Language selection

Search

Patent 3223737 Summary

Third-party information liability

Some of the information on this Web page has been provided by external sources. The Government of Canada is not responsible for the accuracy, reliability or currency of the information supplied by external sources. Users wishing to rely upon this information should consult directly with the source of the information. Content provided by external sources is not subject to official languages, privacy and accessibility requirements.

Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3223737
(54) English Title: LIDAR IMPULSIONNEL A AMPLIFICATEUR OPTIQUE A SEMI-CONDUCTEUR PILOTE PAR UN SIGNAL MODULE
(54) French Title: PULSED LIDAR WITH SEMICONDUCTOR OPTICAL AMPLIFIER CONTROLLED BY A MODULATED SIGNAL
Status: Application Compliant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G01S 17/58 (2006.01)
  • G01S 07/484 (2006.01)
  • G01S 17/95 (2006.01)
(72) Inventors :
  • PUREUR, VINCENT (France)
  • CASALE, MARCO (France)
  • MILEVSKY, BORISLAV (France)
  • LOMBARD, LAURENT (France)
  • GOULAR, DIDIER (France)
(73) Owners :
  • ONERA
  • LEOSPHERE
(71) Applicants :
  • ONERA (France)
  • LEOSPHERE (France)
(74) Agent: ANGLEHART ET AL.
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2022-06-30
(87) Open to Public Inspection: 2023-01-05
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/EP2022/068209
(87) International Publication Number: EP2022068209
(85) National Entry: 2023-12-20

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
FR2107164 (France) 2021-07-01

Abstracts

English Abstract

The invention relates to pulsed LiDAR comprising a master laser able to emit a master laser beam, a pulse generator arranged to generate a pump signal comprising at least one pulse, a peak value of which varies during said at least one pulse of said pump signal, and a semiconductor optical amplifier (SOA) arranged to amplify and modulate the master laser beam on the basis of the pump signal, with the amplified and modulated laser beam forming a measurement laser beam.


French Abstract

L'invention se rapporte à LIDAR pulsé comprenant un laser maître apte à émettre un faisceau laser maître, un générateur d'impulsions agencé pour générer un signal de pompage comprenant au moins une impulsion dont une valeur de crête varie au cours de ladite au moins une impulsion dudit signal de pompage et un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA) agencé pour amplifier et moduler le faisceau laser maître en fonction du signal de pompage, le faisceau laser maître amplifié et modulé formant un faisceau laser de mesure.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


- 47 -
REVENDICATIONS
1. LIDAR pulsé (1) comprenant :
- un laser maître (5) apte à émettre un faisceau laser maître (6),
- un générateur d'impulsions (10) agencé pour générer un signal de pompage
(4) comprenant au moins une impulsion dont une valeur de crête (14) varie
au cours de ladite au moins une impulsion dudit signal de pompage,
- un amplificateur optique à semi-conducteur (S0A) (3) agencé pour
amplifier
et moduler le faisceau laser maître en fonction du signal de pompage, le fais-
ceau laser maître amplifié et modulé (2) formant un faisceau laser de mesure.
2. LIDAR (1) selon la revendication 1, dans lequel le générateur d'impulsions
(10) comprend :
- un générateur électrique (110) agencé pour produire un signal
impulsionnel,
- une unité de commande (15) agencée pour faire varier la valeur de crête
(14) de l'au moins une impulsion du signal de pompage (4) par modulation
d'au moins une impulsion du signal impulsionnel produit par le générateur
électrique.
3. LIDAR (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la valeur de crête
(14)
de l'au moins une impulsion du signal de pompage (4) varie de manière mo-
notone sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du
signal de pompage.
4. LIDAR (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont la
valeur de crête (14) de l'au moins une impulsion du signal de pompage (4)
varie de manière monotone sur toute la durée de l'au moins une impulsion
du signal de pompage.
5. LIDAR (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel la valeur de crête (14) de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page (4) varie de manière croissante sur au moins un intervalle de temps de
l'au moins une impulsion du signal de pompage et/ou varie de manière dé-
croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion
du signal de pompage.
6. LIDAR (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel la valeur de crête (14) de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page (4) comprend une valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps
de l'au moins une impulsion du signal de pompage qui est égale à une valeur

- 48 -
de crête moyenne sur un autre intervalle de temps de l'au moins une impul-
sion du signal de pompage.
7. LIDAR (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la
valeur de crête (14) de l'au moins une impulsion du signal de pompage (4)
comprend une valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage qui est inférieure ou supérieure à
une valeur de crête moyenne sur un autre intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage.
8. LIDAR (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel l'unité de commande (15) comprend au moins un commutateur (22,
221, 222) agencé pour commander et/ou moduler le signal impulsionnel.
9. LIDAR (1) selon l'une quelconques des revendications précédentes, com-
prenant un amplificateur à fibre optique agencé pour amplifier le faisceau
laser maître amplifié et modulé (2).
10. Procédé d'amplification d'un faisceau laser maître d'un LIDAR pulsé, com-
prenant les étapes consistant à :
- générer un signal de pompage comprenant au moins une impulsion dont
une valeur de crête varie au cours de ladite au moins une impulsion dudit
signal de pompage, et
- amplifier et moduler le faisceau laser maître au moyen d'un amplificateur
optique à semi-conducteur (SOA) du LIDAR pulsé en fonction du signal de
pompage généré, le faisceau laser maître amplifié et modulé formant un fais-
ceau laser de mesure.
11. Procédé selon la revendication 10, comprenant l'étape consistant à faire
varier la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
par modulation d'au moins une impulsion d'un signal impulsionnel.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel la valeur de crête
de l'au moins une impulsion du signal de pompage :
- varie de manière monotone sur au moins un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage, et/ou
- est croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une
impul-
sion du signal de pompage et/ou est décroissante sur au moins un intervalle
de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage.
13. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une fréquence
d'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA est décalée
CA 03223737 2023- 12- 20

- 49 -
en fonction d'un gradient de la valeur de crête de l'au moins une impulsion
du signal de pompage sur l'au moins un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage sur lequel la valeur de crête est crois-
sante et/ou en fonction d'un gradient de la valeur de crête de l'au moins une
impulsion du signal de pompage sur l'au moins un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage sur lequel la valeur de crête est
décroissante.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, dans lequel
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage com-
prend une valeur de crête moyenne sur au moins un intervalle de temps de
l'au moins une impulsion du signal de pompage qui est égale à une valeur de
crête moyenne sur au moins un autre intervalle de temps de l'au moins une
impulsion du signal de pompage.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage com-
prend une valeur de crête moyenne sur au moins un intervalle de temps de
l'au moins une impulsion du signal de pompage qui est inférieure ou supé-
rieure à une valeur de crête moyenne sur au moins un autre intervalle de
temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, comprenant
une mesure de données relatives à une phase du signal amplifié et modulé
par le SOA.
17. Procédé selon la revendication précédente, comprenant une détermina-
tion de la modulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel et/ou
de la variation du signal de crête de l'au moins une impulsion du signal de
pompage à partir de données :
- relatives à la phase du signal amplifié et modulé par le SOA, et
- de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage en
fonction duquel le faisceau laser maître est amplifié et modulé.
CA 03223737 2023- 12- 20

