FR3037650A1 - Systeme de collection intelligent pour spectroscopie optique - Google Patents

Abstract

L'invention propose une installation de spectrométrie comportant au moins un collecteur principal (18, 21, 36) de rayonnement optique ayant un champ de vision principal (CVP) et au moins une fibre optique principale (18); caractérisée en ce qu'elle comporte un système de visée comprenant : - au moins deux collecteurs de rayonnement optique auxiliaires (21, 341-343 , 36) ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct (CVAi), non confondu avec le champ de vision principal répartis autour du champ de vision principal ; - pour chaque collecteur auxiliaire, au moins une fibre optique auxiliaire distincte (341-343) et un photo-détecteur distinct associé (321-323). L'invention propose aussi un procédé de spectrométrie comportant la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques auxiliaires collectés de dans quatre champs de vision auxiliaires distincts, non confondus avec un champ de vision principal de collecte d'un rayonnement optique caractéristique.

Description

La présente invention concerne le domaine des installations de spectrométrie optique. Elle peut s'appliquer notamment aux installations de spectrométrie permettant des mesures spectroscopiques qualitatives et/ou quantitatives d'espèces ou d'éléments d'un plasma induit par un laser. Cependant, elle peut aussi s'appliquer aux installations de spectrométrie Raman, de spectrométrie par fluorescence, de spectrométrie par luminescence, et plus généralement toutes les installations de spectrométrie dans lesquelles le rayonnement à étudier provient d'une source très localisée, de petites dimensions, allant par exemple de quelques centaines de micromètres à quelques mm. Selon une application possible, la spectroscopie du plasma induit par laser, connue sous son acronyme LIBS pour « Laser-Induced Breakdown Spectroscopy », on attaque un échantillon à analyser avec un faisceau laser focalisé sur la surface de celui-ci afin de générer un plasma par ablation de matière de l'échantillon. Une installation mettant en oeuvre une telle technique comporte ainsi un système de focalisation d'un faisceau laser sur un échantillon à analyser. Lorsque l'éclairement de l'impulsion laser est supérieur au seuil de claquage de l'échantillon à analyser, l'ablation se produit avec une vaporisation d'une petite quantité de matière sous la forme d'un plasma. Les espèces excitées dans le plasma, des ions, des atomes ou des molécules, émettent des raies caractéristiques qui sont détectées par un système de collection et d'analyse comportant notamment une fibre optique de collection de la lumière émise par le plasma. La fibre optique est reliée à un spectromètre assurant l'analyse spectrale du spectre collecté afin de détecter les éléments présents dans l'échantillon et si nécessaire leurs concentrations. Les avantages de la technique LIBS incluent sa polyvalence d'analyse des échantillons sous une forme quelconque, solide, liquide ou gazeuse et sans préparation complexe, autorisant la réalisation d'analyse d'échantillons in situ. Cette technique présente par ailleurs une analyse en temps réel et 3037650 permet des mesures d'échantillons situés à distance (de quelques centimètres à une trentaine de mètres typiquement). Cependant, cette technique présente des performances médiocres pour la répétabilité et la reproductibilité des mesures. Il est rappelé que la répétabilité indique de quelle manière une mesure est stable lorsque celle-ci est répétée un grand nombre de fois dans les conditions contrôlées de l'expérience. La reproductibilité quant à elle, indique la capacité d'une technique analytique à fournir la même valeur pour une même mesure effectuée dans des conditions d'expérimentations différentes (qui peuvent être contrôlables ou non) et/ou par des opérateurs différents. L'état actuel du développement de la technique LIBS montre des reproductibilités assez médiocres de l'ordre de quelques 10 %, bien supérieures à celles offertes par des techniques analytiques plus conventionnelles qui sont plutôt de l'ordre du pourcent. Il est clair que le fait de ne pas, ou très peu, préparer l'échantillon rend la technique LIBS très attractive, mais ce point dégrade les performances en termes de répétabilité et de reproductibilité. Les performances médiocres obtenues sont intrinsèquement liées à la nature transitoire et non ponctuelle du plasma induit par laser. La morphologie ou forme temporelle et spatiale du plasma fluctue de manière très importante lorsque les conditions expérimentales changent. Ces fluctuations de forme du plasma influencent directement la stabilité du signal optique collecté, ce qui conduit inévitablement à la détérioration de la répétabilité et de la reproductibilité des mesures effectuées par la technique LIBS. Dans l'état de la technique, la demande de brevet CN 102128815 propose un système de détection de l'émission du plasma par une fibre optique placée selon un axe perpendiculaire à l'axe d'incidence du faisceau laser d'ablation. La position transversale de la fibre peut être ajustée à l'aide d'une platine de déplacement micrométrique à deux ou trois dimensions. L'ajustement se fait manuellement afin que la ligne de visée de la fibre passe par le centre de l'émission globale du plasma. La position optimale du 3037650 réglage est généralement choisie pour celle qui permet un meilleur rapport signal sur fond et/ou un meilleur rapport signal sur bruit. Si une telle technique tente d'optimiser la position du point visé du plasma par le système de détection, cette technique ne tient pas compte du caractère inhomogène du plasma et des dérives expérimentales induites par des variations de température, des instabilités mécaniques ou par la morphologie même de l'échantillon. Cette technique ne permet pas d'améliorer significativement la répétabilité et la reproductibilité des mesures. Dans l'état de la technique, la publication WO-2014/049266 décrit une installation de mesure spectroscopique comportant : un système de focalisation d'un faisceau laser sur un échantillon à analyser, - un système de collection et d'analyse par spectroscopie des rayons lumineux émis par le plasma obtenu sous l'effet de l'ablation de l'échantillon par le faisceau laser, ce système de collection et d'analyse comportant notamment une fibre optique de collection de la lumière émise par le plasma, reliée à un spectromètre, - un système de déplacement de la fibre optique, un système optique d'imagerie du plasma, sous la forme d'image, - et une unité de traitement et de commande reliée au système motorisé de déplacement de la fibre optique et au système optique d'imagerie du plasma, cette unité comportant : - des moyens pour analyser l'image formée par le système optique d'imagerie afin de sélectionner une zone d'intérêt, - des moyens pour commander le système motorisé afin de placer la fibre optique dans une position permettant de recueillir la lumière provenant de la zone d'intérêt sélectionnée du plasma. Une telle installation est très performante car elle permet notamment de commander le placement de la fibre optique toujours dans des positions lui permettant de recueillir la lumière provenant d'une zone d'intérêt sélectionnée. Toutefois, une telle installation opère un prélèvement de lumière dans la voie de mesure pour analyser en temps réel le champ de 3037650 4 vision observé par le système de collection. Cela peut donc réduire l'intensité du signal qui est effectivement transmis au spectromètre. De plus, les moyens d'analyse de l'image peuvent être particulièrement exigeants en termes de capacité de calcul de l'unité de traitement s'il s'agit de réaliser un traitement de l'image en temps réel sur une image bidimensionnelle comportant une quantité de pixels