mémoire 70 pour reconstruire, par un calcul direct et non itératif, le profil de l'amplitude et de la phase de l'impulsion laser à analyser à partir des données enregistrées dans cette mémoire 70. Ce dispositif 34 est, par exemple, réalisé à partir d'un calculateur électronique classique

programmé de façon conventionnelle.

Le fonctionnement du système 2 va maintenant être décrit à l'aide de

la figure 1 et en regard de la figure 2.

Dans le cas particulier du système 2, le procédé débute par une étape 88 de réglage et de mesure à l'aide de méthodes conventionnelles, du décalage angulaire 0 produit par la lame séparatrice 22 entre les deux impulsions répliques 21 et 21'. Le décalage angulaire 0 est choisi ici pour que 98 % des composantes de fréquence de l'impulsion réplique spatialement dispersée 25 se superposent avec des composantes de fréquence différentes de l'impulsion réplique dispersée spatialement 25'. Cette étape n'est réalisée que lors de l'installation du système 2 et n'est ensuite plus réitérée, quelle que

soit l'impulsion laser à analyser.

Une fois cette étape 88 réalisée, le générateur 4 réalise une étape 90

d'émission de l'impulsion laser 12.

Cette impulsion laser se propage jusqu'à la lame séparatrice 50 o une fraction de l'impulsion laser 12 est prélevée par le dispositif 30, tandis que

l'autre fraction est dirigée vers l'entrée du montage d'interféromètrie 6.

A ce stade, le montage d'interférométrie 6 réalise une étape 92 de génération de motifs d'interférence fonction des variations de la phase vis-à-vis de la longueur d'onde des composantes de fréquence; Lors de cette étape 92, l'interféromètre 20 réalise simultanément une opération 94 de dédoublement de l'impulsion laser 12 pour former les deux impulsions répliques 21 et 21' et une opération 96 d'introduction d'un retard

entre ces deux impulsions répliques 21 et 21'.

A la sortie de l'interféromètre 20, chacune de ces impulsions répliques 21, 21' est identique à l'impulsion à analyser et présente donc, notamment, le même spectre de fréquence et le même profil temporel de l'amplitude et de la phase. Chacune de ces impulsions répliques est dirigée

vers la lame séparatrice 22.

Cette lame séparatrice 22 réalise une opération 100 d'introduction

d'un décalage spatial entre les trajectoires des impulsions répliques 21, 21'.

Dans ce mode de réalisation, l'opération 100 consiste à introduire le décalage angulaire O entre la direction de propagation de la première et de la seconde

impulsions répliques 21, 21'.

Après leur passage par la lame séparatrice 22, les impulsions répliques 21, 21' se propagent chacune sur sa trajectoire respective jusqu'au réseau de diffraction 24. Ce réseau de diffraction 24 réalise une opération 102 de dispersion spatiale des composantes de fréquence de chacune des

impulsions répliques reçues.

Ainsi, alors que toutes les composantes de fréquence d'une même impulsion réplique se propagent sur le même trajet optique à l'entrée du réseau de diffraction 24, chacune de ces composantes de fréquence se propage en sortie de ce réseau de diffraction 24, du fait du phénomène de diffraction produit, sur une trajectoire séparée spatialement des trajectoires des autres

composantes de fréquence de la même impulsion réplique.

De plus, l'angle d'incidence de l'impulsion réplique 21 étant différent de l'angle d'incidence de l'impulsion réplique 21', il existe un décalage angulaire entre les composantes de fréquence de ces deux impulsions 25 et 25' dans un plan contenant les trajets optiques des impulsions 21, 21', 25 et 25'. Ce décalage angulaire est directement relié au décalage angulaire O créé par la lame séparatrice 22. Ce décalage angulaire O a été choisi lors de l'opération 88 pour que plus de 98 % des trajectoires des composantes de fréquence des

impulsions 25 et 25' se superposent et se confondent les unes avec les autres.

Ainsi, à cause de ce décalage angulaire, une composante de fréquence f1 de l'impulsion 25 se propage et se superpose sur la même trajectoire, dite trajectoire commune, qu'une composante de fréquence f2 de l'impulsion 25'. Un détecteur, placé sur cette trajectoire commune, observe donc deux composantes de fréquence de l'impulsion laser 12 décalées en fréquence l'une par rapport à l'autre. Ce décalage en fréquence correspond à

un décalage de longueur d'onde et sera noté par la suite AX.