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


WO 2023/275332 - 1 -
PCT/EP2022/068209
DESCRIPTION
LIDAR impulsionnel à amplificateur optique à semi-conducteur piloté
par un signal modulé.
Domaine technique
Les LIDARs sont, entre autres, utilisés pour l'observation de l'atmos-
phère et la détermination des propriétés de l'atmosphère. Les propriétés de
l'atmosphère déterminées peuvent être, en particulier, la vitesse du vent, la
concentration de particules dans l'atmosphère, leurs dimensions et/ou leur
forme, et la température de l'atmosphère.
La présente invention se rapporte à la modulation et à l'amplification
de signaux optiques impulsionnels utilisés, en particulier, par de tels
LIDARs.
La présente invention vise, en particulier, à générer des signaux
impulsionnels à haute cadence, faible largeur spectrale et à fréquence
modulable.
La présente invention concerne les LIDARs pulsés à amplificateur
optique. L'invention concerne, plus précisément, un LIDAR pulsé à
amplificateur optique à semi-conducteur, dit SOA pour semiconductor optical
amplifier, et un procédé d'amplification d'un tel LIDAR.
Etat de la technique antérieure
On connait dans l'état de la technique le document de brevet
FR1461407 qui traite de LIDAR à amplificateur optique à semi-conducteur,
dit SOA-LIDAR. Ce document décrit l'utilisation d'un SOA agencé pour assurer
la fonction de modulation d'intensité du faisceau laser maître et la fonction
d'amplification du faisceau laser maître.
Un inconvénient des SOA-LIDARs de l'état de l'art est qu'ils ne permet-
tent pas de déterminer le signe de la vitesse du vent. Pour déterminer le
signe
de la vitesse du vent, il est donc nécessaire d'y incorporer un Modulateur
Acousto-Optique (MAO) ou un démodulateur optique en quadrature de phase
afin de pouvoir déterminer le signe de la vitesse du vent. En pratique, le MAO
introduit un décalage en fréquence donné sur le signal amplifié par rapport
au signal de l'oscillateur local, c'est-à-dire le laser maître. Ce décalage en
fréquence doit être contrôlé, précis et constant. Ce décalage en fréquence
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 2 -
PCT/EP2022/068209
permet de déterminer le signe de la vitesse du vent lors de la détection hé-
térodyne.
Un autre inconvénient des SOA-LIDARs de l'état de l'art est dû à la non
linéarité de la fonction de transfert du SOA qui a pour conséquence que le
signal amplifié et modulé par le SOA n'est pas carré et symétrique. Ceci pro-
voque un étalement spectral du signal amplifié et modulé et une chute du
rapport signal sur bruit.
Un autre inconvénient des SOA-LIDARs de l'état de l'art est qu'ils in-
troduisent une dérive de la fréquence du signal modulé et amplifié par le SOA
et un élargissement du pic Doppler mesuré ainsi que l'apparition de pics se-
condaires. La dérive en fréquence peut introduire un décalage dans la valeur
de la vitesse du vent mesurée. L'élargissement du pic Doppler mesuré ainsi
que les pics secondaires diminuent la précision et la reproductibilité des me-
sures.
Un but de l'invention est notamment :
- déterminer le signe de la vitesse du vent au moyen d'un LIDAR dépourvu
de MAO, et/ou
- d'améliorer le rapport signal sur bruit et donc la disponibilité du
LIDAR,
et/ou
- de fiabiliser les mesures des propriétés de l'atmosphère réalisées par le
LIDAR, et/ou
- de mesurer plus précisément les propriétés de l'atmosphère.
Présentation de l'invention
A cet effet, il est proposé, un LIDAR pulsé comprenant :
- un laser maître apte à émettre un faisceau laser maître,
- un générateur d'impulsions agencé pour générer un signal de pompage
comprenant au moins une impulsion dont une valeur de crête varie au cours
de ladite au moins une impulsion dudit signal de pompage et/ou pour main-
tenir constante ou faire varier une phase d'au moins une impulsion du signal
amplifié et modulé par le SOA,
- un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA) agencé pour amplifier et
moduler le faisceau laser maître en fonction du signal de pompage, le faisceau
laser maître amplifié et modulé formant un faisceau laser de mesure.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 3 -
PCT/EP2022/068209
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut varier sur tout ou partie de l'au moins une impulsion. La phase de l'au
moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA peut être cons-
tante ou peut varier sur tout ou partie de l'au moins une impulsion du signal
amplifié et modulé par le SOA.
Dans la présente demande, le terme signal utilisé seul peut dési-
gner le signal de pompage et/ou le signal impulsionnel et/ou le signal
amplifié
et modulé par le SOA et/ou la phase du signal amplifié et modulé par le SOA.
Dans la présente demande, le faisceau laser maître amplifié et modulé
par le SOA ou le faisceau laser de mesure peut être désigné par signal
amplifié
et modulé par le SOA.
De préférence, le signal amplifié et modulé par le SOA est un signal
pulsé.
A la lecture de la demande, l'homme du métier déduira directement
qu'une impulsion peut comprendre une valeur de crête et une montée et/ou
une descente.
Le générateur d'impulsions peut comprendre :
- un générateur électrique agencé pour produire un signal impulsionnel,
- une unité de commande agencée pour faire varier l'au moins une impulsion
du signal de pompage, de préférence respectivement la valeur de crête, une
montée et/ou une descente de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page, par modulation du signal impulsionnel, de préférence par modulation
respective d'une valeur de crête, d'une montée et/ou d'une descente d'au
moins une impulsion du signal impulsionnel produit par le générateur élec-
trique.
De préférence, le signal de pompage, de préférence encore l'au moins
une impulsion du signal de pompage, correspond respectivement au signal
impulsionnel modulé par l'unité de commande, de préférence à l'au moins
une impulsion du signal impulsionnel modulée par l'unité de commande.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la phase de
l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA par modu-
lation du signal impulsionnel produit par le générateur électrique.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 4 -
PCT/EP2022/068209
De préférence l'unité de commande est agencée pour faire varier la
valeur de crête d'une, de plusieurs ou de chacune des impulsions du signal
impulsionnel produit par le générateur électrique.
L'unité de commande peut être agencée pour moduler au moins une
impulsion du signal impulsionnel.
De préférence, l'unité de commande est agencée pour moduler la va-
leur de crête d'au moins une impulsion du signal impulsionnel.
L'unité de commande peut être agencée pour moduler au moins une
impulsion du signal impulsionnel et pour ne pas moduler au moins une im-
pulsion du signal impulsionnel, de préférence pour moduler la valeur de crête
d'au moins une impulsion du signal impulsionnel et pour ne pas moduler la
valeur de crête d'au moins une impulsion du signal impulsionnel.
Dans la présente demande, les termes valeur de crête et/ou
montée et/ou descente utilisés seuls peuvent désigner la valeur de
crête et/ou la montée et/ou la descente du signal de pompage et/ou du signal
impulsionnel et/ou du signal amplifié et modulé par le SOA et/ou de la phase
du signal amplifié et modulé par le SOA.
De préférence, le générateur d'impulsions est agencé pour faire varier
une phase et/ou une fréquence du signal amplifié et modulé par le SOA par
modulation de l'au moins une impulsion du signal de pompage, de préférence
par modulation de la valeur de crête, de la montée et/ou de la descente de
l'au moins une impulsion du signal de pompage, de préférence encore par
modulation de la variation de la valeur de crête de l'au moins une impulsion
du signal de pompage.
De préférence, l'unité de commande est agencée pour faire varier une
phase et/ou une fréquence du signal amplifié et modulé par le SOA par mo-
dulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel, de préférence
par modulation de la montée et/ou de la descente de l'au moins une impulsion
du signal impulsionnel, de préférence encore par modulation de la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 5 -
PCT/EP2022/068209
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier une phase
d'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de préfé-
rence par modulation du signal impulsionnel.
L'unité de commande peut être agencée pour :
- maintenir constante la phase de l'au moins une impulsion du signal
amplifié
et modulé par le SOA, ou
- faire varier la phase de l'au moins une impulsion du signal amplifié et
mo-
dulé par le SOA de manière croissante, de préférence sur au moins un inter-
valle de temps de l'au moins une impulsion, et/ou de manière décroissante,
de préférence sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impul-
sion du signal amplifié et modulé par le SOA.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la phase de
l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
qu'une valeur moyenne de la phase sur un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un
intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé
par le SOA sur lequel la phase est croissante ou respectivement décroissante,
soit égale à une valeur moyenne de la phase sur un autre intervalle de temps
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de pré-
férence sur un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal
amplifié et modulé par le SOA sur lequel la phase est croissante ou respecti-
vement décroissante.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la phase de
l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
qu'une valeur moyenne de la phase sur un intervalle de temps de l'impulsion
du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un intervalle de
temps de l'impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA sur lequel la
phase est croissante ou respectivement décroissante, soit inférieure ou su-
périeure à une valeur moyenne de la phase sur un autre intervalle de temps
de l'impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un
intervalle de temps de l'impulsion sur lequel la phase est croissante ou res-
pectivement décroissante.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la phase de
l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 6 -
PCT/EP2022/068209
qu'une valeur de la phase varie de modulo 2n au moins une fois au cours de
l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA.
De préférence, l'unité de commande peut être agencée pour faire va-
rier la phase de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le
SOA de sorte qu'une valeur de la phase varie de modulo 2n à plusieurs re-
prises, de préférence périodiquement, au cours de l'au moins une impulsion
du signal amplifié et modulé par le SOA. L'unité de commande peut être
agencée pour faire varier la phase de l'au moins une impulsion du signal am-
plifié et modulé par le SOA selon un motif ou une forme triangulaire. L'unité
de commande peut être agencée pour faire varier la phase de l'au moins une
impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA selon un motif ou une forme
triangulaire.
Selon un premier aspect privilégié de l'invention, une ou plusieurs, de
préférence chaque, impulsion du signal de pompage et/ou du signal impul-
sionnel et/ou du signal amplifié et modulé par le SOA et/ou de la phase du
signal amplifié et modulé par le SOA peut comprendre, de préférence est
constituée de, une montée du signal, un signal de crête et une descente du
signal. De préférence, la montée du signal s'effectue depuis un niveau mini-
mum, qui peut être un minimum local, du signal jusqu'au signal de crête. De
préférence, le niveau minimum du signal correspond à une valeur nulle du
signal. De préférence, la descente du signal s'effectue depuis le signal de
crête jusqu'au niveau minimum du signal, qui est celui à partir duquel s'ef-
fectue la montée, ou jusqu'à un minimum local du signal qui est différent du
niveau minimum à partir duquel s'effectue la montée.
Selon le premier aspect, le signal de crête d'une impulsion peut cor-
respondre à la partie du signal de l'impulsion comprise entre la fin de la mon-
tée de l'impulsion et le début de la descente de l'impulsion. A titre
d'exemple
non limitatif, dans le cas d'un signal impulsionnel carré, le signal de crête
correspond au plateau, c'est-à-dire à la valeur constante et maximale du si-
gnal, qui est compris entre la fin de la montée de l'impulsion et le début de
la descente de l'impulsion.
Selon le premier aspect, il peut être entendu par signal de crête d'une
impulsion l'ensemble des valeurs du signal comprises entre une valeur du
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 7 -
PCT/EP2022/068209
signal à la fin de la montée de l'impulsion et une valeur du signal au début
de la descente de l'impulsion.
Selon un second aspect de l'invention, non compatible avec le premier
aspect de l'invention, une ou plusieurs, de préférence chaque, impulsion du
signal de pompage et/ou du signal impulsionnel et/ou du signal amplifié et
modulé par le SOA et/ou de la phase du signal amplifié et modulé par le SOA
peut comprendre une montée ou une descente et un signal de crête. Autre-
ment dit, selon l'invention, une impulsion considérée correspond soit à une
impulsion selon le premier aspect soit à une impulsion selon le second aspect.
Selon le second aspect de l'invention, une impulsion peut comprendre,
de préférence comprend uniquement, de préférence encore est constituée de,
de manière davantage préférée est uniquement constituée de :
- un signal de crête, ou
- une montée suivie d'un signal de crête, ou
- un signal de crête suivi d'une descente.
Selon le second aspect de l'invention, une impulsion peut comprendre,