significative, suffisante pour représenter l'image du plasma vu par le système de collection. L'objet de la présente invention vise à proposer une nouvelle installation de mesure spectroscopique comprenant un système de visée simple, peu onéreux et efficace. Dans ce but, l'invention propose une installation de spectrométrie comportant : - un système de génération d'un faisceau d'énergie incidente sur un échantillon à analyser pour créer, par interaction avec l'échantillon, un rayonnement optique caractéristique de l'échantillon ; - au moins un spectromètre; - un système de collection du rayonnement optique caractéristique, comportant au moins une voie de mesure ayant au moins un collecteur principal de rayonnement optique ayant un axe de vision et un champ de vision principal, le collecteur principal ayant au moins une fibre optique principale pour acheminer au spectromètre le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal ; - au moins un système de déplacement relatif d'au moins deux éléments parmi le système de focalisation, le système de collection et l'échantillon ; caractérisée en ce qu'elle comporte un système de visée comprenant : - au moins deux collecteurs de rayonnement optique auxiliaires ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct, non confondu avec le champ de vision principal, les champs de vision auxiliaires étant répartis autour du champ de vision principal ; - pour chaque collecteur auxiliaire, un photo-détecteur distinct associé qui délivre une information relative à l'intensité du rayonnement optique 3037650 recueilli par le collecteur auxiliaire, chaque collecteur auxiliaire ayant au moins une fibre optique auxiliaire distincte pour acheminer, au photo-détecteur associé, le rayonnement optique recueilli par le collecteur auxiliaire. L'invention peut de plus comporter l'une ou l'autre ou une combinaison des caractéristiques additionnelles suivantes : - le système de visée peut comprendre trois collecteurs de rayonnement optique auxiliaires ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct, non confondu avec le champ de vision principal, les champs de vision auxiliaires étant répartis en triangle autour du champ de vision principal ; la présence de trois collecteurs auxiliaires en triangle permet de garantir une visée précise selon deux directions orthogonales ; - le système de visée peut comprendre quatre collecteurs de rayonnement optique auxiliaires ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct, non confondu avec le champ de vision principal, les champs de vision auxiliaires étant répartis en quadrilatère, par exemple losange ou carré ou rectangle, autour du champ de vision principal ; la présence de quatre collecteurs auxiliaires en quadrilatère, par exemple losange ou carré ou rectangle, permet d'obtenir une visée précise selon deux directions orthogonales avec une plus grande vitesse de convergence vers la position optimale ; - les champs de vision auxiliaires peuvent être fixes par rapport au champ de vision principal ; - la fibre optique principale et les fibres optiques comportent des extrémités objet qui peuvent être assemblées de manière fixe entre elles dans une tête de vision ; - les extrémités objet de la fibre optique principale et des fibres optiques auxiliaires peuvent être assemblées parallèlement l'une à l'autre dans la tête de vision ; - la tête de vision peut être mobile par rapport au spectromètre ; 3037650 - les photo-détecteurs distincts associés à chaque collecteur auxiliaire peuvent être formés chacun par un quadrant d'un ensemble de photodiodes à quadrants ; - le système de visée peut comprendre des moyens de comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires ; - les moyens de comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires peuvent comprendre un afficheur capable d'afficher une information représentative de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par chaque collecteur auxiliaire ; - les moyens de comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires peuvent comprendre une unité de calcul - l'installation peut comprendre au moins un système de déplacement relatif d'au moins deux éléments parmi le système de focalisation, le système de collection et l'échantillon ; dans ce cas le système de déplacement relatif peut être de plus motorisé et commandé sur la base de la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires. - le système de collection du rayonnement optique caractéristique peut comporter au moins une voie de mesure ayant plusieurs fibres optiques principales ; - le système de collection du rayonnement optique caractéristique peut comporter au moins deux voies de mesure, respectivement primaire et secondaire, comprenant chacune au moins un collecteur principal de rayonnement optique, respectivement primaire et secondaire, chaque collecteur principal ayant chacun au moins une fibre optique principale, respectivement primaire et secondaire, pour acheminer, à un spectromètre, le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal ; - l'installation peut comporter au moins deux spectromètres, respectivement primaire et secondaire, la fibre optique principale primaire de la voie de mesure primaire acheminant au spectromètre primaire le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal primaire, la fibre 3037650 optique principale secondaire de la voie de mesure secondaire acheminant au spectromètre secondaire le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal secondaire ; - les fibres optiques principales primaires et secondaires peuvent comporter des extrémités objet assemblées de manière fixe entre elles dans une tête de vision à l'intérieur d'un polygone délimité par des extrémités objet des fibres optiques auxiliaires. L'invention propose aussi un procédé de spectrométrie comportant : - la focalisation d'une source d'énergie incidente sur un échantillon à analyser pour créer, par interaction avec l'échantillon, un rayonnement optique caractéristique de l'échantillon ; - la collecte du rayonnement optique caractéristique par observation selon un champ de vision principal, - l'analyse spectrométrique du rayonnement optique caractéristique collecté dans le champ de vision principal ; caractérisé en ce que le procédé comporte: - la collecte de rayonnements optiques auxiliaires dans au moins deux, de préférence trois, plus préférentiellement quatre champs de vision auxiliaires distincts, non confondus avec le champ de vision principal, et répartis, par exemple en triangle, losange, carré ou rectangle, autour du champ de vision principal ; - la mesure d'une grandeur représentative de l'intensité de chaque rayonnement optique auxiliaire ; - la comparaison de la grandeur représentative de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires. Le procédé peut de plus comporter la commande d'un déplacement relatif d'au moins deux éléments parmi le système de focalisation, le système de collection et l'échantillon, en fonction du résultat de la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires. La comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires peut comprendre l'affichage d'une information 3037650 représentative de l'intensité des rayonnements optiques auxiliaires, et/ou un calcul portant sur l'intensité des rayonnements optiques auxiliaires. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est une vue schématique illustrant les principaux éléments d'un exemple de réalisation d'une installation selon l'invention. Les Figures lA à 1D sont des vues schématiques en section selon les plans indiqués IA à ID à la Figure 1. La Figure 2 est une vue schématique illustrant le champ de vision principal du collecteur principal, et les champs de vision auxiliaires des collecteurs auxiliaires, dans le plan objet du système de collimation. La Figure 3A illustre, dans un exemple de réalisation, l'incidence d'un positionnement optimal des champs de vision auxiliaires dans un système de visée selon l'invention, en regroupant les quatre vues des Figures 1A à 1D. Les Figures 3B à 3D illustrent, dans le même exemple de réalisation, une incidence d'un écart de positionnement des champs de vision auxiliaires par rapport à la position optimale de la Figure 3A, en regroupant chacune les quatre vues des Figures 1A à 1D. Les Figures 4A et 4B illustrent différentes configurations de fibres optiques auxiliaires pour une installation selon l'invention, selon des vues similaires à celles de la Figure 1B. Les Figures 5 et 6 illustrent différentes configurations de fibres optiques auxiliaires pour une installation selon l'invention. On a illustré à la Figure 1, une installation 1 de spectrométrie qui, dans cet exemple de réalisation, est une installation de type « LIBS ». Cette installation 1 comporte un système 2 de focalisation d'un faisceau laser 3 sur un échantillon à analyser 4. Ce système de focalisation 2 peut comporter de manière classique un laser 5, notamment à impulsion, par exemple du type Nd:YAG. La longueur d'onde des impulsions lumineuses délivrées peut être située au choix dans le domaine infrarouge IR (par exemple à 1064 nm), dans le domaine visible (par exemple à 532 nm) ou dans le domaine ultra- 3037650 violet UV (par exemple à 355 nm ou 266 nm). Par exemple, le laser à impulsion 5 présente un taux de répétition typique de 10 HZ, et une énergie par impulsion de l'ordre de 30 m3. Le système de focalisation 2 peut comporter notamment un atténuateur et un obturateur, placés sur le chemin optique de l'impulsion laser délivrée par le laser 5. L'ouverture et la fermeture de l'obturateur sont par exemple synchronisées avec les tirs du laser 5 et l'acquisition des mesures. Le système de focalisation 2 peut encore comporter une lentille de focalisation pour délivrer un faisceau laser 3 focalisé sur l'échantillon 4, qui forme ainsi un faisceau d'énergie incidente sur l'échantillon. L'invention peut toutefois être mise en oeuvre avec d'autres types de faisceau d'énergie, focalisé ou non, y compris des faisceaux de particules tels que des faisceaux d'électrons et de protons, dans la mesure où un tel faisceau est capable de créer, par interaction avec l'échantillon, un rayonnement optique caractéristique de l'échantillon, dans le domaine infrarouge IR, dans le domaine visible et/ou dans le domaine ultra-violet UV, c'est-à-dire compris dans une bande de longueurs d'onde allant de 100 nanomètres à 5 millimètres, plus particulièrement entre 180 nanomètres et 50 microns. De manière classique, l'échantillon 4 peut être positionné sur un porte- échantillon 13, qui peut être manuel mais qui est de préférence motorisé, permettant un déplacement de l'échantillon 4, de préférence dans les trois coordonnées spatiales. Ce système forme un premier système de déplacement relatif assurant le déplacement relatif d'au moins deux éléments parmi le système de focalisation, le système de collection et l'échantillon. Le système peut comporter une plateforme dont les déplacements sont guidés sur un bâti, par exemple par des glissières. Des actionneurs, motorisés ou manuels, permettent de commander le déplacement relatif. Ainsi, l'échantillon 4 peut être déplacé avec une précision micrométrique. Une synchronisation avec les tirs du laser 5, dont le faisceau est focalisé sur l'échantillon, conduit, à chaque impulsion laser, à l'ablation de l'échantillon 4 3037650 10 et à une vaporisation d'une petite quantité de matière sous la forme d'un plasma P. Les rayons lumineux émis par le plasma P sous l'effet de l'ablation de l'échantillon 4 par le faisceau laser 3, qui forment ici un rayonnement optique caractéristique de l'échantillon, sont récupérés par un système de collection comportant au moins une voie de mesure. La voie de mesure comporte au moins un collecteur principal de rayonnement optique ayant un axe de vision et un champ de vision principal, le collecteur principal ayant au moins une fibre optique principale 18 pour acheminer à un spectromètre 19 le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal. Cette fibre optique 18 peut être de différents types, et peut notamment varier en fonction de l'application choisie et/ou des échantillons à analyser. De manière classique, le spectromètre 19 permet l'analyse du spectre collecté et la détermination des concentrations élémentaires de l'échantillon 4. Le système de collection peut comporter un système de collimation principal 21, comportant par exemple une lentille ou un groupe de lentilles, assurant un couplage optique de la lumière produite par le plasma P avec l'entrée 18a de la fibre optique principale 18 qui est formée par l'extrémité libre de la fibre optique principale qui est tournée vers l'échantillon. L'entrée 18a de la fibre optique 18 est ainsi placée de préférence dans le plan image du système de collimation principal 21 dont la fonction est de former une image I du plasma P à travers un ensemble optique si possible corrigé des aberrations sphériques et chromatiques. De préférence, mais non obligatoirement, l'image I formée sur l'entrée 18a de la fibre optique principale 18 est une image nette d'au moins une partie du plasma P. L'ouverture numérique et le diamètre du coeur de la fibre optique principale 18, et sa position par rapport à l'image I du plasma, sont des paramètres qui déterminent la partie du plasma dont l'émission de lumière est captée par le spectromètre 19. La partie du plasma échantillonnée peut être optimisée en fonction de l'ouverture numérique et de la taille de la fente d'entrée du 3037650 spectromètre 19, notamment par le choix de l'agrandissement du système de collimation 21 et des propriétés de la fibre optique principale 18. Le système de collimation principal 21 possède un axe optique principal AO, pour la fibre optique principale 18. L'axe optique principal AO est celui du collecteur principal qui est ici formé par l'association de la fibre optique principale 18 avec le système de collimation 21. Dans l'exemple illustré, le champ de vision du collecteur principal est le champ de vision de l'entrée 18a de la fibre optique 18 au travers du système de collimation 21. De préférence, l'entrée 18a de la fibre optique 18 est coaxiale avec le système de collimation 21 et est donc centrée sur l'axe de vision principale A0. Sur la Figure 2, on a illustré de manière schématique le champ de vision principal CVP du collecteur principal de rayonnement optique, d'axe A0. Plus précisément, la Figure 2 illustre la trace du champ de vision principal dans le plan objet du système de collimation 21, lequel est généralement, pour les besoins de l'expérience, amené en coïncidence avec le plasma P ou la zone de l'échantillon à analyser. L'axe optique principal AO peut être choisi pour être perpendiculaire à l'axe d'incidence du faisceau laser 3, lequel est, dans cet exemple de réalisation, perpendiculaire à la surface de l'échantillon 4. Cependant, comme dans l'exemple illustré, l'axe optique principal AO peut former un angle inférieur à 90° par rapport à l'axe d'incidence du faisceau d'énergie incidente 3. Dans l'exemple illustré, le système de collimation 21 et l'entrée 18a de la fibre optique principale 18 sont montés dans un boîtier de vision 30 de la même manière que sont associés un capteur photoélectrique et l'objectif d'un appareil photographique. De préférence, il est prévu un système d'ajustement de la position relative entre le système de collimation 21 et l'entrée 18a de la fibre optique principale 18 selon la direction de l'axe optique principal A0, pour assurer la mise au point de l'image I du plasma dans le plan de l'entrée 18a de la fibre optique principale 18.