La répartition spatiale des trajectoires des composantes de fréquence de l'impulsion 25 étant identique à celle de l'impulsion 25', le décalage de longueur d'onde AX observé sur chacune des trajectoires communes est donc ici constant, quelle que soit la trajectoire commune observée. Sur chacune des trajectoires communes, les composantes de fréquence se superposent et interfèrent l'une avec l'autre. La distribution spatiotemporelle du signal d'interférence 25, 25' vérifie sensiblement la relation suivante: I(xt) = 11(x,t)+12(x,t)+2.(11(x,t). 12(x,t))05. cos (2n. c AX/X2. t + (AX. d/dId)(x)) o: - t est le temps, - x est une coordonnée de l'espace repérée sur un axe perpendiculaire aux trajectoires des composantes de fréquence dispersées spatialement, de manière à ce que chaque position x correspond sensiblement à une fréquence de l'impulsion 12 à analyser, - I est le module au carré de l'amplitude du motif d'interférence au point x et à l'instant t, - 11(x,t) et 12(xt) sont, respectivement, les modules au carré de l'amplitude de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées, ces modules bien que fonction de x et de t varient beaucoup plus lentement que le terme en cosinus, - c est la célérité de la lumière, - AR est la différence de longueur d'onde sur les trajectoires communes entre les composantes de fréquence superposées de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées, - X est la longueur d'onde moyenne de la première ou de la seconde impulsion réplique dispersée, d+/dX est la variation de la phase vis-à-vis de la longueur d'onde des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser,

- (x) indique que le terme (Ai.dI/di) est une fonction de la position x.

La figure 3A représente un exemple simplifié de motifs d'interférence correspondant à l'équation précédente. Sur cette figure, l'axe des abscisses représente la position x d'une trajectoire commune repérée sur un axe perpendiculaire à l'ensemble des trajectoires communes après qu'elles aient été rendues parallèles les unes aux autres, par exemple à l'aide du cube séparateur 52. L'axe des ordonnées représente le temps. Sur ce graphique, plusieurs franges d'interférence 104 apparaissent successivement dans le

temps avec une périodicité temporelle At = i21(Ai.c).

La multiplicité des franges d'interférence 104 présentes sur ce

graphique est due à l'introduction d'un retard lors de l'opération 96.

L'étape 92 s'achève lorsque le signal 25, 25' a été produit, c'est-àdire ici après que les opérations 94 à 102 aient été réalisées. Débute alors une étape 106 d'enregistrement d'une brève plage temporelle de ce signal 25, 25'

réalisée par le dispositif d'extraction 30 et le détecteur 32.

Lors de cette étape 106, de manière à éliminer la composante temporelle du signal 25, 25', le dispositif 30 réalise une opération 110

d'extraction d'une seule plage temporelle dt (Figure 3A) du signal 25, 25'.

De plus, dans le cas particulier du système 2, le dispositif 30 réalise également une opération 112 d'extraction d'une seule plage confinée spatialement dx (Figure 3A) du signal 25, 25'. Ces opérations 110 et 112 sont ici réalisées simultanément par le dispositif d'extraction 30. En effet, l'impulsion porte 58 utilisée dans le module 40 d'extraction n'est pas ici diffractée spatialement. Par conséquent, la durée de cette impulsion est d'au moins sept fois inférieure à la durée du signal 25, 25' qui a été dispersée. Ici, cette durée de l'impulsion porte 58 est strictement inférieure à la périodicité temporelle At des franges d'interférence 104. La durée de l'impulsion porte 58 est

représentée sur la figure 3A par l'intervalle de temps dt.

Les trajectoires des composantes de fréquence de l'impulsion porte 58 sont confinées spatialement par rapport à celles du signal 25, 25'. Ainsi, à l'intérieur du cube séparateur 52 et du cristal doubleur de fréquences 56, pratiquement seules les composantes de fréquence de la trajectoire commune du signal 25, 25' rencontrant la trajectoire de l'impulsion porte 58 seront multipliées par l'impulsion porte. Ce confinement spatial de l'impulsion porte par

rapport au signal 25, 25' est représenté par l'intervalle dx sur la figure 3A.