de préférence comprend uniquement, de préférence encore est constituée de,
de manière davantage préférée est uniquement constituée de, une montée
suivie d'un signal de crête. De préférence, la montée du signal s'effectue de-
puis un niveau minimum, qui peut être un minimum local, du signal jusqu'à
un niveau maximum, qui peut être un maximum local, du signal. De préfé-
rence, le niveau minimum du signal correspond à une valeur nulle du signal.
De préférence, le signal de crête de l'impulsion peut correspondre à la partie
du signal de l'impulsion comprise entre le niveau maximum du signal et le
niveau minimum du signal, qui est celui à partir duquel s'effectue la montée,
ou un minimum local du signal qui est différent du niveau minimum à partir
duquel s'effectue la montée.
Selon le second aspect de l'invention, une impulsion peut comprendre,
de préférence comprend uniquement, de préférence encore est constituée,
de manière davantage préférée est uniquement constituée, d'un signal de
crête suivi d'une descente. De préférence, le signal de crête de l'impulsion
peut correspondre à la partie du signal de l'impulsion comprise entre un ni-
veau minimum, qui peut être un minimum local, du signal jusqu'à un niveau
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 8 -
PCT/EP2022/068209
maximum, qui peut être un maximum local, du signal. De préférence, le ni-
veau minimum du signal correspond à une valeur nulle du signal. De préfé-
rence, la descente du signal s'effectue depuis le niveau maximum du signal
jusqu'au niveau minimum du signal, qui est celui à partir duquel s'étend le
signal de crête, ou jusqu'à un minimum local du signal qui est différent du
niveau minimum à partir duquel s'étend le signal de crête.
Selon le second aspect de l'invention, une impulsion peut comprendre,
de préférence comprend uniquement, de préférence encore est constituée,
de manière davantage préférée est uniquement constituée, d'un signal de
crête. Dans ce cas, le signal de crête correspond, de préférence, au signal de
l'impulsion. Dans ce cas, le signal de crête, de préférence le signal de l'im-
pulsion, peut comprendre :
- une partie du signal de l'impulsion comprise entre un niveau minimum du
signal, qui peut être un minimum local du signal, de préférence qui est le
niveau à partir duquel s'étend le signal de crête, jusqu'à un niveau maximum
du signal, qui peut être un maximum local du signal, et/ou, de préférence
suivie ou précédée de, de préférence encore suivie de,
- une partie du signal de l'impulsion comprise entre le niveau maximum du
signal, qui peut être un maximum local, du signal jusqu'au niveau minimum
du signal de pompage, qui peut être un minimum local du signal, de préfé-
rence qui est celui à partir duquel s'étend le signal de crête, ou jusqu'à un
minimum local du signal de pompage qui est différent du niveau minimum à
partir duquel s'étend le signal de crête
Selon l'invention, le signal de pompage et/ou le signal impulsionnel
et/ou le signal amplifié et modulé par le SOA et/ou la phase du signal
amplifié
et modulé par le SOA comprend :
- au moins une impulsion selon le premier aspect de l'invention, et/ou
- au moins une impulsion selon le second aspect de l'invention.
Le reste de l'exposé se rapporte indifféremment au premier aspect et
à son alternative qu'est le second aspect de l'invention.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 9 -
PCT/EP2022/068209
Selon l'invention, le signal et/ou la valeur de crête et/ou la montée
et/ou la descente, peut être définie par, ou peut varier selon ou être modulée
selon, une fonction mathématique et/ou une fonction périodique.
Il peut être entendu par signal l'ensemble des valeurs du signal en
question.
Le terme signal de crête employé dans le cadre de la présente de-
mande peut se rapporter mais ne se rapporte pas uniquement à la puissance
crête. En particulier, le terme signal de crête employé dans le cadre de
la
présente demande peut se rapporter mais ne se rapporte pas uniquement à
la puissance crête du signal de mesure.
Le signal de crête d'une impulsion peut correspondre à l'ensemble des
valeurs de crête de l'impulsion considérée.
Selon l'invention, le signal peut comprendre des impulsions successives
identiques ou différentes les unes des autres.
De préférence, une ou plusieurs, de préférence chaque, impulsion du
signal sont périodiques.
De préférence, le générateur d'impulsions est un générateur de si-
gnaux arbitraires.
De préférence, l'unité de commande est agencée pour faire varier la
valeur de crête de chaque impulsion du signal de pompage par modulation
de chaque impulsion du signal impulsionnel. De préférence, l'unité de com-
mande est agencée pour faire varier la valeur de crête de chaque impulsion
du signal de pompage par modulation de la valeur de crête de chaque impul-
sion du signal impulsionnel.
Il peut être entendu par variation de la valeur de crête de l'au moins
une impulsion du signal de pompage :
- une variation d'au moins une partie, de préférence de l'ensemble, du
signal
de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage, ou
- la caractéristique selon laquelle le signal de crête de l'au moins une
impul-
sion du signal de pompage comprend au moins une partie qui n'est pas cons-
tante, de préférence l'ensemble du signal de crête de l'au moins une impul-
sion du signal de pompage n'est pas constant.
Tout ou partie des caractéristiques relatives au signal de pompage tel
que décrite dans la présente demande, à titre d'exemple non limitatif les ca-
ractéristiques liées à l'impulsion sont transposables à la phase de
l'impulsion
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 10 -
PCT/EP2022/068209
du signal amplifié et modulé par le SOA. De préférence, la phase de l'impul-
sion du signal amplifié et modulé par le SOA peut présenter les mêmes ca-
ractéristiques que celle du signal de crête de l'au moins une impulsion du
signal de pompage selon l'invention.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut varier de manière monotone sur au moins un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage de manière mono-
tone sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du
signal de pompage par modulation de l'au moins une impulsion du signal
impulsionnel produit par le générateur électrique, de préférence par modula-
tion de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel
produit par le générateur électrique.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier linéairement
tout ou partie de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de
pompage par modulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel
produit par le générateur électrique.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier linéairement
une succession de valeurs de crêtes, par exemple une succession de seg-
ments de valeurs de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
par modulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel produit
par le générateur électrique.
L'unité de commande peut être agencée pour générer une fonction de
valeurs de crête d'au moins une impulsion du signal de pompage par modu-
lation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel produit par le gé-
nérateur électrique.
Il peut être entendu par intervalle de temps de l'impulsion, un inter-
valle de temps compris dans la durée de l'impulsion.
De préférence, l'unité de commande peut être agencée pour faire va-
rier de manière monotone tout ou partie du signal de crête de l'au moins une
impulsion du signal de pompage par modulation de l'au moins une impulsion
du signal impulsionnel produit par le générateur électrique.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 1 1 -
PCT/EP2022/068209
De préférence, l'unité de commande peut être agencée pour faire va-
rier le signal de crête d'un intervalle de temps d'une impulsion donnée du
signal de pompage, par modulation de l'au moins une impulsion du signal
impulsionnel produit par le générateur électrique, indépendamment du signal
de crête d'un autre intervalle de temps de l'impulsion donnée du signal de
pompage.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut varier de manière monotone sur toute la durée de l'au moins une impul-
sion du signal de pompage.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage de manière mono-
tone sur toute la durée de l'au moins une impulsion du signal de pompage
par modulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel produit
par le générateur électrique.
Il peut être entendu par toute la durée de l'impulsion, l'ensemble de
l'impulsion ou la totalité de la durée de l'impulsion.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut varier de manière croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage et/ou peut varier de manière dé-
croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion
du signal de pompage.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage de manière crois-
sante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du
signal de pompage par modulation de l'au moins une impulsion du signal
impulsionnel produit par le générateur électrique, de préférence par modula-
tion de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel
produit par le générateur électrique et/ou de manière décroissante sur au
moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page par modulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel pro-
duit par le générateur électrique, de préférence par modulation de la valeur
de crête de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel produit par le
générateur électrique.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 12 -
PCT/EP2022/068209
L'unité de commande peut être agencée pour générer au moins une
augmentation et au moins une diminution, ou inversement, de la valeur de
crête d'au moins une impulsion du signal de pompage par modulation de l'au
moins une impulsion du signal impulsionnel.
De préférence, la valeur de crête du signal de pompage avant la pre-
mière des augmentations parmi l'au moins une augmentation est égale à la
valeur du signal de pompage à la fin de la montée de l'impulsion. De préfé-
rence, la valeur de crête du signal de pompage après la dernière des aug-
mentations parmi l'au moins une augmentation est égale la valeur du signal
de pompage au début de la descente de l'impulsion.
De préférence, la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal
de pompage varie alternativement ou successivement de manière croissante
puis de manière décroissante, ou inversement. Autrement dit, la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage peut varier de sorte
à former une alternance entre, ou succession de, un intervalle de temps sur
lequel la valeur de crête est croissante et d'un intervalle de temps sur
lequel
la valeur de crête est décroissante, ou inversement.
De préférence, la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal
de pompage varie selon une fonction triangulaire.
Un ratio entre :
- une vitesse de montée et/ou une vitesse de descente du signal, et
- une vitesse d'augmentation de la valeur de crête du signal, c'est à dire
une
vitesse à laquelle la valeur de crête du signal croit ou augmente, et/ou une
vitesse de diminution de la valeur de crête du signal, c'est à dire une
vitesse
à laquelle la valeur de crête du signal décroit ou diminue,
peut être égal ou supérieur à deux, de préférence à cinq, de manière davan-
tage préférée à dix, de manière encore davantage préférée à 100 et de ma-
nière préférée entre toutes à 1000.
La vitesse d'augmentation de la valeur de crête du signal peut être
différente de la vitesse de diminution de la valeur de crête du signal.
De préférence, un ratio entre la vitesse de l'au moins une diminution
de la valeur de crête du signal et la vitesse de l'au moins une augmentation
de la valeur de crête du signal, est égal ou supérieur à un, de préférence à
deux, de préférence encore à cinq, de manière davantage préférée à dix, de
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 13 -
PCT/EP2022/068209
manière encore davantage préférée à 100 et de manière préférée entre
toutes à 1000.
De préférence, la vitesse de l'au moins une diminution de la valeur de
crête du signal peut être égal à la vitesse de descente du signal.
La vitesse de montée, de descente, d'augmentation et de diminution
peuvent être définies comme la variation du signal par seconde. A titre
d'exemple non limitatif, le signal de pompage peut être une tension, une in-
tensité ou un flux lumineux. Ainsi, la valeur de crête du signal de pompage
peut être exprimée en Volts (V), en Ampères (A) ou en Watts (W) ou en Watts
par seconde (W/s), ou une unité arbitraire. A titre d'exemple non limitatif,
la
vitesse de montée, de descente, d'augmentation ou de diminution peut être
définie en Volts par seconde ou en Ampères par seconde ou en Watts par
seconde.
A titre d'exemple non limitatif, la vitesse de montée (ou la montée)
et/ou la vitesse de descente (ou la descente) peuvent être, de préférence
strictement, supérieures ou égales, de préférence strictement supérieures ou
égales, en valeur absolue, à 1.108 Ampères par seconde (A/s) et de manière
davantage préférée à 1.109 A/s.
A titre d'exemple non limitatif, la vitesse d'augmentation (ou l'augmen-
tation) et/ou la vitesse de diminution (ou la diminution) peut être inférieure
ou égale, de préférence strictement inférieure ou égale, en valeur absolue, à
2.108 A/s, de préférence à 1.107 A/s, de manière davantage préférée à 1.106
A/s. A titre d'exemple non limitatif, la vitesse d'augmentation (ou l'augmen-
tation) et/ou la vitesse de diminution (ou la diminution) peut être
supérieure,
en valeur absolue, à 1.104 A/s et/ou supérieure, en valeur absolue, à 1.105
Ampères par seconde (A/s).
La variation de la valeur de crête du signal peut s'effectuer à la vitesse