3037650 12 Sur la Figure 1, on a illustré que le système de collimation 21 forme une image I du plasma dans un plan image, et de préférence, l'entrée 18a de la fibre optique principale 18 est positionnée dans ce plan image. L'installation de mesure 1 peut avantageusement comporter un système motorisé 23 de déplacement d'au moins une partie du système de collection par rapport au porte échantillon 13 et/ou par rapport au système de focalisation 2. Le système motorisé pourrait être un système de déplacement de l'entrée 18a de la fibre optique principale 18 dans au moins le plan image du système de collimation principal 21, par exemple selon deux directions transversales X et Y perpendiculaires à l'axe optique principal A0. Dans l'exemple illustré, le système motorisé 23 permet de commander le déplacement du boitier de vision 30, de préférence selon au moins deux angles autour de deux axes de rotation perpendiculaires et concourants sur l'axe optique principal A0. Le boîtier 30 peut ainsi être monté sur un bâti (non représenté) par deux articulations autour de ces deux axes, et des actionneurs peuvent être prévus pour commander le mouvement du boîtier autour de ces deux axes d'articulation. Le boîtier 30 pourrait aussi être monté sur le bâti par deux glissières orientées selon les deux directions transversales X et Y, avec des actionneurs adéquats pour commander le mouvement du boîtier le long de ces deux directions. De préférence, le système motorisé 23 permet de déplacer au moins l'extrémité de la fibre optique 18 également selon un troisième axe, c'est-à-dire selon l'axe optique principal AO du système de collimation principal 21. Le système motorisé 23 est réalisé par tous moyens connus de l'homme du métier. Par exemple, on peut prévoir un actionneur pour chaque direction de déplacement du boîtier de vision. La précision du positionnement et des déplacements sont de préférence plus grandes que le diamètre du coeur de la fibre optique 18 d'au moins un facteur dix. Par exemple l'erreur de positionnement de la fibre est de préférence inférieure à quelques micromètres pour une fibre dont le diamètre de coeur est de quelques dizaines de micromètres.

3037650 13 Dans l'exemple illustré, le système motorisé 23 est relié à une unité de traitement et de commande 24 adaptée pour piloter les déplacements du système motorisé 23. Cette unité de traitement et de commande 24 est reliée à un système optique de visée 25. Selon l'invention, un système de visée comprend au moins deux collecteurs de rayonnement optique auxiliaires ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct (CVAi : CVAO, CVA2, CVA3, CVA4). Dans l'exemple illustré, le système de visée 25 comprend quatre collecteurs auxiliaires. Chacun des collecteurs de rayonnement optique auxiliaire dispose d'un champ de vision auxiliaire CVAi. Les champs de vision auxiliaires CVAi sont distincts entre eux et distincts du champ de vision principal, au sens qu'ils ne sont pas entièrement confondus. Cependant, les champs de vision auxiliaires peuvent être en partie confondus, au sens qu'ils peuvent présenter des zones de recoupement entre au moins deux champs de visions auxiliaires et/ou entre au moins un champ de vision auxiliaire et le champ de vision principal. Les champs de vision auxiliaires CVAi présentent chacun un axe central (Ai : Al, A2, A3, A4). Les champs de vision auxiliaires CVAi sont répartis autour du champ de vision principal CVP. Ainsi, pour au moins trois champs auxiliaires distincts, les axes centraux Ai respectifs des champs de vision auxiliaires CVAi sont agencés de tels sorte que, dans un plan perpendiculaire à l'axe de vision optique principal AO, par exemple le plan objet au travers du système de collimation, ils interceptent le plan perpendiculaire en autant de points qui forment les sommets d'un polygone, par exemple un triangle, un losange un carré ou un rectangle, etc... , et le point d'intersection de l'axe de vision optique principal AO avec ce plan perpendiculaire est contenu à l'intérieur du périmètre de ce polygone, de préférence au centre de celui-ci. Les champs de vision auxiliaires CVAi sont de préférence fixes par rapport au champ de vision principal. Cependant, on pourrait prévoir un mécanisme d'ajustement de la position des fibres auxiliaires dans la tête de vision ou un dispositif optique pour faire varier la position d'un ou plusieurs des champs de vision auxiliaires.

3037650 14 Pour chaque collecteur auxiliaire, un photo-détecteur 321, 322, 323, 324 distinct est associé qui délivre une information relative à l'intensité du rayonnement optique recueilli par le collecteur auxiliaire. Dans l'exemple de réalisation de l'invention, chaque collecteur auxiliaire comporte au moins une fibre optique auxiliaire 341, 342, 343, 344 distincte pour acheminer, au photo-détecteur associé 321, 322, 323, 324, le rayonnement optique recueilli par le collecteur auxiliaire considéré. Chaque fibre optique auxiliaire 341, 342, 343, 344 comporte une extrémité objet 341a, 342a, 343a, 344a du côté de l'échantillon (voir Figure 1A) et une extrémité image 341b, 342b, 343b, 344b du côté du photo-détecteur (voir Figure 1B). Dans l'exemple illustré, les photo-détecteurs distincts sont formés par les quatre quadrants d'un ensemble de « photo-diodes à quadrants » 32. Cependant, d'autres modes de réalisation sont possibles. Ainsi, chacun des photo-détecteurs pourrait être réalisé sous la forme d'une photo-diode ou d'une cellule photo-électrique distincte, ou sous la forme d'un capteur photoélectrique linéaire ou matriciel distinct. Selon d'autres variantes, les photo-détecteurs distincts peuvent être formés par des zones distinctes d'un même capteur photoélectrique linéaire ou matriciel. De préférence, dans ce dernier cas, les zones distinctes du capteur linéaire ou matriciel, qui sont associées à chacun des collecteurs auxiliaires, sont disjointes, c'est-à-dire sans zone de recouvrement. La Figure 1D illustre schématiquement la projection d'une lumière recueillie par les fibres auxiliaires 341, 342, 343, 344 sur les quatre quadrants 321, 322, 323, 324. Chaque collecteur de rayonnement optique auxiliaire est constitué par l'ensemble des éléments optiques qui permettent d'acheminer et former, sur le photo-détecteur associé, une image d'une zone auxiliaire immédiatement adjacente à la zone principale qui est imagée par le collecteur principal de rayonnement optique, éventuellement avec un recouvrement partiel. En d'autres termes, chaque collecteur de rayonnement optique auxiliaire recueille et conduit au photo-détecteur associé un rayonnement optique provenant de cette zone auxiliaire, immédiatement adjacente à la zone 303 76 50 15 principale dont le rayonnement optique est recueilli par le collecteur principal de rayonnement optique, éventuellement avec un recouvrement partiel. Dans l'exemple illustré, chaque collecteur auxiliaire est donc constitué du système de collimation 21, d'une fibre optique auxiliaire 341, 342, 343, 344, et éventuellement d'un système de collimation secondaire 36 interposé entre l'extrémité image de la fibre optique auxiliaire et le photo-détecteur associé. Le système de collimation secondaire 36 comporte par exemple une lentille ou un groupe de lentilles, et il assure un couplage optique