A la sortie du dispositif d'extraction 40, seules les composantes de fréquence de la trajectoire commune du signal 25, 25' ayant rencontré l'impulsion porte 58, sont doublées en fréquence et ceci uniquement pendant l'intervalle de temps dt. La fréquence des autres composantes de fréquence du signal 25, 25', situées sur d'autres trajectoires communes, n'a, quant à elle pas

été doublée à l'intérieur du cristal doubleur de fréquences 56.

Ensuite, l'ensemble du faisceau contenant aussi bien des fréquences doublées que les fréquences non doublées se propage vers le prisme 60 qui isole spatialement les composantes de fréquence doublées des composantes de fréquence non doublées. Ainsi, le prisme 60 réalise une première opération

de filtrage spatial.

De manière à accroître encore la qualité de ce filtrage, les composantes de fréquence doublées isolées spatialement se propagent ensuite vers le filtre coloré 62 apte à ne laisser passer que les composantes de

fréquence doublées.

Une opération de mesure et d'enregistrement 114 est ensuite réalisée par le détecteur 32 placé à la sortie du filtre coloré 62. Ce détecteur mesure, pour chacune des composantes de fréquence doublées, l'intensité du signal et enregistre ces données dans la mémoire 70 associée à la fréquence à laquelle elles correspondent. La fréquence associée aux données enregistrées est la fréquence de la composante de fréquence du signal 25, 25' ayant été extraite par le dispositif d'extraction 40. Dans le système 2, cette fréquence est, par exemple, établie à partir de l'angle d'incidence, des impulsions répliques 21

et 21' sur le dispositif de diffraction 24 utilisé pour réaliser cet enregistrement.

La figure 3B est une représentation simplifiée des variations de l'intensité du signal 25, 25' en fonction de la position x à l'instant dt. Sur cette

figure, chacune des franges d'interférence 104 correspond à un pic d'intensité.

Le détecteur 32 à la sortie du module de filtrage 42 ne reçoit que la fraction du signal 25, 25' correspondant à la plage spatiale dx et, par conséquent, seule l'intensité du signal observée dans cette plage dx est

enregistrée.

De manière à enregistrer le signal 25, 25' pour chacune des positions x, il est nécessaire, dans le cas particulier du système 2, de balayer successivement et de proche en proche l'ensemble des positions x. A cet effet, le procédé se poursuit par une opération 116 de rotation du réseau de diffraction 24 de manière à modifier la position relative du signal 25, 25' par

rapport à la position de l'impulsion porte 58.

A l'issue de cette opération 116, le procédé retourne à l'opération 90

de manière à mesurer l'intensité du signal 25, 25' pour une position x différente.

Les opérations 90 à 116 se répètent jusqu'à ce que l'intensité du signal 25, 25' soit enregistrée pour l'ensemble des positions x correspondant à

l'ensemble des trajectoires communes.

La figure 4 représente, dans un graphe, l'intensité du signal 25, 25' après que les opérations 90 à 116 aient été réitérées pour toutes les positions x. L'axe des ordonnées correspond à l'amplitude normalisée de l'intensité, tandis que l'axe des abscisses est gradué en Hertz. En effet, chaque position x correspond à une trajectoire commune et donc à une composante de fréquence particulière de l'impulsion laser 12. L'évolution de l'intensité illustrée dans ce graphe correspond, contrairement à la figure 3B, à des données obtenues expérimentalement. L'enveloppe extérieure en forme de cloche du signal enregistré contient les informations nécessaires pour établir le profil temporel de l'amplitude de l'impulsion laser 12, tandis que les oscillations de ce signal contiennent les informations nécessaires pour établir le profil temporel de la phase de l'impulsion laser 12. Cet enregistrement est similaire à celui obtenu

à l'aide du système SPIDER décrit dans le brevet WO 99/06794.

Une fois l'enregistrement terminé, une étape 120 de reconstruction, à partir des données mesurées lors des opérations précédentes, du profil de

l'amplitude et de la phase de l'impulsion laser 12, est réalisée.