de montée sur au moins un intervalle de temps d'au moins une impulsion
et/ou de descente sur au moins un intervalle de temps d'au moins une im-
pulsion et/ou à la vitesse d'augmentation sur au moins un intervalle de temps
d'au moins une impulsion et/ou à la vitesse de descente sur au moins un
intervalle de temps d'au moins une impulsion.
De préférence, la variation de la valeur de crête du signal de pompage
à la vitesse de montée et/ou de descente engendre une variation non nulle
de la phase P du signal amplifié et modulé par le SOA.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 14 -
PCT/EP2022/068209
De préférence, la variation de la valeur de crête du signal de pompage
à la vitesse d'augmentation et/ou de diminution engendre une variation nulle
de la phase P du signal amplifié et modulé par le SOA, c'est-à-dire une phase
constante.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut comprendre une valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps de
l'au moins une impulsion du signal de pompage, de préférence sur un inter-
valle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage sur lequel
la valeur de crête est croissante ou décroissante, qui est égale à une valeur
de crête moyenne sur un autre intervalle de temps de l'au moins une impul-
sion du signal de pompage, de préférence sur un intervalle de temps de l'im-
pulsion du signal de pompage sur lequel la valeur de crête est croissante ou
décroissante.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier, de préfé-
rence par modulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel, de
préférence encore par modulation de la valeur de crête de l'au moins une
impulsion du signal impulsionnel, produit par le générateur électrique, la va-
leur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage de sorte
qu'une valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps de l'au moins une
impulsion du signal de pompage, de préférence sur un intervalle de temps de
l'au moins une impulsion du signal de pompage sur lequel la valeur de crête
est croissante ou décroissante, soit égale à une valeur de crête moyenne sur
un autre intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page, de préférence sur un intervalle de temps de l'au moins une impulsion
du signal de pompage sur lequel la valeur de crête est croissante ou respec-
tivement décroissante.
De préférence, les intervalles de l'au moins une impulsion sur lesquels
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage, est
croissante présentent une même valeur de crête moyenne.
De préférence, les intervalles de l'au moins une impulsion sur lesquels
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage, est
décroissante présentent une même valeur de crête moyenne.
De préférence, les intervalles de l'au moins une impulsion sur lesquels
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage, est
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 15 -
PCT/EP2022/068209
croissante et les intervalles de l'impulsion sur lesquels la valeur de crête
de
l'au moins une impulsion du signal de pompage, est décroissante présentent
une valeur de crête moyenne qui est identique. Autrement dit, chacun des
intervalles de l'au moins une impulsion sur lesquels la fonction, de la valeur
de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage, est croissante
ou décroissante peut présenter une valeur de crête moyenne qui est identique
à chacune des valeurs de crête des autres intervalles de l'au moins une im-
pulsion sur lesquels la fonction, de la valeur de crête de l'au moins une im-
pulsion du signal de pompage, est croissante ou décroissante.
De préférence, la valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps
considéré de l'au moins une impulsion sur lequel la fonction, de la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage, est croissante ou
décroissante, est :
- identique à valeur de crête moyenne sur un intervalle de l'au moins une
impulsion sur lequel la fonction, de la valeur de crête de l'au moins une im-
pulsion du signal de pompage, est croissante ou décroissante et qui est chro-
nologiquement successif à l'intervalle de temps considéré,
- identique à valeur de crête moyenne sur un intervalle de l'au moins une
impulsion sur lequel la fonction, de la valeur de crête de l'au moins une im-
pulsion du signal de pompage, est croissante ou décroissante et qui précède
chronologiquement l'intervalle de temps considéré.
Selon l'invention, la valeur moyenne d'une grandeur, à titre d'exemple
non limitatif de la phase de l'impulsion ou de l'intensité de l'impulsion, ou
encore de la valeur de crête de l'impulsion ou de la valeur de la phase de
l'impulsion ou de la valeur de crête de la phase de l'impulsion, sur un inter-
valle de temps peut être définie comme étant égale à la moyenne arithmé-
tique de l'ensemble des valeurs prises par la grandeur en question sur l'in-
tervalle de temps.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut comprendre une valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps de
l'au moins une impulsion du signal de pompage, de préférence sur un inter-
valle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage sur lequel
la valeur de crête est croissante ou décroissante, qui est inférieure ou supé-
rieure à une valeur de crête moyenne sur un autre intervalle de temps de l'au
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 16 -
PCT/EP2022/068209
moins une impulsion du signal de pompage, de préférence sur un intervalle
de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage sur lequel la
valeur de crête est croissante ou décroissante.
L'unité de commande peut être agencée pour faire varier la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage, de préférence par
modulation de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel, de préférence
encore par modulation de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du
signal impulsionnel, produit par le générateur électrique, de sorte qu'une va-
leur de crête moyenne sur un intervalle de temps de l'au moins une impulsion
du signal de pompage, de préférence sur un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage sur lequel la valeur de crête est crois-
sante ou décroissante, soit inférieure ou supérieure à une valeur de crête
moyenne sur un autre intervalle de temps de l'au moins une impulsion du
signal de pompage, de préférence sur un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage sur lequel la valeur de crête est crois-
sante ou décroissante.
De préférence, les intervalles de l'au moins une impulsion sur lesquels
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage est
croissante présentent chacun une valeur de crête moyenne différente, c'est-
à-dire supérieure ou inférieure.
De préférence, les intervalles de l'au moins une impulsion sur lesquels
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage est
décroissante présentent chacun une valeur de crête moyenne différente.
De préférence, les intervalles de l'au moins une impulsion sur lesquels
la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage est
croissante présentent une valeur de crête moyenne qui est différente de la
valeur de crête moyenne des intervalles de l'au moins une impulsion sur les-
quels la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage,
est décroissante.
De préférence, la valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps
considéré de l'au moins une impulsion sur lequel la valeur de crête de l'au
moins une impulsion du signal de pompage est croissante, ou respectivement
décroissante, est :
- supérieure, ou de préférence inférieure, à une valeur de crête moyenne sur
un intervalle de temps de l'au moins une impulsion sur lequel la valeur de
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 17 -
PCT/EP2022/068209
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage est croissante, ou
respectivement décroissante, et qui est chronologiquement successif à l'in-
tervalle de temps considéré,
- inférieure, ou de préférence supérieure, à une valeur de crête moyenne
sur
un intervalle de temps de l'au moins une impulsion sur lequel la valeur de
crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage est croissante, ou
respectivement décroissante, et qui précède chronologiquement l'intervalle
de temps considéré.
De préférence, la valeur de crête moyenne sur un intervalle de temps
considéré de l'au moins une impulsion, sur lequel la valeur de crête de l'au
moins une impulsion du signal de pompage est croissante ou décroissante,
est :
- supérieure, ou de préférence inférieure, à valeur de crête moyenne sur un
intervalle de temps de l'au moins une impulsion sur lequel la valeur de crête
de l'au moins une impulsion du signal de pompage est croissante ou décrois-
sante et qui est chronologiquement successif à l'intervalle de temps consi-
déré,
- inférieure, ou de préférence supérieure, à valeur de crête moyenne sur un
intervalle de temps de l'au moins une impulsion sur lequel la valeur de crête
de l'au moins une impulsion du signal de pompage, est croissante ou décrois-
sante et qui précède chronologiquement l'intervalle de temps considéré.
L'unité de commande peut comprendre au moins un commutateur
agencé pour commander et/ou moduler le signal impulsionnel.
L'au moins un commutateur peut être un transistor. Le transistor peut
être un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde, noté MOS. Le tran-
sistor peut être de type N, c'est-à-dire un transistor NMOS, ou de type P,
c'est-à-dire un transistor PMOS.
L'au moins un commutateur peut être agencé pour faire varier le signal
de pompage par modulation et/ou commutation du signal impulsionnel émis
par le générateur électrique.
Le LIDAR peut comprendre un amplificateur à fibre optique agencé
pour amplifier le faisceau laser maître amplifié et modulé par le SOA.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 18 -
PCT/EP2022/068209
Le LIDAR, ou une unité de commande du LIDAR ou le SOA, peut être
agencée pour faire varier une valeur de crête, de préférence de manière li-
néaire croissante ou décroissante, du faisceau laser maître amplifié et modulé
par le SOA.
De préférence, le LIDAR, ou une unité de commande du LIDAR ou le
SOA, peut être agencée pour faire varier une valeur de crête, de préférence
de manière linéaire croissante ou décroissante, du faisceau laser maître am-
plifié et modulé par le SOA de sorte que le signal, ou le signal moyen ou la
puissance ou la puissance moyenne, du faisceau laser amplifié par l'amplifi-
cateur à fibre optique, c'est-à-dire le faisceau laser maître amplifié et
modulé
par le SOA puis amplifié par l'amplificateur à fibre optique, soit constant
sur
l'au moins une impulsion.
Selon l'invention, il est également proposé un procédé d'amplification
d'un faisceau laser maître d'un LIDAR pulsé, comprenant les étapes consis-
tant à :
- générer un signal de pompage, de préférence au moyen d'un générateur
d'impulsions, comprenant au moins une impulsion dont une valeur de crête
varie au cours de ladite au moins une impulsion dudit signal de pompage, de
préférence générer un signal de pompage comprenant au moins une impul-
sion dont la valeur de crête, une montée et/ou une descente varie au cours
de ladite au moins une impulsion dudit signal de pompage et/ou, de préfé-
rence, maintenir constante ou faire varier une phase d'au moins une impul-
sion du signal amplifié et modulé par le SOA,
- amplifier et moduler le faisceau laser maître au moyen d'un amplificateur
optique à semi-conducteur (SOA) du LIDAR pulsé en fonction du signal de
pompage généré, le faisceau laser maître amplifié et modulé formant un fais-
ceau laser de mesure.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire varier la valeur
de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage par modulation,
de préférence au moyen d'une unité de commande, d'au moins une impulsion
d'un signal impulsionnel, de préférence par modulation d'une valeur de crête,
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 19 -
PCT/EP2022/068209
d'une montée et/ou d'une descente d'au moins une impulsion du signal im-
pulsionnel, pouvant être produit par un générateur électrique.
De préférence, le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire
varier, de préférence au moyen du générateur d'impulsions, une phase et/ou
une fréquence du signal amplifié et modulé par le SOA par modulation de l'au
moins une impulsion du signal de pompage, de préférence par modulation de
la valeur de crête, de la montée et/ou de la descente de l'au moins une im-
pulsion du signal de pompage, de préférence encore par modulation de la
variation de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page.
De préférence, le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire
varier, de préférence au moyen de l'unité de commande, une phase et/ou
une fréquence du signal amplifié et modulé par le SOA par modulation de l'au
moins une impulsion du signal impulsionnel, de préférence par modulation de
la montée et/ou de la descente de l'au moins une impulsion du signal impul-
sionnel, de préférence encore par modulation de la valeur de crête de l'au
moins une impulsion du signal impulsionnel.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire varier la phase
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de pré-
férence par modulation du signal impulsionnel, de préférence au moyen de
l'unité de commande.
Le procédé peut comprendre les étapes consistant à :
- maintenir constante de préférence par modulation du signal impulsionnel,
de préférence au moyen de l'unité de commande, la phase de l'au moins une
impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, ou
- faire varier, de préférence par modulation du signal impulsionnel, de
préfé-
