Qu’est-ce qu’un lambdamètre ?
Un lambdamètre est un appareil dédié à la mesure de la longueur d’onde de la lumière.
En ce sens qu’il mesure la longueur d’onde de la lumière, il est presque synonyme d’analyseur de spectre optique, mais les lambdamètres se caractérisent généralement par une plus grande sensibilité due à une plage dynamique de mesure plus étroite.
Les analyseurs de spectre optiques intègrent diverses fonctions qui les rendent polyvalents, tandis que les lambdamètres ont pour fonction minimale la mesure de la longueur d’onde et sont donc à un prix plus raisonnable.
Les résultats obtenus avec les lambdamètres correspondent à la longueur d’onde de la lumière dans le vide, qui s’écarte de la longueur d’onde réellement observée dans l’air de la valeur de l’indice de réfraction de l’air (environ 0,03 %).
Utilisations des lambdamètres
Les lambdamètres sont souvent utilisés lorsqu’une plus grande précision de la longueur d’onde est requise dans la caractérisation des composants optiques.
Ils sont par exemple utilisés pour mesurer avec précision les caractéristiques de longueur d’onde des sources lumineuses à bande passante étroite, telles que les lasers et les LED, ou pour évaluer les caractéristiques de longueur d’onde de la lumière utilisée dans les communications par fibre optique.
De nombreux lambdamètres ont une gamme réglée pour mesurer la lumière entre 1 000 et 1 800 nm, car ils étaient à l’origine souvent utilisés pour mesurer la longueur d’onde de la lumière utilisée dans les communications par fibre optique.
Principe des lambdamètres
Le principe d’un lambdamètre optique est qu’il utilise les interférences physiques de la lumière, comme l’interféromètre de Fizeau ou l’interféromètre de Michelson, pour mesurer les caractéristiques de longueur d’onde de la lumière.
L’interféromètre de Fizeau est un système optique très simple composé d’une lentille collimatrice, d’une plaque de verre appelée plan de référence et d’un miroir de mesure.
La lumière incidente sur l’interféromètre de Fizeau est collimatée par la lentille collimatrice, puis partiellement réfléchie lorsqu’elle traverse le plan de référence. La lumière qui traverse le plan de référence est réfléchie par le miroir de mesure et interfère avec la lumière réfléchie sur le plan de référence, formant un motif en forme de bande. Ces franges d’interférence sont propres à la longueur d’onde de la lumière et à la différence de trajet optique de la lumière interférente.
La distance entre le plan de référence et le miroir de mesure (différence de trajet optique) étant connue, la longueur d’onde peut être calculée à partir de la configuration des franges d’interférence. Dans le cas de l’interférométrie de Michelson, la lumière incidente est divisée en deux faisceaux par un séparateur de faisceaux et la variation de l’intensité de la lumière d’interférence est mesurée en modifiant la différence de chemin optique de différentes manières. La transformation de Fourier inverse permet de calculer le spectre (longueur d’onde) de la lumière.
Autres informations sur les lambdamètres
1. Lambdamètres optiques et communications par fibres optiques
Les lambdamètres optiques sont largement utilisés pour les mesures optiques dans les communications par fibre optique, la bande de 1 500 nm étant la bande de longueur d’onde la plus couramment utilisée pour la transmission par fibre optique, car elle présente la plus faible perte de lumière lors de la transmission à l’intérieur de la fibre.
Toutefois, ces dernières années, les réseaux de communication par fibre optique ont déjà été saturés par cette seule bande de longueur d’onde, de sorte que l’utilisation des bandes de longueur d’onde optiques environnantes fait également l’objet d’un développement et d’une mise en œuvre actifs.
Le multiplexage des longueurs d’onde est l’une des technologies essentielles pour augmenter la capacité des communications par fibre optique, et les lambdamètres doivent être capables de mesurer plusieurs longueurs d’onde simultanément et d’avoir une résolution pratique dans ce cas. Dans ce contexte, certains fabricants proposent aujourd’hui des modèles capables de mesurer simultanément plusieurs longueurs d’onde jusqu’à un maximum de 1 024 longueurs d’onde.
2. Utilisations autres que les communications par fibre optique
Les lasers à semi-conducteurs basés sur des substrats semi-conducteurs composés sont largement utilisés comme sources lumineuses pour les communications par fibres optiques, et il existe un besoin de modèles capables d’évaluer un nombre limité de longueurs d’onde uniques à très grande vitesse pour l’inspection du processus de fabrication avant la plaquette sur les lignes de production de masse de plaquettes de semi-conducteurs et de puces laser.
De même, la source lumineuse des amplificateurs à fibre optique se situant dans la bande des 900 nm, des modèles capables de prendre des mesures jusqu’à des longueurs d’onde optiques inférieures à 1 000 nm sont en cours d’utilisation.
De plus, la tomographie par cohérence optique, qui est souvent utilisée dans le diagnostic ophtalmologique de nos jours, utilise des longueurs d’onde dans les bandes de 800 nm et 1 050 nm, tandis que les applications d’observation de la fluorescence pour la biotechnologie utilisent principalement la lumière visible, de sorte que des modèles pouvant traiter des longueurs d’onde dans les bandes de 300 nm à 1 200 nm sont également disponibles. Certains modèles sont disponibles pour des applications dans la bande de 300 nm à 1 200 nm.
3. Modèles compatibles avec les sources de lumière continue et pulsée
Dans les applications laser, il y a des cas où l’oscillation laser CW est utilisée et des cas où une source de lumière pulsée à grande vitesse, telle que 1 KHz, est utilisée.
Certains modèles haut de gamme sont capables de gérer les deux, tandis que certains lambdamètres ne gèrent que les applications en mode CW, il est donc important de bien vérifier les spécifications.