de la lumière provenant de l'extrémité image des fibres optiques auxiliaires avec le photo-détecteur associé. De préférence, mais non obligatoirement, une image nette d'au moins une partie du plasma P est ainsi formée sur le photo-détecteur associé. Dans l'exemple illustré, les extrémités objet 341a, 342a, 343a, 344a des fibres optiques auxiliaires sont réunies avec l'entrée de la fibre optique principale au sein d'une tête de vision 38 (cf Figure 1A). Cette tête de vision 38 est fixée à une extrémité arrière du boîtier de vision 30 de manière à observer l'échantillon au travers du système de collimation 21. Dans la tête de vision 38, les fibres optiques auxiliaires sont agencées de telle manière que leurs extrémités objet présentent une position fixe entre elles, et elles sont agencées de telle sorte que, dans un plan perpendiculaire à l'axe optique principal AO, leurs axes centraux respectifs délimitent un polygone. L'axe optique principal AO est contenu à l'intérieur de ce polygone. De préférence, l'axe optique principal AO de l'entrée 18a de la fibre optique principale 18 est agencé à l'iso-barycentre des axes centraux respectifs des extrémités objet des fibres optiques auxiliaires. Dans l'exemple illustré, avec quatre fibres optiques auxiliaires, les axes centraux respectifs des extrémités objet les fibres optiques auxiliaires forment, dans un plan perpendiculaire à l'axe optique principal A0, un carré ou un rectangle. Dans un mode de réalisation, dans lequel la fibre optique principale présente un diamètre compris entre 50 et 200 microns, par exemple 100 microns, et les fibres optiques auxiliaires présentent chacune un diamètre compris entre 50 et 400 microns, par exemple 200 microns, ce carré ou rectangle présente des 3037650 16 côtés dont la longueur est par exemple comprise entre 50 microns et 1 mm, par exemple entre 100 et 500 microns. Le champ de vision du collecteur optique principal et des collecteurs optiques auxiliaires correspond à la portion de l'espace, côté objet, dont l'image est transmise au photo-détecteur associé par le collecteur considéré. Le champ de vision de chacun des collecteurs optiques dépend notamment du champ de vision de l'extrémité objet de la fibre optique associée. Dans l'exemple considéré, il dépend plus exactement de ce champ de vision de l'extrémité objet de la fibre optique associée tel que transformé au travers du système de collimation principal 21. De préférence, le centre du champ de vision de la fibre optique principale dans le plan objet est situé à Viso-barycentre des centres des champs de vision auxiliaires de chacun des collecteurs optiques auxiliaires dans le même plan objet. De préférence, le centre du champ de vision de la fibre optique principale dans le plan objet est centré par rapport à la source de lumière analysée, par exemple par rapport au plasma analysé. Dans cet exemple, le même système de collimation principal 21 est utilisé aussi bien pour le collecteur optique principal que pour les collecteurs optiques auxiliaires. Cependant, on pourrait prévoir que chaque collecteur optique auxiliaire possède son propre système de collimation, côté objet, ou que les collecteurs optiques auxiliaires partagent un système de collimation auxiliaire distinct du système de collimation principal. Sur la Figure 2, on a illustré le cas où, dans le plan objet observé par le système d'acquisition, chacun des champs de vision auxiliaires présente un axe parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe de vision du collecteur principal. Par exemple, les champs de vision auxiliaires présentent chacun un axe Al, A2, A3, A4 qui forme, avec l'axe de vision optique principal AO du collecteur principal, un angle inférieur à quelques dizaines de milli-radian. Pour l'exemple, pour une distance typique entre la fibre et l'échantillon de 5 cm, et pour un décalage de l'axe Al de 500pm par rapport à l'axe AO dans le plan de la fibre 18, on peut prévoir un angle de 10 mrad. Cependant cela fonctionne même si l'angle des axes A1, A2, A3, A4 avec l'axe de vision 3037650 17 optique principal AO est plus important. Toutefois, il est préféré que cet angle soit le même pour chaque axe de vision auxiliaire. Dans l'exemple illustré, les extrémité objet 341a, 342a, 343a, 344a de chacune des fibres optiques auxiliaires 341, 342, 343, 344 sont agencées dans la tête avec leur axe parallèle à l'axe de l'extrémité objet 18a de la fibre optique principale 18, ce qui assure qu'elles définissent chacune un champ de vision auxiliaire distinct CVAi, non confondu avec le champ de vision principal. Dans l'exemple illustré, les fibres 18, 341, 342, 343, 344 sont fixes dans la tête de vision 38, au moins en utilisation de l'installation, et les fibres auxiliaires 341, 342, 343, 344 sont réparties autour de la fibre principale 18, de telle sorte que les champs de vision auxiliaires sont fixes par rapport au champ de vision principal et répartis autour du champ de vision principal. À la sortie de la tête de vision 38, les fibres optiques auxiliaires et la fibre optique principale 18 peuvent être assemblées sous la forme d'un faisceau de fibres solidaires 40. Dans l'exemple illustré, ce faisceau de fibres solidaires se divise en deux branches du côté image. Une branche de mesure 42 comporte la fibre optique principale 18 (cf Figure 1C) et est dirigée vers le spectromètre 19. Une branche de visée 44, au sein de laquelle les fibres optiques auxiliaires peuvent rester sous la forme d'un faisceau solidaire, est dirigée vers les photo-détecteurs du système de visée. Dans l'exemple illustré, les extrémités image 341b, 342b, 343b, 344b des fibres optiques auxiliaires sont assemblées dans un connecteur de visée 46 à l'intérieur duquel les extrémités image ont une position fixe _(cf Figure 1B). Le connecteur de visée 46 est par exemple monté sur un boîtier 48 dans lequel sont agencés le système de collimation secondaire 36 et les photo-détecteurs 321, 322, 323, 324 du système de visée. Dans l'exemple illustré à la Figure 1, les extrémités image des fibres optiques auxiliaires présentent, dans le connecteur de visée 46, la même disposition spatiale 341b, 342b, 343b, 344b que les extrémités objet 341a, 342a, 343a, 344a dans la tête de vision 38. Cependant, ceci n'est 3037650 18 pas une obligation et la disposition des fibres optiques auxiliaires dans le connecteur de visée est de préférence adaptée à la configuration des photo-détecteurs de visée. Dans l'exemple illustré, chacun des collecteurs optiques auxiliaires génère, sur le photo-détecteur associé, une image de son champ de vision dans le plan objet. De préférence, par exemple du fait de la disposition et des caractéristiques optiques des extrémités image des fibres optiques auxiliaires et du système de collimation secondaire 36, ces images sont disjointes et exclusivement dirigées sur le photo-détecteur associé, comme illustré schématiquement sur la Figure 1D. Sur les Figures 3A à 3D, on a illustré de manière schématique l'influence du positionnement relatif du boîtier de vision 30 par rapport à la source lumineuse observée, en l'occurrence le plasma P, sur le système de visée 25. Ainsi, on a illustré sur ces figures le positionnement relatif de l'image I du plasma, formé par le système de collimation principal 21 