rence au moyen de l'unité de commande, la phase de l'au moins une impul-
sion du signal amplifié et modulé par le SOA de manière croissante, de pré-
férence sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion,
et/ou de manière décroissante, de préférence sur au moins un intervalle de
temps de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 20 -
PCT/EP2022/068209
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à décaler une fréquence
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA propor-
tionnellement à un gradient de variation de la phase de l'au moins une im-
pulsion du signal amplifié et modulé par le SOA sur l'au moins un intervalle
de temps de l'au moins une impulsion sur lequel la phase est croissante ou
décroissante.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire varier la phase
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
qu'une valeur moyenne de la phase sur un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un
intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé
par le SOA sur lequel la phase est croissante ou respectivement décroissante,
soit égale à une valeur moyenne de la phase sur un autre intervalle de temps
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de pré-
férence sur un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal
amplifié et modulé par le SOA sur lequel la phase est croissante ou respecti-
vement décroissante.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire varier la phase
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
qu'une valeur moyenne de la phase sur un intervalle de temps de l'impulsion
du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un intervalle de
temps de l'impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA sur lequel la
phase est croissante ou respectivement décroissante, soit inférieure ou su-
périeure à une valeur moyenne de la phase sur un autre intervalle de temps
de l'impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un
intervalle de temps de l'impulsion sur lequel la phase est croissante ou res-
pectivement décroissante.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire varier la phase
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
que, pour au moins une impulsion considérée, une valeur de la phase varie
de modulo 2n sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impul-
sion considérée du signal amplifié et modulé par le SOA, c'est-à-dire que la
valeur de la phase varie de modulo 2n au moins une fois au cours de l'au
moins une impulsion considérée du signal du signal amplifié et modulé par le
SOA.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 21 -
PCT/EP2022/068209
De préférence, Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire
varier la phase de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par
le SOA de sorte que, pour au moins une impulsion considérée, une valeur de
la phase varie de modulo 2n sur plusieurs intervalles de temps de l'au moins
une impulsion considérée du signal amplifié et modulé par le SOA, c'est-à-
dire que la valeur de la phase varie de modulo 2n plusieurs fois au cours de
l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire varier la phase
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
qu'une valeur moyenne de la phase P sur un intervalle de temps considéré
de l'au moins une impulsion sur lequel la phase est croissante, ou respecti-
vement décroissante, est :
- identique à la valeur de crête moyenne sur un intervalle de l'au moins
une
impulsion qui est chronologiquement successif à l'intervalle de temps consi-
déré,
- identique à la valeur de crête moyenne sur un intervalle de l'au moins
une
impulsion qui précède chronologiquement l'intervalle de temps considéré.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à faire varier la phase
de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA de sorte
qu'une valeur moyenne de la phase P sur un intervalle de temps considéré
de l'au moins une impulsion sur lequel la phase est croissante, ou respecti-
vement décroissante, est
- inférieure ou supérieure, à la valeur moyenne de la phase P sur un
intervalle
de temps de l'au moins une impulsion sur lequel la phase est croissante, ou
respectivement décroissante, et qui est chronologiquement successif à l'in-
tervalle de temps considéré,
- supérieure ou inférieure, à la valeur moyenne de la phase P sur un
intervalle
de temps de l'au moins une impulsion sur lequel la phase est croissante, ou
respectivement décroissante, et qui précède chronologiquement l'intervalle
de temps considéré.
La valeur de crête du signal de pompage peut varier, de préférence par
modulation du signal impulsionnel, de préférence au moyen de l'unité de
commande, de sorte que, au cours d'une impulsion d'un signal amplifié et
modulé par le SOA, une phase du signal amplifié et modulé par le SOA :
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 22 -
PCT/EP2022/068209
- soit constante ou maintenue constante, ou
- soit croissante sur au moins un intervalle de temps de l'impulsion et
soit
décroissante sur au moins un intervalle de temps de l'impulsion.
La valeur de crête du signal de pompage peut varier de sorte que, au
cours de l'au moins une impulsion d'un signal amplifié et modulé par le SOA,
une valeur moyenne de la phase sur un intervalle de temps de l'au moins une
impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un in-
tervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé
par le SOA sur lequel la phase est croissante ou respectivement décroissante,
soit égale à une valeur moyenne de la phase sur un autre intervalle de temps
l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA, de préfé-
rence sur un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal am-
plifié et modulé par le SOA sur lequel la phase est croissante ou respective-
ment décroissante.
La valeur de crête du signal de pompage peut varier de sorte que, au
cours d'une impulsion d'un signal amplifié et modulé par le SOA, une valeur
moyenne de la phase sur un intervalle de temps de l'au moins une impulsion
du signal amplifié et modulé par le SOA, de préférence sur un intervalle de
temps de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le SOA
sur lequel la phase est croissante ou respectivement décroissante, soit infé-
rieure ou supérieure à une valeur moyenne de la phase sur un autre intervalle
de temps de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé par le
SOA, de préférence sur un intervalle de temps de l'au moins une impulsion
du signal amplifié et modulé par le SOA sur lequel la phase est croissante ou
respectivement décroissante.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut :
- varier de manière monotone sur au moins un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage, et/ou
- être croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une im-
pulsion du signal de pompage et/ou être décroissante sur au moins un inter-
valle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage.
L'au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal
de pompage sur lequel la valeur de crête varie de manière monotone et/ou
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 23 -
PCT/EP2022/068209
l'au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de
pompage sur lequel la valeur de crête est croissante et/ou l'au moins un in-
tervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage sur
lequel la valeur de crête est croissante peut être tout ou partie de la durée
totale de l'au moins une impulsion du signal de pompage
La variation de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal
de pompage peut comprendre, ou être ou consistée en, un signal triangulaire.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut varier de manière monotone sur toute la durée de l'au moins une impul-
sion du signal de pompage.
Une fréquence d'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé
par le SOA peut être décalée, ajustée ou modulée en fonction d'un gradient
de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage sur
l'au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de
pompage sur lequel la valeur de crête est croissante et/ou en fonction d'un
gradient de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page sur l'au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du
signal de pompage sur lequel la valeur de crête est décroissante
De préférence, la fréquence d'au moins une impulsion du signal ampli-
fié et modulé par le SOA est décalée :
- en faisant varier la valeur de crête de l'au moins une impulsion du
signal de
pompage, de préférence la valeur de crête, la montée et/ou la descente de
l'au moins une impulsion du signal de pompage, et/ou
- par modulation, de préférence au moyen de l'unité de commande, de l'au
moins une impulsion du signal impulsionnel, de préférence encore de la valeur
de crête, de la montée et/ou de la descente d'au moins une impulsion du
signal impulsionnel, pouvant être produite par un générateur électrique.
Le gradient de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du
signal de pompage peut être le coefficient directeur de la valeur de crête
de l'au moins une impulsion du signal de pompage sur lequel la fonction est
croissante ou décroissante.
De préférence, le gradient de la valeur de crête du signal de pompage
est identique sur chacun des intervalles de temps de l'impulsion sur lequel la
valeur de crête est croissante ou décroissante.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 24 -
PCT/EP2022/068209
De préférence, la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal
de pompage est croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage et décroissante sur au moins un inter-
valle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage de sorte
qu'une fréquence de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé
par le SOA soit décalée, ajustée ou modulée en fonction de la valeur de crête
de l'au moins une impulsion du signal de pompage.
De préférence, la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal
de pompage est croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage et décroissante sur au moins un inter-
valle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage de sorte
qu'une fréquence de l'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé
par le SOA soit décalée, ajustée ou modulée en fonction de, de préférence
proportionnellement à, la vitesse de variation de la valeur de crête de l'au
moins une impulsion du signal de pompage.
De préférence :
- la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage est
croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion
du signal de pompage et décroissante sur au moins un intervalle de temps
de l'au moins une impulsion du signal de pompage, et
- une variation du signal de crête, sur l'au moins un intervalle de temps
sur
lequel le signal de crête est croissant, ou respectivement décroissant, est
supérieure, en valeur absolue, à 1.108 Ampères par seconde (A/s) et de ma-
nière davantage préférée à 1.109 A/s ou encore à 1.1010 A/s, et
- une variation du signal de crête, sur l'au moins un intervalle de temps
sur
lequel le signal de crête est décroissant, ou respectivement croissant, est
inférieure, en valeur absolue, à 1.108 Ampères par seconde (A/s) et de ma-
nière davantage préférée inférieure ou égale à 1.107 A/s ; de préférence une
variation du signal de crête, sur l'au moins un intervalle de temps sur lequel
le signal de crête est décroissant, ou respectivement croissant, à une
vitesse,
dite vitesse de variation de la valeur de crête, qui est supérieure, en valeur
absolue, à 1.104 Ampères par seconde (A/s), de préférence à 1.105 Ampères
par seconde (A/s) et/ou de manière préférée inférieure ou égale à 1.106 A/s,
de manière davantage préférée inférieure ou égale à 1.107 A/s et de manière
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 25 -
PCT/EP2022/068209
encore davantage préférée inférieure à 1.108 A/s,
de sorte qu'une fréquence de l'au moins une impulsion du signal amplifié et
modulé par le SOA soit décalée, ajustée ou modulée en fonction de la vitesse
de variation de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de
pompage ou, de préférence, soit ou tende à être décalée, ajustée ou modulée
proportionnellement à, la vitesse de variation de la valeur de crête de l'au
moins une impulsion du signal de pompage.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut comprendre une valeur de crête moyenne sur au moins un intervalle de
temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage, de préférence sur
l'au moins un intervalle de temps sur lequel la valeur de crête est croissante
ou sur l'au moins un intervalle de temps sur lequel la valeur de crête est
décroissante, qui est égale à une valeur de crête moyenne sur au moins un
autre intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage,
de préférence sur l'au moins un intervalle de temps sur lequel la valeur de
crête est croissante ou sur l'au moins un intervalle de temps sur lequel la
valeur de crête est décroissante.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut varier, de préférence par modulation, de préférence au moyen de l'unité
de commande, de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel, de préfé-
rence encore par modulation de la valeur de crête, de la montée et/ou de la
descente de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel, pouvant être
produite par un générateur électrique, de sorte qu'une valeur de crête
moyenne sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du
signal de pompage, de préférence sur l'au moins un intervalle de temps sur
lequel la valeur de crête est croissante ou sur l'au moins un intervalle de
temps sur lequel la valeur de crête est décroissante, soit égale à une valeur