Les calculs mis en oeuvre lors de cette étape 120 sont similaires à ceux décrits dans le brevets WO 99/06794. Ces calculs sont également décrits dans les articles de Dorrer et ai publiés au journal de l"'Optical Society of America", respectivement au volume 16 de juillet 99 et volume 17 d'octobre 2000. Il est rappelé simplement que le calcul comporte, principalement, les cinq opérations suivantes: - une opération 122 de transformée de Fourier inverse conduit à une distribution à trois pics: un lobe central proportionnel à l'enveloppe des données enregistrées et deux lobes satellites symétriques contenant l'information sur le profil temporel de la phase, - une opération 124 de sélection d'un seul de ces lobes satellites par filtrage numérique, - une opération 126 de transformée de Fourier pour revenir dans l'espace spectral, et obtenir le profil de l'amplitude et de la phase spectrales, - une opération 128 d'intégration de la phase spectrale précédemment obtenue lors de l'opération 126 en tenant compte du décalage AX entre les deux composantes de fréquence qui interfèrent, - une nouvelle opération 130 de transformée de Fourier inverse pour afficher, à partir de l'amplitude et de la phase reconstruites pour chaque composante de fréquence lors de l'opération 128, le profil e l'amplitude et de la

phase temporelles de l'impulsion à analyser.

La figure 5 représente un second mode de réalisation identique au système 2 de la figure 1, à l'exception du fait que le montage d'interférométrie 6

est remplacé par un montage d'interférométrie 150.

Le montage d'interférométrie 150 comporte un dispositif de

diffraction pivotant 152, une lentille 153 et un cristal biréfringent 154.

Le dispositif de diffraction 152 est placé de manière à recevoir directement l'impulsion laser 12. Ce dispositif de diffraction 152 est, par

exemple, identique au dispositif de diffraction 24 décrit en regard de la figure 1.

La lentille 153 est propre à rendre les trajectoires de chacune des composantes de fréquence obtenues à la sortie du dispositif de diffraction 152 parallèles les unes aux autres avant de les diriger vers le cristal biréfringent 154. Le cristal biréfringent 154 est placé sur les trajectoires de chacune

des composantes de fréquence de l'impulsion laser 12 issues de la lentille 153.

Ce cristal biréfringent est apte à simultanément dédoubler chaque composante de fréquence incidente et à les décaler spatialement l'une par rapport à l'autre

par une opération de translation.

En sortie du cristal biréfringent, deux impulsions répliques dispersées spatialement suivent des trajectoires parallèles l'une à l'autre mais décalées

spatialement les unes par rapport aux autres par une opération de translation.

Le phénomène de double réfraction mis en oeuvre dans le cristal biréfringent 154 introduit également un léger retard entre les deux impulsions répliques. Finalement, le montage d'interférométrie 150 comporte deux lames demi-onde 156 et 157, disposées respectivement entre la lentille 153 et le cristal biréfringent 154 et entre le cristal biréfringent 154 et le cube séparateur 52. La lame demi-onde 156 est destinée à adapter les polarisations des composants de fréquence issues de la lentille 153 de manière à obtenir deux

impulsions répliques à la sortie du cristal biréfringent 154.

La lame demi-onde 157 est propre à rendre les polarisations des deux impulsions répliques dispersées spatialement obtenues à la sortie du cristal biréfringent 154 parallèles les unes aux autres de manière à ce qu'elles

soient adaptées pour être traitées par le dispositif d'extraction 30.

Le fonctionnement du système 2 équipé du montage d'interférométrie 150 sera décrit ici en regard du procédé de la figure 6. Ce procédé est identique à celui décrit en regard de la figure 2, à l'exception du fait que les opérations 94 à 102 sont réalisées dans un ordre chronologique différent. En effet, lors de l'étape 92 de génération des motifs d'interférence, le dispositif de diffraction 152 réalise d'abord une opération 160 de dispersion spatiale de l'impulsion laser 12. Ensuite, le cristal biréfringent réalise, simultanément, une opération 162 de dédoublement de l'impulsion laser, une opération 164 d'introduction d'un décalage spatial ou géométrique et une opération 166 d'introduction d'un retard entre la première et la seconde

impulsions répliques dispersées spatialement.

Il est important de remarquer que l'introduction d'un retard entre les deux impulsions répliques n'est pas nécessaire. En effet, si aucun retard n'est introduit entre les deux impulsions répliques, les motifs d'interférence ne

comportent qu'une seule frange, telle que la frange 104.