sur la tête de vision 38. On a illustré aussi de manière schématique l'éclairement ainsi transféré à chacun des photos détecteurs associés à chacun des collecteurs optiques auxiliaires. Chaque Figure 3A à 3D reprend, rassemblées dans une figure, les quatre vues définies par les Figures 1A à 1D. Sur la Figure 3A, on s'aperçoit que l'image I du plasma est centrée sur l'entrée 18a de la fibre optique principale 18. Cette configuration correspond à celle qui est illustrée sur la Figure 2 où l'on voit que le plasma P est centré sur l'axe AO du champ de vision principal de cette fibre optique principale 18. On voit donc que chacune des fibres principales et des fibres auxiliaires recueillent une partie du rayonnement optique caractéristique qui est émis par le plasma. Dans cette configuration, les fibres auxiliaires reçoivent toutes sensiblement le même éclairement. Les collecteurs optiques auxiliaires transfèrent ainsi à leur photo-détecteur associé une intensité lumineuse sensiblement équivalente. Dans la mesure où l'on considère que la fibre optique principale est au centre des fibres optiques auxiliaires, et que le champ de vision principal est au centre des champs de vision auxiliaires, on 3037650 19 peut alors en déduire que le champ de vision principal observe le centre du plasma. Dans ces conditions, c'est le rayonnement optique émis au centre du plasma qui est transmis par le collecteur de rayonnement optique principal vers le spectromètre 19. Dans la situation de la Figure 3B, on voit que l'image I du plasma P sur la tête de vision 38 est légèrement décalée selon une première direction transversale X de manière que deux des extrémités objet des fibres optiques auxiliaires sont peu ou pas éclairées. Cette première direction transversale X est parallèle à un côté du carré ou rectangle formé par les extrémités objet des fibres optiques secondaires. Dans le plan objet, cette direction X est notamment celle reliant les axes Al et A2. Automatiquement, deux des photo-détecteurs, en l'occurrence les photo-détecteurs 322, 323 associés à ces fibres peu éclairées, reçoivent une intensité faible ou nulle. À la Figure 3C on a illustré le cas où l'image I du plasma P est décalée selon une seconde direction transversale Y de manière que deux autres extrémités objet sont peu ou pas éclairées. Cette seconde direction transversale Y est perpendiculaire à la première direction transversale X est parallèle à un autre côté du carré ou rectangle formé par les extrémités objet des fibres optiques secondaires. Dans le plan objet, cette direction X est notamment celle reliant les axes Al et A4. Automatiquement, deux photo-détecteurs, en l'occurrence les photo-détecteurs 323, 324 associés à ces fibres peu éclairées reçoivent une intensité faible ou nulle. À la Figure 3D on a illustré le cas où l'image I du plasma est décalée selon une direction diagonale de manière que seule une extrémité d'une fibre optique auxiliaire est éclairée. Dans cette configuration, un seul photo-détecteur reçoit une intensité significative. Grâce à ce système de visée 25, on comprend qu'il est très facile de détecter si le champ de vision principal est bien centré sur le plasma P. Cette situation est acquise lorsque l'intensité relevée par chacun des photo-détecteurs associés à un collecteur de rayonnement optique auxiliaire est identique.

3037650 20 Dans un premier mode d'utilisation de ce système de visée, on peut afficher sur un afficheur une représentation graphique de l'intensité reçue par chacun des photo-détecteurs. Un tel afficheur est un exemple de réalisation d'un moyen de comparaison de l'intensité des rayonnements optique recueillis par les collecteurs auxiliaires. Cette représentation graphique peut être un niveau d'intensité d'éclairement de l'afficheur ou peut être présentée sous forme de valeurs numériques ou de courbes. Un utilisateur du dispositif peut alors aisément en déduire si oui ou non le champ de vision principal est bien centré sur le plasma à observer. Il peut alors éventuellement agir sur un système de déplacement, par exemple sur un système de déplacement du boîtier de vision 30 et /ou du porte-échantillon 13L pour amener l'installation dans une nouvelle configuration dans laquelle le champ de vision principal est mieux centré sur le plasma à observer. Toutefois, dans une implémentation avantageuse de l'invention, un système de déplacement relatif motorisé est commandé automatiquement en fonction des informations reçues du système de visée. Ainsi, dans l'exemple illustré, l'unité de traitement et de calcul 24 peut, en fonction des informations recueillies par le système de visée 25, piloter le système motorisé 23. Notamment, cette unité de traitement et de calcul 24 peut, par simple comparaison des intensités des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires, déduire une direction de déplacement à imposer au système motorisé 23. Cette unité de traitement et de calcul 24 est un exemple de réalisation d'un moyen de comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires. Par exemple, en notant 1321, 1322, 1323 et 1324 une grandeur représentative de l'intensité du signal délivré respectivement par les photo-détecteurs 321, 322, 323, 324, on peut asservir un système motorisé sur la base d'un premier signal : 3037650 21 (1321 + /324) - (422 + 1323) dX = (1321 + /324) + (422 + /323) et d'un second signal (421 + 1322) - (1323 + /324) dY = (/321 + /324) + (422 + /323) Dans cet exemple, la soustraction au numérateur constitue une comparaison des intensités, et le fait de diviser par la somme des signaux permet d'obtenir dX et dY entre -1 et +1 et rend l'unité de traitement 24 indépendante de la luminosité de la source de lumière analysée. Le signal dX, ou un signal analogue, peut être utilisé pour commander un déplacement du système motorisé 23 dans le sens de ramener l'image I du plasma P au centre de la tête de vision 38 selon la direction X. Le signal dY, ou un signal analogue, peut être utilisé pour commander le déplacement du système motorisé 23 dans le sens visant à ramener l'image I du plasma P au centre de la tête de vision 38 selon la direction Y. L'asservissement peut se faire par exemple en utilisant une boucle d'asservissement de type proportionnel, intégral et dérivé (PID), ou par une boucle d'asservissement de type proportionnel et intégral (PI), par exemple implémentée par l'unité de traitement et de calcul 24. Cette unité de calcul peut être informatique ou analogique. L'asservissement pourra par exemple viser à amener le système dans une position où les valeurs des signaux dX et dY sont minimales, par exemple en visant la valeur nulle. On notera que le système de visée 25 pourrait être utilisé pour piloter le déplacement du porte-échantillon 13, à la place de, ou en complément de piloter le système motorisé 23 de déplacement du boîtier de vision 30. Dans l'exemple illustré, le système de visée comprend quatre collecteurs de rayonnement optique auxiliaire. Cependant, on comprend que l'invention pourrait être mise en oeuvre avec un nombre différent de collecteurs de rayonnement optique auxiliaire. On a illustré sur la Figure 4A un exemple de réalisation à trois collecteurs auxiliaires ayant trois champs de vision auxiliaires répartis en triangle, de préférence