de crête moyenne sur au moins un autre intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage, de préférence sur l'au moins un inter-
valle de temps sur lequel la valeur de crête est croissante ou sur l'au moins
un intervalle de temps sur lequel la valeur de crête est décroissante.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut comprendre une valeur de crête moyenne sur au moins un intervalle de
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 26 -
PCT/EP2022/068209
temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage, de préférence sur
l'au moins un intervalle de temps sur lequel la valeur de crête est croissante
ou sur l'au moins un intervalle de temps sur lequel la valeur de crête est
décroissante, qui est inférieure ou supérieure à une valeur de crête moyenne
sur au moins un autre intervalle de temps de l'au moins une impulsion du
signal de pompage, de préférence sur l'au moins un intervalle de temps sur
lequel la valeur de crête est croissante ou sur l'au moins un intervalle de
temps sur lequel la valeur de crête est décroissante.
La valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de pompage
peut varier, de préférence par modulation, de préférence au moyen de l'unité
de commande, de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel, de préfé-
rence encore de la valeur de crête, de la montée et/ou de la descente d'au
moins une impulsion du signal impulsionnel, pouvant être produite par un
générateur électrique, de sorte qu'une valeur de crête moyenne sur au moins
un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage, de
préférence sur l'au moins un intervalle de temps sur lequel la valeur de crête
est croissante ou sur l'au moins un intervalle de temps sur lequel la valeur
de
crête est décroissante, soit inférieure ou supérieure à une valeur de crête
moyenne sur au moins un autre intervalle de temps de l'au moins une impul-
sion du signal de pompage, de préférence sur l'au moins un intervalle de
temps sur lequel la valeur de crête est croissante ou sur l'au moins un inter-
valle de temps sur lequel la valeur de crête est décroissante.
Le procédé peut comprendre une mesure de données relatives à une
phase du signal amplifié et modulé par le SOA.
La mesure de données de la phase du signal amplifié et modulé par le
SOA peut être réalisée par un détecteur de quadrature de phase, détecteur
cohérent ou démodulateur optique en quadrature de phase.
Le procédé peut comprendre une détermination de la modulation de
l'au moins une impulsion du signal impulsionnel et/ou de la variation de l'au
moins une impulsion du signal de pompage à partir de données :
- relatives à la phase du signal amplifié et modulé par le SOA, et
- de données de la valeur de crête de l'au moins une impulsion du signal de
pompage en fonction duquel le faisceau laser maître est amplifié et modulé.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 27 -
PCT/EP2022/068209
Le procédé peut être mis en uvre sans, c'est-à-dire peut ne pas com-
prendre, l'étape de calibration de la valeur de crête, c'est-à-dire l'étape de
détermination de la modulation de l'au moins une impulsion du signal impul-
sionnel et/ou de la variation de l'au moins une impulsion du signal de pom-
page.
Le procédé peut ne pas comprendre l'étape de mesure ou de détermi-
nation des données relatives à la phase du signal amplifié et modulé par le
SOA. Ces données peuvent être recueillies préalablement et/ou indépendam-
ment du procédé selon l'invention. Les données relatives à la phase du signal
amplifié et modulé par le SOA peuvent être des données stockées, reçues ou
transmises, par exemple à l'unité de commande lors de la mise en oeuvre du
procédé selon l'invention. Par exemple, les données relatives à la phase du
signal amplifié et modulé par le SOA peuvent être des données stockées dans
une mémoire d'un support informatique.
Les données relatives à la phase du signal amplifié et modulé par le
SOA peuvent être déterminées et/ou mesurées, de préférence lors de la mise
en oeuvre du procédé selon l'invention.
Autrement dit, l'étape de calibration peut être mis en oeuvre indépen-
damment du procédé et le procédé peut être mis en oeuvre sans l'étape de
détermination de la modulation du signal impulsionnel ou de la variation du
signal de pompage.
Il peut être entendu par détermination de la modulation de l'au moins
une impulsion du signal impulsionnel et/ou de la variation de l'au moins une
impulsion du signal de pompage , la détermination de la modulation à ap-
pliquer au signal impulsionnel et/ou la détermination de la variation à appli-
quer au signal de pompage.
La détermination de la modulation du signal impulsionnel et/ou de la
variation du signal de pompage, à appliquer, peut comprendre, ou être ou
consistée en, la calibration de la modulation et/ou de la variation.
La détermination de la modulation du signal impulsionnel et/ou de la
variation du signal de pompage peut comprendre l'étape consistant à ajuster,
adapter ou régler, la modulation de la modulation du signal impulsionnel ap-
pliquée et/ou de la variation du signal de pompage appliquée.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 28 -
PCT/EP2022/068209
Selon une première variante, la détermination de la modulation du si-
gnal impulsionnel et/ou de la variation du signal de pompage, peut com-
prendre les étapes consistant à :
- moduler le signal impulsionnel, de préférence la valeur de crête, la
montée
et/ou la descente de l'au moins une impulsion du signal impulsionnel, et/ou
moduler la variation du signal de pompage, de préférence la variation de la
valeur de crête, de montée et/ou de descente de l'au moins une impulsion du
signal de pompage, et/ou
- amplifier et moduler le faisceau laser maître, au moyen du SOA, en
fonction
du signal de pompage, et
- ajuster, adapter ou régler, la modulation du signal impulsionnel
appliquée
et/ou la modulation de la variation du signal de pompage appliquée.
Selon une deuxième variante, la détermination de la modulation de la
valeur de crête, peut comprendre les étapes consistant à :
- moduler un signal impulsionnel de référence, de préférence dont la valeur
de crête est constante, de préférence encore un signal impulsionnel carré, de
préférence encore la valeur de crête, la montée et/ou la descente d'au moins
une impulsion du signal impulsionnel de référence, et/ou moduler la variation
du signal de pompage, de préférence la variation de la valeur de crête, de
montée et/ou de descente de l'au moins une impulsion du signal de pompage,
et
- déterminer la modulation de l'au moins une impulsion du signal
impulsionnel
à appliquer et/ou de la variation de l'au moins une impulsion du signal de
pompage à appliquer.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à amplifier, au moyen
d'un amplificateur à fibre optique, le faisceau laser maître amplifié et
modulé
par le SOA.
Le procédé peut comprendre l'étape consistant à compenser ou modu-
ler ou adapter ou modifier, de préférence au moyen d'une unité de commande
du LIDAR ou du SOA, l'amplification du faisceau laser maître opérée par le
SOA en fonction de ou par rapport à l'amplification du faisceau laser maître
amplifié et modulé opérée par l'amplificateur à fibre optique.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 29 -
PCT/EP2022/068209
Le dispositif selon l'invention convient, de préférence est agencé, de
préférence encore est spécialement conçu, pour mettre en oeuvre le procédé
selon l'invention.
Le procédé selon l'invention peut, de préférence est spécialement
conçu pour, être mis en uvre par le dispositif selon l'invention.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 30 -
PCT/EP2022/068209
Description des figures
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la
lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de
réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
[Fig. 1] la figure 1 illustre une représentation schématique du montage
expérimental, de type Mach Zhender, utilisé pour déterminer l'évolution de la
phase et de l'amplitude du faisceau laser maître amplifié et modulé par le
SOA,
[Fig. 2] la figure 2 illustre l'évolution, moyennée sur 1000 impulsions, de
l'intensité et de la phase du signal amplifié et modulé par le SOA obtenu à
partir d'un signal de pompage carré,
[Fig. 3] les figures 3a et 3b illustrent l'évolution, sur une moyenne de 1000
impulsions, de l'intensité, de la phase P et de la fréquence f du signal
amplifié
et modulé 2 obtenu à partir d'un signal de pompage carré et les figures 3c et
3d illustrent la densité spectrale de puissance obtenue (échelle logarithmique
et linéaire), par détection cohérente à partir d'un signal de pompage carré,
en fonction du spectre de fréquences intégrées sur la durée de l'impulsion,
[Fig. 4] les figures 4a et 4b illustrent l'évolution, sur une moyenne de 1000
impulsions, de l'intensité, de la phase P et de la fréquence du signal
amplifié
et modulé 2 obtenu à partir d'un signal de pompage dont la valeur de crête
des impulsions est modulée et les figures 4c et 4d illustrent la densité
spectrale de puissance obtenue, par détection cohérente à partir d'un signal
de pompage dont la valeur de crête des impulsions est modulée, en fonction
du spectre de fréquences intégrées sur la durée de l'impulsion,
[Fig. 5] la figure 5a et 5b illustre l'évolution, sur une moyenne de 1000
impulsions, de l'intensité, de la phase P et de la fréquence du signal
amplifié
et modulé 2 obtenu à partir d'un signal de pompage dont la valeur de crête
des impulsions est modulée et les figures 5c et 5d illustrent la densité
spectrale de puissance obtenue, par détection cohérente à partir d'un signal
de pompage dont la valeur de crête des impulsions est modulée, en fonction
du spectre de fréquences intégrées sur la durée de l'impulsion,
[Fig. 6] la figure 6 est une représentation schématique d'un LIDAR pulsé pour
détection cohérente,
[Fig. 7] la figure 7a représente l'évolution de l'intensité du signal de
pompage
carré qui est injecté dans le SOA 3Ia figure 7b représente l'évolution, au
cours
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 31 -
PCT/EP2022/068209
de l'impulsion, de la puissance du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3
obtenu à partir du signal de pompage carré de la figure 7a, la figure 7c
représente l'évolution, au cours de l'impulsion, de la fréquence du signal
amplifié et modulé 2 par le SOA 3 obtenu à partir du signal de pompage carré
de la figure 7a et la figure 7d illustre la densité spectrale de puissance
obtenue, par détection cohérente à partir d'un signal de pompage carré, en
fonction du spectre de fréquences intégrées sur la durée de l'impulsion,
[Fig. 8] la figure 8 est une représentation schématique des modes de
réalisation de l'unité de commande comprenant un ou plusieurs
commutateurs agencés pour commander le signal de pompage,
[Fig. 9] la figure 9a représente l'évolution de l'intensité du signal de
pompage
qui est injecté dans le SOA 3, la figure 9b représente l'évolution, au cours
de
l'impulsion, de la puissance du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3
obtenu à partir du signal de pompage dont la valeur de crête des impulsions
est modulée tel qu'illustré sur la figure, 9a la figure 9c représente
l'évolution,
au cours de l'impulsion, de la fréquence du signal amplifié et modulé 2 par le
SOA 3 obtenu à partir du signal de pompage dont la valeur de crête des
impulsions est modulée tel qu'illustré sur la figure 9a et la figure 9d
illustre
la densité spectrale de puissance obtenue, par détection cohérente à partir
du signal de pompage dont la valeur de crête des impulsions est modulée tel
qu'illustré sur la figure 9a, en fonction du spectre de fréquences intégrées
sur
la durée de l'impulsion,
[Fig. 10] la figure 10a représente l'évolution de l'intensité du signal de
pompage qui est injecté dans le SOA 3, la figure 10b représente l'évolution,
au cours de l'impulsion, de la puissance du signal amplifié et modulé 2 par le
SOA 3 obtenu à partir du signal de pompage dont la valeur de crête des
impulsions est modulée tel qu'illustré sur la figure 10a, la figure 10c
représente l'évolution, au cours de l'impulsion, de la fréquence du signal
amplifié et modulé 2 par le SOA 3 obtenu à partir du signal de pompage dont
la valeur de crête des impulsions est modulée tel qu'illustré sur la figure
10a
et la figure 10d illustre la densité spectrale de puissance obtenue, par
détection cohérente à partir du signal de pompage dont la valeur de crête des
impulsions est modulée tel qu'illustré sur la figure 10a, en fonction du
spectre
de fréquences intégrées sur la durée de l'impulsion.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 32 -
PCT/EP2022/068209
Description des modes de réalisation
Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on
pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant
qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres
caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une
phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de
caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour
différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
Cette
sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle
sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels
si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique
ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique
antérieure.
La FIGURE 1 illustre le montage expérimental 1 utilisé pour caractériser
les propriétés du faisceau laser maître amplifié et modulé 2 par le SOA 3 en
fonction d'un signal de pompage 4. Le montage 1 comprend une diode laser
Emcore DFB-CW-FC-PM vendu par la société Ixblue émettant en
continu un faisceau laser maître à une longueur d'onde de 1545 nm, corres-
pondant à une fréquence de 194 THz, dite fréquence de référence fref.