Toutefois, même si le motif d'interférence obtenu ne comporte qu'une seule frange, il est possible de reconstruire le profil de l'amplitude et de la phase en réalisant les mêmes opérations que celles décrites en regard de l'étape 120. L'introduction d'un retard et l'obtention de plusieurs franges n'est utile que pour accroître la précision des mesures, ainsi, même si le retard introduit lors de l'opération 166 n'est pas réglable ou est très petit, s'il ne modifie

en rien le reste du procédé décrit.

Dans ce mode de réalisation, à la sortie du cristal biréfringent 154, les composantes de fréquence de chaque impulsion réplique sont parallèles les unes par rapport aux autres et le décalage spatial introduit est ici un déplacement latéral des composantes de fréquence de la première impulsion

réplique par rapport à celles de la seconde impulsion réplique.

En variante, le système de la figure 1 est adapté pour déterminer le profil temporel de l'amplitude et de la phase d'une impulsion d'énergie électromagnétique à analyser émise une seule fois par le générateur 4. Dans cette variante, l'impulsion porte est d'abord étalée spatialement avant d'entrer dans le cube séparateur 52 de manière à ce que l'ensemble des composantes de fréquence du signal 25, 25' soient multipliées à l'intérieur du cristal doubleur de fréquence 56 par les composantes de fréquence de l'impulsion porte. Cette opération d'étalement spatial accroît la section du faisceau de l'impulsion porte mais ne disperse pas les composantes de fréquence de cette impulsion. Ainsi, dans cette variante, aucune sélection spatiale de composantes de fréquence du signal 25, 25' n'est réalisée. De plus, dans cette variante, le détecteur 32 est remplacé par un réseau de détecteurs placés simultanément sur chacune des positions x. Ainsi, le détecteur est apte à enregistrer simultanément l'intensité des composantes de fréquence obtenue en sortie du réseau de diffraction 24,

et cela uniquement pendant l'intervalle de temps dt de l'impulsion porte.

L'opération de calcul pour reconstruire le profil de l'amplitude et de la phase est

identique à celle de l'étape 120.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination du profil de la phase spectrale ou temporelle d'une impulsion d'énergie électromagnétique à analyser, comportant une étape d'établissement du profil de la phase spectrale ou temporelle de l'impulsion d'énergie électromagnétique à analyser à partir de motifs d'interférence spécifiques fonction des variations de phase vis-à-vis de la longueur d'onde des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser, caractérisé: - en ce qu'il comporte une étape (92) de génération desdits motifs d'interférence à partir d'une première et d'une seconde impulsions répliques dispersées spatialement de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser, lesdites première et seconde impulsions répliques dispersées spatialement présentant chacune: le même spectre de fréquences en module; un profil de la phase identique à celui de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; un profil en amplitude identique, à un coefficient multiplicateur près, au profil en amplitude de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; 20. des composantes de fréquence dispersées spatialement se propageant dans l'espace en suivant chacune une trajectoire différente des trajectoires suivies par les autres composantes de fréquence dispersées spatialement de la même impulsion réplique dispersée spatialement; et - en ce que l'étape de génération (92) comporte une opération (100; 164) d'introduction d'un décalage spatial relatif des trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement, de manière à ce qu'au moins la moitié des trajectoires des composantes de fréquence de la première impulsion réplique dispersée spatialement soit confondue avec des trajectoires des composantes de fréquence de la seconde impulsion réplique dispersée spatialement, de manière à superposer sur chacune de ces trajectoires communes une première et une seconde composantes de fréquence différentes respectivement de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement et engendrer sur ces trajectoires

communes lesdits motifs d'interférence spécifiques.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de génération (92) est également apte à produire une première et une seconde impulsions répliques dispersées spatialement présentant chacune la même

dispersion spatiale des trajectoires des composantes de fréquence.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que l'étape de génération (92) est apte à produire une seconde impulsion réplique dispersée spatialement identique à la première