selon un triangle isocèle ou équilatéral, autour du champ de vision principal. Ainsi, dans un tel 22 3037650 agencement, les axes des champs de vision auxiliaires sont agencés de telle sorte que, dans un plan perpendiculaire à l'axe de vision optique principal, ils interceptent le plan perpendiculaire en trois points qui forment les sommets d'un triangle, et le point d'intersection de l'axe de vision optique principal avec ce plan perpendiculaire est contenu à l'intérieur du périmètre de ce triangle. En l'occurrence, on a illustré que, dans la tête de vision 38, les extrémités objet 341a, 342a, 343a de trois fibres optiques auxiliaires sont agencées autour de l'entrée 18a d'une fibre optique principale selon un triangle équilatéral. En variante, une installation avec uniquement deux collecteurs optiques auxiliaires, ayant des champs de vision auxiliaires répartis de part et d'autre du champ de vision principal pourrait aussi convenir. On a illustré sur la Figure 4B un exemple de réalisation à deux collecteurs auxiliaires ayant deux champs de vision auxiliaires répartis de part et d'autre du champ de vision principal, c'est-à-dire dans lequel les axes des champs de vision auxiliaires sont agencés de part et d'autre d'un plan contenant l'axe de vision optique principal, de préférence diamétralement opposés par rapport à cet axe de vision optique principal. En l'occurrence, on a illustré que, dans la tête de vision 38, les extrémités objet 341a, 342a, de deux fibres optiques auxiliaires sont agencées de chaque côté, diamétralement opposées, de l'entrée 18a d'une fibre optique principale. Dans les exemples illustrés, les champs de vision ont été représentés comme des champs circulaires de révolution autour d'un axe de vision. Cependant, autant le champ de vision principal que les champs de vision auxiliaires pourraient avoir une autre géométrie. Notamment, dans le cas d'un système de visée n'ayant que deux ou trois champs de vision auxiliaires, la géométrie de ceux-ci peut être adaptée pour couvrir au maximum l'étendue autour du champ de vision principal. On comprend que grâce à l'utilisation de fibres optiques, lesquelles sont flexibles et peuvent être déformées, tant pour la voie de mesure principale que pour le système de visée 25, on aboutit à une très grande facilité de mise en oeuvre dans la mesure où la tête de vision 38 est facilement mobile par rapport au spectromètre et, en l'occurrence, par rapport aussi aux photo- 3037650 23 détecteurs du système de visée. Cette mobilité de la tête de vision rend l'utilisation de l'installation beaucoup plus aisée. Dans l'exemple illustré sur les figures précédentes, l'installation comporte une unique voie de mesure utilisant une unique fibre optique principale. Dans l'exemple de la Figure 5, on a illustré le cas où la voie de mesure principale comporte un collecteur principal mettant en oeuvre plusieurs fibres optiques principales 181, 182, 183,..., 187. Par exemple, la voie de mesure principale comporte ainsi, au niveau de la tête de vision 38, l'extrémité objet 181a d'une fibre optique principale primaire, ici agencée en position centrale et entourée de l'extrémité objet 182a, 183a, 184a,..., 187a, de plusieurs fibres optiques principales secondaires, réparties uniformément autour de l'extrémité objet 181a de la fibre optique principale centrale. On notera que, au niveau de la tête 38, toutes les extrémités objet des fibres principales, primaires et secondaires, sont agencées au centre d'un polygone défini par les extrémités objet des fibres optiques auxiliaires 341a, 342a, 343a, 344a. En revanche, dans la branche de mesure 42, les différentes fibres optiques principales 181, 182,... , 187 peuvent présenter une configuration différente. Dans cet exemple, dans la branche de mesure 42, les fibres optiques principales sont par exemple agencées côte à côte dans un faisceau plat. Dans les exemples illustrés précédemment, l'installation comporte une unique voie de mesure, et donc un spectromètre unique. Sur la Figure 6, on a illustré un faisceau de fibres optiques susceptibles d'être utilisé dans une installation comportant plusieurs voies de mesure. Le faisceau de fibres optiques présente, au niveau de la tête de vision 38, la même configuration que celui de la Figure 5. Toutefois on voit que, dans ce cas, la fibre optique principale primaire 181, ici agencée en position centrale, est par exemple amenée à être séparée des fibres optiques principales secondaires 182,..., 187, par exemple sous la forme de deux faisceaux de mesure primaire 421 et secondaire 422. La fibre optique principale primaire 181 est par exemple reliée à un premier instrument de mesure, par exemple un premier 3037650 24 spectromètre, pour former une voie de mesure primaire, tandis que les fibres optiques principales secondaires peuvent être reliées à un second instrument de mesure, par exemple un second spectromètre, pour former une voie de mesure secondaire. Toutefois, on note que, au niveau de la tête 38, toutes les extrémités objet des fibres principales (181a, 182a...., 187a), pour les deux voies de mesure, sont agencées au centre d'un polygone défini par les extrémités objet (341a, 341b, 341c, 341d) des fibres optiques auxiliaires. Dans le cas particulier de l'application à la Spectroscopie de Plasma Induit par Laser (LIBS), l'invention peut également être utilisée pour réaliser une fonction « autofocus », c'est-à-dire asservir la position de l'échantillon par rapport au point de focalisation du laser d'ablation selon la direction du faisceau. Il s'agit d'utiliser le signal qui correspond à une direction qui est coplanaire avec la direction de l'axe du faisceau laser incident, par exemple le signal dY, pour repositionner verticalement la surface de l'échantillon selon la direction du faisceau. Par exemple, on pourra chercher à minimiser la valeur de ce signal. En LIBSL l'ablation laser conduit à la formation d'un plasma, source de lumière à analyser, qui se « détache » de l'échantillon, la position de ce plasma dans un plan vertical est alors directement corrélée à la position de la surface de l'échantillon dans ce même plan. Cette fonction autofocus de l'invention peut être particulièrement intéressante lorsqu'on souhaite réaliser des cartographies élémentaires LIBS sur un échantillon qui n'est pas plan. Le système de visée 25 selon l'invention est particulièrement compact et simple. Les informations qu'il délivre, relatives à l'intensité du rayonnement optique recueilli au niveau de chacun des champs de vision auxiliaires, peut être traité par l'unité de calcul et de traitement 24 en analogique, avec une électronique très simple, très rapide, peu coûteuse et économe en énergie. Les informations peuvent également être traitées par ordinateur via un algorithme informatique particulièrement rapide. De plus, le rayonnement optique recueilli par les collecteurs de rayonnement optique auxiliaires, pour la fonction de visée, n'est pas prélevé 25 3037650 sur la voie de mesure et ne réduit donc pas 1"intensité de rayonnement optique recueilli par le collecteur de rayonnement optique principal. Par ailleurs, les collecteurs de rayonnement optique auxiliaires observent la zone d'expérience, par exemple le plasma, sous le même angle de vue que le collecteur de rayonnement optique principal, ce qui assure une très bonne robustesse du positionnement. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 26