Le SOA 3 utilisé est un amplificateur optique à semi-conducteur
BOA1004P vendu par la société Thorlabs . Le faisceau laser maître 6
émis par la diode 5 est divisé en deux faisceaux 61, 62 par un séparateur 71
ou coupleur 50/50 vendu par la société AFR . Le faisceau 61 est
utilisé comme oscillateur local 61 et est injecté dans un démodulateur en
quadrature de phase 8 Kylia C0H24 vendu par la société Kylia . Le
faisceau 62 est atténué par un atténuateur 9, 91 ou atténuateur optique fibré
vendu par la société AFR pour ne pas saturer le SOA 3.
Une générateur d'impulsions 10 comprenant un générateur électrique
110 BFS-VRM-03 de marque Picolas 2.5 Ampères (A), 5 Volts (V) qui gé-
nère un courant électrique sous la forme de signaux impulsionnels carrés tels
que représentés sur la FIGURE 7a. Le SOA 3 couple les fonctions de modula-
tion et d'amplification. Le signal de pompage 4 selon le mode de réalisation
est généré par le générateur d'impulsions 10. Les impulsions du signal de
pompage 4 généré par le générateur d'impulsions 10 présentent une valeur
de crête qui varie au cours de l'impulsion. L'unité de commande 15 selon
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 33 -
PCT/EP2022/068209
l'invention fait varier le signal de pompage en modulant les signaux impul-
sionnels carrés (représentés sur la figure 7a) émis par le générateur élec-
trique 110. Le faisceau laser maître 6 est amplifié et modulé, par le SOA 3,
en fonction du signal de pompage 4 qui est injecté dans le SOA 3. Le faisceau
amplifié et modulé 2 est atténué par un atténuateur 9, 92 de sorte à ne pas
saturer le détecteur 11. Le faisceau amplifié, modulé et atténué 21 est divisé
en deux par un coupleur supplémentaire 72. Une partie du faisceau amplifié,
modulé et atténué 21 est injecté dans le démodulateur optique à quadrature
de phase 8.
L'intensité de l'autre partie du faisceau amplifié, modulé et atténué 21,
notée la, est mesurée par le détecteur 11 DETO1CFC vendu par la société
Thorlabs . Par conséquent, l'intensité du faisceau amplifié et modulé 2,
notée Im, est proportionnelle à l'intensité la 21. Un facteur k relie
l'intensité
la à Im selon la relation suivante :
= k.1m, formule 1.
Un détecteur balancé 23 PDB480C-AC de marque Thorlabs est
couplé au démodulateur 8 pour mesurer les bandes du signal amplifié, mo-
dulé et atténué 21 en phase et en quadrature avec le signal de l'oscillateur
local 61. Ainsi, il est possible de suivre l'évolution de la phase, notée P,
et de
l'intensité la du signal amplifié et modulé 2 durant l'impulsion.
La mesure d'intensité réalisée par le détecteur 11 et les mesures de
phase P réalisées par le démodulateur 8, telles que décrites en référence à la
FIGURE 1, ne sont pas nécessaire à la mise en oeuvre du procédé selon l'in-
vention. Le procédé selon l'invention présente l'avantage de ne pas nécessiter
de telles mesures, en particulier pour la détermination du sens de la vitesse
du vent. Les mesures décrites ont pour but de démontrer les apports tech-
niques et avantages de l'invention vis-à-vis des LIDARs de l'état de l'art.
Tou-
tefois, il n'est pas exclu que le procédé comprenne de telles mesures.
Les signaux amplifiés et modulés 2 présentés aux FIGURES 2 à 4 ont
été obtenus en utilisant un signal de pompage 4 carré de 400 nanosecondes
(ns) et d'une intensité de 0.6 A, injecté dans le SOA 3 pour moduler et am-
plifier le faisceau laser maître 6. La valeur de crête 14 du signal de pompage
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 34 -
PCT/EP2022/068209
4 carré classique ou standard , tel qu'utilisé dans l'état de l'art,
est
constante sur toute la durée de l'impulsion. Chaque impulsion du signal de
pompage 4 comprend une montée 12 du signal, un signal de crête 14 et une
descente 13 du signal.
La FIGURE 2 illustre l'évolution de l'intensité la en unité arbitraire (u.a)
et la phase P en radians (rad) du signal amplifié et modulé 2 moyennée sur
1000 impulsions. On remarque en effet que la phase P suit l'intensité Ta du
signal dans les premières dizaines de nanosecondes. La phase P s'écarte en-
suite de l'intensité la du signal amplifié et modulé 2. La FIGURE 2b est zoom
sur les quatre-vingt premières nanosecondes de l'impulsion de la FIGURE 2a.
La phase P de l'impulsion, en radians (rad) est reportée sur l'axe des ordon-
nées et le temps en secondes (s) est reporté sur l'axe des abscisses.
Il est à noter que les valeurs de la phase P lorsque l'intensité la est
nulle n'ont pas de sens. Cette observation est valable pour l'ensemble de la
description.
Sur la FIGURE 3a est représentée l'évolution de l'intensité la, de la
phase P, du signal amplifié et modulé 2 moyennée sur 1000 impulsions. Le
signal de pompage 4 injecté dans le SOA 3, pour amplifier et moduler le
faisceau laser maître 6, est un signal carré. L'évolution de la phase P suit
la
même tendance que celle de la FIGURE 2. En outre, on remarque ici que
l'intensité la du signal amplifié et modulé 2 est sujette à des variations non
négligeables dans la première moitié de l'impulsion. La phase P de
l'impulsion,
en radians, est reportée sur l'axe des ordonnées et le temps, en secondes,
est reporté sur l'axe des abscisses. L'intensité Ta du signal amplifié et
modulé
2 est en unités arbitraires.
Sur la FIGURE 3b est représentée l'évolution, instantanée, de l'inten-
sité la et de la fréquence f du signal amplifié et modulé 2 moyennée sur 1000
impulsions. La fréquence f du signal amplifié et modulé 2 a été calculée à
partir des données de phase de la FIGURE 3 selon la formule :
f * formule 2.
-2pi
La fréquence f de l'impulsion, en Méga Hertz (MHz), est reportée sur l'axe
des ordonnées et le temps, en secondes, est reporté sur l'axe des abscisses.
L'intensité la du signal amplifié et modulé 2 est en unité arbitraire.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 35 -
PCT/EP2022/068209
On remarque une variation conséquente de la fréquence f du signal
amplifié et modulé 2 lors de la montée 12 et de la descente 13. En outre, la
fréquence f du signal amplifié et modulé 2 est instable pendant l'ensemble de
l'impulsion.
Sur les FIGURES 3c et 3d est représenté le spectre de fréquences in-
tégrées sur la durée de l'impulsion obtenu par détection cohérente à partir
du signal impulsionnel amplifié et modulé 2, obtenu en faisant varier linéai-
rement la valeur de crête 14 du signal de pompage 4, et de l'oscillateur local
61. Il y est illustré la densité spectrale de puissance, en amplitude
relative,
en échelle logarithmique pour la FIGURE 3c et en échelle linéaire pour la FI-
GURE 3d, en ordonnées en fonction de la fréquence, en MHz, en abscisses.
Le décalage induit par le SOA correspond au décalage entre la fréquence de
référence fref du faisceau laser maître 6, c'est-à-dire de l'oscillateur local
61,
et la fréquence f du signal amplifié et modulé 2. En référence aux FIGURES
4c et 4d, il est observé un décalage induit par le SOA de 2,2 MHz résultant
par la variation de la phase du signal amplifié et modulé 2 durant
l'impulsion.
Cette variation de phase est fréquente mais pas systématique. En outre, elle
est incontrôlable et dépend de la dérive de la phase du signal amplifié et
modulé 2. Cette variation de phase du signal amplifié et modulé 2 provoque
également un élargissement du pic en fréquence observé, l'apparition d'un
ou plusieurs lobe(s) à la base de ce pic, ou plus généralement une déforma-
tion de ce pic (voir la FIGURE. 3 d)
Pour pallier les différents problèmes ci-dessus, et en particulier pour
palier le décalage en fréquence du pic induit par la dérive de la phase du
signal amplifié et modulé 2 durant l'impulsion, la solution apportée par l'in-
vention est de maintenir constante, ou le plus constant possible, la phase P
du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 pendant l'impulsion. Pour ce
faire,
il est possible, par exemple, de faire varier la valeur de crête 14 des impul-
sions du signal de pompage 4 au moyen du générateur d'impulsions 10 et,
du LIDAR pulsé 1 selon l'invention dont un mode de réalisation particulier est
présenté à la FIGURE 8 et décrit ci-dessous.
Selon un mode de réalisation particulier, la modulation de la valeur de
crête 14 consiste à faire varier la valeur de crête 14 du signal de pompage 4
selon une fonction monotone tout au long de la durée de l'impulsion. Les
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 36 -
PCT/EP2022/068209
signaux amplifiés et modulés 2 présentés sur la FIGURE 4 ont été obtenus en
utilisant un signal de pompage 4 de 400 nanosecondes (ns) et d'une intensité
de 0.6 A, injecté dans le SOA 3 pour moduler et amplifier le faisceau laser
maître 6, dans lequel la valeur de crête 14 varie linéairement de manière
croissante sur l'ensemble de la durée de l'impulsion. Dans ce cas, la fonction
définissant la valeur de crête 14 du signal de pompage 4 est croissante et
monotone sur l'intervalle de temps de l'impulsion.
Sur la FIGURE 4a est illustrée l'évolution de la phase P en fonction du
temps. L'intensité la, en unité arbitraire, du signal impulsionnel amplifié et
modulé 2 par le SOA 3 mesurée par le démodulateur 8 sont également re-
présentés.
On observe que l'injection d'une rampe linéaire de courant, par
exemple croissant, comme valeur de crête 14 du signal de pompage 4 dans
le SOA 3 permet d'obtenir une phase P du signal impulsionnel amplifié et
modulé 2 quasi-constante. La phase P présente une variation inférieure à 0,3
radians sur la durée de l'impulsion contrairement à une variation de 6 radians
sur la durée de l'impulsion dans le cas d'un signal de pompage carré tel que
présenté sur la FIGURE 3a.
La FIGURE 4b représente l'évolution de la fréquence f du signal impul-
sionnel amplifié et modulé 2, calculée à partir des données de phase de la
FIGURE 5a selon la formule 2, au cours de l'impulsion. La fréquence f de
l'impulsion, en Méga Hertz (MHz), est reportée sur l'axe des ordonnées et le
temps, en secondes, est reporté sur l'axe des abscisses.
Sur les FIGURES 4c et 4d est représenté le spectre de fréquences in-
tégrées sur la durée de l'impulsion obtenu par détection cohérente à partir
du signal impulsionnel amplifié et modulé 2, obtenu en faisant varier linéai-
rement la valeur de crête 14 du signal de pompage 4, et de l'oscillateur local
61. Il y est illustré la densité spectrale de puissance, en amplitude
relative,
en échelle log pour la FIGURE 4c et en échelle linéaire pour la FIGURE 4d, en
ordonnées en fonction de la fréquence, en MHz, en abscisses. En référence
aux FIGURES 4c et 4d, et comparé à un signal de pompage 4 carré, l'utilisa-
tion d'un signal de pompage dont la valeur de crête est une rampe linéaire
de courant permet d'obtenir un pic centré à la fréquence 0, c'est-à-dire sans
décalage induit par le SOA, sur la fréquence du faisceau laser maître 6. En
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 37 -
PCT/EP2022/068209
outre, cela permet également de réduire l'élargissement du pic mesuré et
d'atténuer les lobes à sa base
Pour pallier les différents problèmes ci-dessus, et en particulier pour
pouvoir déterminer le signe de la vitesse du vent sans avoir besoin d'utiliser
un dispositif supplémentaire tel qu'un MAO ou un démodulateur en quadra-
ture de phase, la solution apportée par l'invention est de faire varier une
phase P d'une impulsion du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 selon
une fonction qui est croissante sur au moins un intervalle de temps de l'im-
pulsion et qui est décroissante sur au moins un intervalle de temps de l'im-
pulsion. Selon le mode de réalisation, la phase P augmente et diminue de
sorte à former un signal triangulaire. Pour ce faire, il est possible, par
exemple, de moduler la valeur de crête 14 des impulsions du signal de pom-
page 4 au moyen de du générateur d'impulsions 10 du LIDAR pulsé 1.
Selon un mode de réalisation particulier, la modulation de la valeur de
crête 14 consiste à faire varier la valeur de crête 14 d'au moins une
impulsion
du signal de pompage 4 selon une fonction qui est croissante sur au moins
un intervalle de temps de l'impulsion et qui est décroissante sur au moins un
intervalle de temps de l'impulsion.
En pratique, la valeur de crête 14 du signal de pompage 4 s'apparente
à un signal triangulaire 14. Les signaux amplifiés et modulés 2 présentés sur
la FIGURE 5 ont été obtenus en utilisant un signal de pompage 4 de 400
nanosecondes (ns) et d'une intensité de 0.6 A, injecté dans le SOA 3 pour
moduler et amplifier le faisceau laser maître 6, dans lequel la valeur de
crête
14 forme un signal triangulaire. La valeur de crête 14 triangulaire du signal
de pompage 4 comprend une augmentation linéaire de l'intensité de 0.4 A
jusqu'à 0.6 A sur un intervalle de temps de 80 ns et une diminution linéaire
de l'intensité de 0.6 A jusqu'à 0.4 A sur un intervalle de temps de 20 ns. En
pratique, le signal de pompage 4 triangulaire comprend quatre triangles au
cours d'une impulsion. En outre, la valeur de crête 14 de fin de montée 12
d'un triangle considéré est égale à la valeur de crête 14 de fin de montée 12
d'un triangle qui précède, chronologiquement, le triangle considéré. En outre,
la valeur de crête 14 de fin de descente 13 d'un triangle considéré est égale
à la valeur de crête 14 de fin de descente 13 d'un triangle qui précède, chro-
nologiquement, le triangle considéré.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 38 -
PCT/EP2022/068209
Sur la FIGURE 5a est illustrée l'évolution de la phase en fonction du
temps. L'intensité Ta, en unité arbitraire, du signal impulsionnel amplifié et
modulé 2 par le SOA 3 mesurée par le démodulateur 8 est également repré-
senté. La FIGURE 5b représente l'évolution de la fréquence f du signal impul-
sionnel amplifié et modulé 2, calculée à partir des données de phase de la
FIGURE 5a selon la formule 2, au cours de l'impulsion. La fréquence f de