impulsion réplique dispersée spatialement.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé: - en ce que l'étape de génération comporte: a) une opération (94; 162) de dédoublement d'une impulsion reçue de manière à produire en sortie une première et une seconde impulsions répliques identiques à l'impulsion reçue, b) une opération (102; 160) de dispersion spatiale d'une impulsion reçue de manière à décaler spatialement les unes par rapport aux autres, par une translation et/ou une rotation, les trajectoires respectives de chacune des composantes de fréquence de l'impulsion reçue, et - en ce que l'opération réalisée en premier entre l'opération de dédoublement (94; 162) et l'opération de dispersion (102; 160) est directement

appliquée sur l'impulsion d'énergie électromagnétique à analyser.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé: - en ce que l'opération de dispersion (102) consiste à orienter les composantes de fréquence de l'impulsion reçue selon des trajectoires fonction de la fréquence et de l'angle d'incidence de chaque composante de fréquence sur un dispositif de dispersion des composantes de fréquence de l'impulsion reçue, et - en ce que l'opération (100) d'introduction d'un décalage spatial consiste à introduire un décalage angulaire entre les trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques obtenues à l'issue de l'opération a), de manière à ce que les angles d'incidence, sur le dispositif de dispersion de la

première et de la seconde impulsions répliques, soient différents.

6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape de génération (92) comporte une opération (96) d'introduction d'un retard dans le temps entre la première et la seconde impulsions répliques

dispersées spatialement.

7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'opération de dédoublement (162) et l'opération (164) d'introduction d'un décalage spatial

sont réalisées simultanément.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que l'étape d'établissement est apte à déterminer le profil de la phase spectrale ou temporelle à partir du différentiel de la phase vis-à-vis de

la longueur d'onde observée sur chacune des trajectoires communes.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape d'établissement est apte à déterminer le profil de la phase à partir des motifs d'interférence spécifiques dont la distribution spatio-temporelle est décrite par l'équation I(xt) = ll(x,t)+12(x,t)+2.(11(x,t). 12(x,t))05. cos (2n. c AX/). t + (A. d4/dd)(x)) o: - t est le temps, - x est une coordonnée de l'espace repérant chaque trajectoire commune des composantes de fréquence dispersées spatialement et dont chaque valeur est associée à une fréquence de l'impulsion à analyser, - I est le module au carré de l'amplitude du motif d'interférence au point x et à l'instant t, - 11(xt) et 12(xt) sont, respectivement, les modules au carré des amplitudes de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées en fonction de la position x et du temps t, - c est la célérité de la lumière, - a; est la différence de longueur d'onde sur les trajectoires communes entre les composantes de fréquence superposées de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées, - X est la longueur d'onde moyenne de la première ou de la seconde impulsion réplique dispersée, - d/dX est le différentiel de la phase vis-à-vis de la longueur d'onde des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser, - (x) indique que le terme (AX. dO/dX) est une fonction de la position x.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisé en ce que l'étape d'établissement du profil de la phase comporte: - une opération (110) d'extraction d'une brève plage temporelle des motifs d'interférence produits par l'étape de génération (92), cette brève plage temporelle ayant une durée inférieure à X2/c. A, et - une opération (120) de reconstruction du profil de la phase spectrale ou temporelle de l'impulsion à analyser uniquement à partir de la brève plage temporelle des motifs d'interférence extraite lors de l'opération

d'extraction d'une brève plage temporelle.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé: - en ce que l'étape d'établissement du profil de la phase comporte: - une opération (112) d'extraction d'une plage spatialement confinée des motifs d'interférence produits par l'étape de génération, cette plage spatialement confinée correspondant à une partie seulement des trajectoires communes, - une opération (114) de mesure et d'enregistrement de cette seule plage spatialement confinée des motifs d'interférence, et - en ce que les opérations d'extraction de la plage spatialement confinée et d'enregistrement sont réitérées pour chacune des plages spatialement confinées des motifs d'interférence à partir desquelles l'opération (120) de reconstruction du profil temporel de la phase de l'impulsion

à analyser est réalisée.