Claims (4)

1. REVENDICATIONS1 - Installation de spectrométrie comportant : - un système de génération (2) d'un faisceau d'énergie incidente (3) sur un échantillon (4) à analyser pour créer, par interaction avec l'échantillon, un rayonnement optique caractéristique de l'échantillon ; - au moins un spectromètre (19) ; - un système de collection du rayonnement optique caractéristique, comportant au moins une voie de mesure ayant au moins un collecteur principal (18, 21, 36) de rayonnement optique ayant un champ de vision principal (CVP), le collecteur principal ayant au moins une fibre optique principale (18) pour acheminer au spectromètre le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal ; caractérisée en ce qu'elle comporte un système de visée comprenant : - au moins deux collecteurs de rayonnement optique auxiliaires (21, 341-344, 36) ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct (CVAi), non confondu avec le champ de vision principal, les champs de vision auxiliaires étant répartis autour du champ de vision principal ; - pour chaque collecteur auxiliaire, un photo-détecteur distinct associé (321-324) qui délivre une information relative à l'intensité du rayonnement optique recueilli par le collecteur auxiliaire, chaque collecteur auxiliaire ayant au moins une fibre optique auxiliaire distincte (341-344) pour acheminer, au photo-détecteur associé, le rayonnement optique recueilli par le collecteur auxiliaire.
2. 2 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de visée (25) comprend trois collecteurs de rayonnement optique auxiliaires ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct (CVAI), non confondu avec le champ de vision principal (CVP), les champs de vision auxiliaires étant répartis en triangle autour du champ de vision principal.
3. 3 - Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de visée comprend quatre collecteurs de rayonnement optique auxiliaires ayant chacun un champ de vision auxiliaire distinct (CVAi), non 27 3037650 confondu avec le champ de vision principal (CVP), les champs de vision auxiliaires étant répartis en quadrilatère autour du champ de vision principal.
4. 4 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la fibre optique principale (18) et les fibres optiques auxiliaires (341-344) comportent des extrémités objet (18a, 341a-344a,) assemblées de manière fixe entre elles dans une tête de vision (38). - Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les extrémités objet (18a, 341a-344a) de la fibre optique principale (18) et des fibres optiques auxiliaires (341-344) sont assemblées parallèlement l'une à l'autre dans la tête de vision (38). 6 - Installation selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que la tête de vision (38) est mobile par rapport au spectromètre (19). 7 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les photo-détecteurs distincts (321-324) associés à chaque collecteur auxiliaire sont formés chacun par un quadrant d'un ensemble (32) de photodiodes à quadrants. 8 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système de visée (25) comprend des moyens (24) de comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires. 9 - Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires comprennent un afficheur capable d'afficher une information représentative de l'intensité des rayonnements optique recueillis par chaque collecteur auxiliaire. - Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires comprennent une unité de calcul (24). 11 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un système de déplacement relatif (13, 23) motorisé d'au moins deux éléments parmi le système de focalisation, le système de collection et l'échantillon, et en ce que le système de 28 3037650 déplacement relatif est commandé sur la base de la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires. 12 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système de collection du rayonnement optique caractéristique comporte au moins une voie de mesure ayant plusieurs fibres optiques principales (181, 182-187). 13 - Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système de collection du rayonnement optique caractéristique comporte au moins deux voies de mesure, respectivement primaire et secondaire, comprenant chacune au moins un collecteur principal de rayonnement optique, respectivement primaire et secondaire, chaque collecteur principal ayant chacun au moins une fibre optique principale, respectivement primaire (181) et secondaire (182-187), pour acheminer, à un spectromètre, le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal. 14 - Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux spectromètres, respectivement primaire et secondaire, la fibre optique principale primaire (181) de la voie de mesure primaire acheminant au spectromètre primaire le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal primaire, la fibre optique principale secondaire (182-187) de la voie de mesure secondaire acheminant au spectromètre secondaire le rayonnement optique recueilli par le collecteur principal secondaire. - Installation selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisée en ce que les fibres optiques principales primaires et secondaires (181, 182187) comportent des extrémités objets assemblées de manière fixe entre elles dans une tête de vision (38) à l'intérieur d'un polygone délimité par des extrémités objets (341a-344a) des fibres optiques auxiliaires (341-344). 16 - Procédé de spectrométrie comportant : - la focalisation d'une source d'énergie incidente sur un échantillon à analyser pour créer, par interaction avec l'échantillon, un rayonnement optique caractéristique de l'échantillon ; 29 3037650 - la collecte du rayonnement optique caractéristique par observation selon un champ de vision principal, - l'analyse spectrométrique du rayonnement optique caractéristique collecté dans le champ de vision principal ; caractérisé en ce que le procédé comporte: - la collecte de rayonnements optiques auxiliaires dans au moins deux champs de vision auxiliaires distincts, non confondus avec le champ de vision principal, et répartis autour du champ de vision principal ; - la mesure d'une grandeur représentative de l'intensité de chaque rayonnement optique auxiliaire ; - la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques auxiliaires. 17 - Procédé de spectrométrie selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte la commande d'un déplacement relatif d'au moins deux éléments parmi le système de focalisation, le système de collection et l'échantillon, sur la base de la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires. 18 - Procédé de spectrométrie selon les revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires comprend l'affichage d'une information représentative de l'intensité des rayonnements optiques auxiliaires. 19 - Procédé de spectrométrie selon les revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que la comparaison de l'intensité des rayonnements optiques recueillis par les collecteurs auxiliaires comprend un calcul portant sur l'intensité des rayonnements optiques auxiliaires.