12. Système de détermination du profil de la phase spectrale ou temporelle d'une impulsion (12) d'énergie électromagnétique à analyser, comportant un dispositif (8) d'établissement du profil de la phase spectrale ou temporelle de l'impulsion d'énergie électromagnétique à analyser à partir de motifs d'interférence spécifiques fonction des variations de phase vis-à-vis de la longueur d'onde des composantes de fréquence de l'impulsion à analyser, caractérisé: - en ce qu'il comporte un montage d'interférométrie (6; 150) apte à générer lesdits motifs d'interférence à partir d'une première et d'une seconde impulsions répliques dispersées spatialement (25, 25') de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser, lesdites première et seconde impulsions répliques dispersées spatialement présentant chacune: le même spectre de fréquences en module; un profil de la phase identique à celui de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; un profil en amplitude identique, à un coefficient multiplicateur près, au profil en amplitude de ladite impulsion d'énergie électromagnétique à analyser; 15. des composantes de fréquence dispersées spatialement se propageant dans l'espace en suivant chacune une trajectoire différente des trajectoires suivies par les autres composantes de fréquence dispersées spatialement de la même impulsion réplique dispersée spatialement; et - en ce que le montage d'interférométrie (6; 150) comporte un dispositif (22; 154) d'introduction d'un décalage spatial relatif des trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement, de manière à ce qu'au moins la moitié des trajectoires des composantes de fréquence de la première impulsion réplique dispersée spatialement (25) soit confondue avec des trajectoires des composantes de fréquence de la seconde impulsion réplique dispersée spatialement (25'), de manière à superposer sur chacune de ces trajectoires communes une première et une seconde composantes de fréquence différentes respectivement de la première et de la seconde impulsions répliques dispersées spatialement et engendrer sur ces

trajectoires communes lesdits motifs d'interférence spécifiques.

13. Système selon la revendication 12, caractérisé: - en ce que le montage d'interférométrie (6; 150) comporte: a) un dispositif (20; 154) de dédoublement d'une impulsion reçue de manière à produire en sortie une première et une seconde impulsions répliques identiques à l'impulsion reçue, b) un dispositif (24; 152) de dispersion spatiale d'une impulsion reçue de manière à décaler spatialement les unes par rapport aux autres, par une translation et/ou une rotation, les trajectoires respectives de

chacune des composantes de fréquence de l'impulsion reçue.

14. Système selon la revendication 13, caractérisé: - en ce que le dispositif de dispersion (24) est apte à orienter les composantes de fréquence de l'impulsion reçue selon des trajectoires fonction de la fréquence et de l'angle d'incidence de chaque composante de fréquence sur ce dispositif (24) de dispersion des composantes de fréquence de l'impulsion reçue, et - en ce que le dispositif (22) d'introduction d'un décalage spatial est apte à introduire un décalage angulaire entre les trajectoires de la première et de la seconde impulsions répliques obtenues à la sortie du dispositif de dédoublement (20) de manière à ce que les angles d'incidence, sur le dispositif (24) de dispersion de la première et de la seconde impulsions

répliques, soient différents.

15. Système selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que le montage d'interférométrie (6) comporte un dispositif (20) d'introduction d'un retard dans le temps entre la première et la seconde impulsions répliques

dispersées spatialement.

16. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif de dédoublement d'une impulsion et le dispositif d'introduction d'un

retard sont formés à partir d'un même interféromètre (20).

17. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif de dédoublement et le dispositif d'introduction d'un décalage spatial

sont formés à partir d'un même cristal biréfringent (154).

18. Système selon l'une quelconque des revendications 12 à 17,

caractérisé en ce que le dispositif (8) d'établissement du profil de la phase spectrale ou temporelle comporte: - une unité (30) d'extraction d'une brève plage temporelle des motifs d'interférence produits par le montage d'interférométrie (6; 150) cette brève plage temporelle ayant une durée inférieure à ?2/c.A, et - une unité (34) de reconstruction du profil de la phase spectrale ou temporelle de l'impulsion à analyser uniquement à partir de la brève plage temporelle des motifs d'interférence extraite par l'unité (30) d'extraction d'une

brève plage temporelle.

19. Système selon la revendication 18, caractérisé en ce que le dispositif (8) d'établissement du profil de la phase comporte: - une unité (30) d'extraction d'une plage spatialement confinée des motifs d'interférence produits par le montage d'interférométrie (6; 150), cette plage spatialement confinée correspondant à une partie seulement des trajectoires communes, - un détecteur (32) apte à mesurer et enregistrer cette seule plage

spatialement confinée des motifs d'interférence.