l'impulsion, en Méga Hertz (MHz), est reportée sur l'axe des ordonnées et le
temps, en secondes, est reporté sur l'axe des abscisses.
La modulation de la valeur de crête 14 de l'impulsion du signal de
pompage 4 comprend une variation de la valeur de crête 14. Cette variation
de la valeur de crête 14 est telle qu'une valeur de crête 14 moyenne sur un
intervalle de temps de l'impulsion sur lequel la fonction est croissante ou
décroissante est égale à chacune des autres valeurs de crête 14 moyennes
de chacun des autres intervalles de temps de l'impulsion sur lequel la
fonction
est croissante ou décroissante. La valeur de crête 14 moyenne sur un
intervalle considéré de l'impulsion sur lequel la fonction, de la valeur de
crête
d'au moins une impulsion du signal de pompage, est croissante ou
décroissante, est :
- identique à la valeur de crête 14 moyenne sur un intervalle de
l'impulsion
sur lequel la fonction, de la valeur de crête d'au moins une impulsion du
signal
de pompage, est croissante ou décroissante et qui est chronologiquement
successif à l'intervalle de temps considéré,
- identique à la valeur de crête 14 moyenne sur un intervalle de
l'impulsion
sur lequel la fonction, de la valeur de crête d'au moins une impulsion du
signal
de pompage, est croissante ou décroissante et qui précède
chronologiquement l'intervalle de temps considéré.
La phase P du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 est modulée de
sorte à former un signal triangulaire. En outre, la valeur moyenne de la phase
P sur un intervalle de temps considéré de l'impulsion, sur lequel la phase P
est croissante ou décroissante, est
- supérieure à la valeur moyenne de la phase P sur un intervalle de temps
sur lequel la phase P est croissante ou décroissante et qui est chronologique-
ment successif à l'intervalle de temps considéré,
- inférieure à la valeur moyenne de la phase P sur un intervalle de temps
sur
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 39 -
PCT/EP2022/068209
lequel la phase P est croissante ou décroissante et qui précède chronologi-
quement l'intervalle de temps considéré.
En particulier, la valeur de crête 14 du signal de pompage 4 est suc-
cessivement croissante et décroissante au cours d'une même impulsion con-
sidérée. Cela a pour effet que la phase P de l'impulsion du signal amplifié et
modulé 2 par le SOA 3 en fonction de l'impulsion considérée du signal de
pompage 4 présente une valeur de phase P qui varie de modulo 2n plusieurs
fois au cours de l'impulsion du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3. De
préférence, chaque variation de 2n de la phase au cours de l'impulsion du
signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 comprend une augmentation de la
valeur de la phase à une vitesse modérée de l'ordre de 1.108 rad/s et une
diminution brusque qualifiée de saut de phase à une vitesse la plus rapide
possible, typiquement de l'ordre de 1.1010 rad/s. Selon le mode de
réalisation,
la valeur de crête 14 de l'au moins une impulsion du signal de pompage 4
varie de manière croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins
une impulsion du signal de pompage 4 et varie de manière décroissante sur
au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de
pompage 4. Dans ce cas, de préférence et à titre d'exemples non limitatifs,
la variation de la valeur de crête 14 du signal de pompage 4 sur sa partie
croissante ou, comme c'est le cas selon le mode de réalisation présenté, dé-
croissante au cours d'une même impulsion considérée est supérieure, en va-
leur absolue, à 1.108 Ampères par seconde (A/s) et de manière davantage
préférée à 1.109 A/s ou encore à 1.1010 A/s.
Sur la figure 5a, la phase P du signal amplifié et modulé 2 par le SOA
3 évolue de manière similaire au signal de pompage 4 contrairement à la
figure 4a où l'augmentation monotone de la valeur de crête du signal de
pompage 4 sur toute la durée de l'impulsion impliquait une phase constante.
Aussi, la variation rapide (vitesse de variation typiquement supérieure à
1.108
A/s) de la valeur de crête du signal de pompage 4 a pour effet d'obtenir une
variation non nulle de la phase P du signal amplifié et modulé 2 par le SOA
3. Une variation modérée (vitesse de variation typiquement inférieure à 1.107
A/s) de la valeur de crête du signal de pompage 4 a pour effet d'obtenir une
variation nulle de la phase P du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3,
c'est-à-dire une phase constante.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 40 -
PCT/EP2022/068209
Sur les FIGURES 5c et 5d est représenté le spectre de fréquences in-
tégrées sur la durée de l'impulsion obtenu par détection cohérente à partir
du signal impulsionnel amplifié et modulé 2, obtenu au moyen d'une valeur
de crête 14 du signal de pompage 4 sous forme d'un signal triangulaire, et
de l'oscillateur local 61. Il y est illustré la densité spectrale de
puissance, en
amplitude relative, en échelle log pour la FIGURE 5d et en échelle linéaire
pour la FIGURE 5c, en ordonnées en fonction de la fréquence, en MHz, en
abscisses. En référence aux FIGURES 5c et 5d, et comparé à un signal de
pompage 4 carré, l'utilisation d'une valeur de crête 14 du signal de pompage
4 triangulaire permet d'obtenir un décalage en fréquence induit par le SOA
d'une valeur contrôlée, ici de 19,1 MHz. En pratique, le décalage en fréquence
introduit par le SOA est fonction du gradient de l'augmentation de la valeur
de crête 14 du signal de pompage 4. En référence aux figures 5a et 5b, le
décalage en fréquence introduit par le SOA, tel qu'illustré sur la figure 5d,
est, ou tend à devenir, proportionnel au coefficient directeur des parties
crois-
santes du signal de crête 14 triangulaire lorsque la variation de la valeur de
crête 14 du signal de pompage 4 sur les parties décroissantes du signal de
crête 14 triangulaire est supérieure à 1.108 Ampères par seconde (A/s) et de
manière davantage préférée à 1.109 A/s ou encore à 1.1010 A/s. De manière
alternative (non représentée), le décalage en fréquence introduit par le SOA
est, ou tend à devenir, proportionnel au coefficient directeur des parties dé-
croissantes du signal de crête 14 triangulaire lorsque la variation de la
valeur
de crête 14 du signal de pompage 4 sur les parties croissantes du signal de
crête 14 triangulaire est supérieure à 1.108 Ampères par seconde (A/s) et de
manière davantage préférée à 1.109 A/s ou encore à 1.1010 A/s. En outre,
comparé à la FIGURE 3d, on remarque, comme pour la FIGURE 4d, une ré-
duction de l'élargissement du pic et une atténuation des lobes à la base du
pic.
Selon le mode de réalisation présenté, et en référence à la FIGURE 6,
le LIDAR pulsé 1 selon l'invention comprend un laser maître 5 apte à émettre
un faisceau laser maître 6, un générateur d'impulsions 10 apte à générer un
signal de pompage 4 impulsionnel, un SOA 3 agencé pour amplifier et modu-
ler le faisceau laser maître 6 en fonction du signal de pompage 4. Le faisceau
laser maître amplifié et modulé 2 formant un faisceau laser de mesure 2. Le
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 41 -
PCT/EP2022/068209
LIDAR pulsé 1 comprend également une unité de commande 15 agencée pour
moduler une valeur de crête 14 d'au moins une impulsion du signal impul-
sionnel carré (représentés sur la figure 7a) émis par le générateur électrique
110. Selon le mode de réalisation, le LIDAR pulsé 1 comprend, en outre, un
circulateur ou un séparateur de faisceau 16, un télescope 17, un capteur op-
tique 18 et des fibre optiques 19 reliant les composants et agencées pour
acheminer les signaux d'un élément du LIDAR 1 à l'autre. Le faisceau laser
de mesure 2, lorsqu'il atteint une cible, par exemple une particule, est en
partie réfléchi et/ou rétrodiffusé vers le LIDAR 1. Cette partie réfléchie
et/ou
rétrodiffusé est appelée faisceau laser de retour 24, repasse par le télescope
17, entre dans le circulateur 16 par la deuxième entrée-sortie et ressort par
une troisième entrée-sortie pour être dirigé vers le capteur optique 18. Les
signes de référence décrits à la FIGURE 1 restent inchangés.
En référence à la FIGURE 7a, il est illustré l'utilisation d'un signal de
pompage 4 carré tel que décrit dans l'état de l'art. La FIGURE 7b représente
l'évolution de la puissance du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 durant
l'impulsion. La FIGURE 7c représente l'évolution de la fréquence f du signal
amplifié et modulé 2 par le SOA 3 durant l'impulsion. On observe une varia-
tion de la fréquence du signal amplifié et modulé 2 autour de la fréquence de
référence fref de l'oscillateur local. La fréquence du signal amplifié et
modulé
2 dérive depuis une fréquence f2 supérieure à la fréquence de référence fret
jusqu'à une fréquence fi inférieure à la fréquence de référence fret. Sur la
FIGURE 7d est représenté le spectre de fréquences intégrées sur la durée de
l'impulsion obtenu par détection cohérente à partir du signal impulsionnel
amplifié et modulé 2, obtenue au moyen d'un signal de pompage 4 carré, et
de l'oscillateur local 61. La FIGURE 7d illustre la densité spectrale de puis-
sance, en amplitude relative, en ordonnées en fonction de la fréquence, en
MHz, en abscisses. Il y est illustré le pic idéal qui devrait théoriquement
être
obtenu à partir d'un signal carré et le pic réel qui est effectivement obtenu
en
utilisant un signal de pompage 4 carré. On peut observer l'élargissement du
pic et l'apparition d'un lobe à la base du pic induits par la dérive de la fré-
quence du signal amplifié et modulé 2.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 42 -
PCT/EP2022/068209
Sur la FIGURE 8 est illustré des modes de réalisation de l'unité de
commande 15 selon l'invention. L'unité de commande 15 comprend un ou
plusieurs commutateurs 22 agencés pour faire varier le signal de pompage 4
par commutation, modulation et commande du signal impulsionnel carré
(représenté sur la figure 7a) émis par le générateur électrique 110. Le
générateur d'impulsion 10 comprend, en outre, une unité de commande 15,
une alimentation 101, un dispositif de stockage d'énergie 20, par exemple un
condensateur 20, et un circuit de commande 22 du ou des commutateurs 22.
L'unité de commande 15 est agencée pour moduler, tel que défini
précédemment, le signal impulsionnel carré (représenté sur la figure 7a) émis
par le générateur électrique 110 de sorte à générer une variation de la valeur
de crête 14 des impulsions du signal de pompage 4.
L'unité de commande 15 permet d'obtenir des impulsions du signal de
pompage 4 de plusieurs ampères, voire dizaines d'ampères, brèves, de
quelques dizaines de nanosecondes, et avec des fronts de montée 12 et de
descente 13 rapides, typiquement inférieurs à 10 ns.
En référence aux FIGURES 8a et 8b, le ou les commutateurs 22 sont
des NMOS. En référence aux FIGURES 8c et 8d, le ou les commutateurs 22
sont des PMOS.
En référence aux FIGURES 8b et 8d, l'unité de commande 15 comprend
un commutateur 221, dit commutateur primaire 221, et un commutateur
222, dit commutateur secondaire 222. Le commutateur secondaire 222 est
agencé pour commuter et moduler le signal électrique plus rapidement que
le commutateur primaire 221. Le commutateur secondaire 222 permet
d'assurer une très bonne extinction optique, typiquement supérieure à 70 dB,
et d'améliorer le temps de descente 12 du SOA 3. Le commutateur secondaire
222 a pour fonction de dissiper plus rapidement les charges du SOA 3 lorsque
SOA 3 est en cours d'amplification du faisceau laser maître 6.
En référence à la FIGURE 9, il est illustré l'utilisation de l'unité de com-
mande 15 pour moduler la valeur de crête 14 du signal de pompage 14 en
augmentant linéairement et de manière monotone la valeur de crête 14 du
signal impulsionnel carré (représenté sur la figure 7a) émis par le générateur
électrique 110.
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 43 -
PCT/EP2022/068209
La FIGURE 9a illustre une impulsion du signal de pompage 4 variant
linéairement de manière croissant et monotone au cours de l'impulsion. La
FIGURE 9b représente l'évolution de la fréquence f du signal amplifié et mo-
dulé 2 par le SOA 3 durant l'impulsion. La FIGURE 9c représente l'évolution
de la puissance du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 durant
l'impulsion.
Sur la FIGURE 9d sont représentés les spectres de fréquences intégrées sur
la durée de l'impulsion obtenu par détection cohérente à partir de signaux
impulsionnel amplifiés et modulés 2, obtenus par différents signaux de pom-
page 4, et de l'oscillateur local 61. La FIGURE 9d illustre la densité
spectrale
de puissance, en amplitude relative, en ordonnées en fonction de la fré-
quence, en MHz, en abscisses. Il est y est représenté le pic idéal recherché
pour les besoins du lidar, le pic sans compensation qui est obtenu à partir
d'un signal de pompage 4 carré et le pic avec compensation obtenu à partir
du signal de pompage 4 tel que décrit dans la FIGURE 9a. On observe que le
pic sans compensation obtenu à partir du signal de pompage 4 carré est large
et présente des lobes à sa base. Cela est induit par la dérive de la fréquence
du signal amplifié et modulé 2. Le pic avec compensation obtenu à partir du
signal de pompage 4 tel que décrit dans la figure 9a est centré sur la fré-
quence de référence du faisceau laser maître 6 avec Af=0 où Af est égal à la
différence entre la fréquence du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 et
la fréquence (fret) du faisceau laser maître (ou oscillateur local) 61 . En
outre,
comparé au pic sans compensation, on remarque, comme pour la FIGURE 4d,
une réduction de l'élargissement du pic et une atténuation des lobes à la base
du pic
En référence à la FIGURE 10, il est illustré l'utilisation de l'unité de
commande 15 pour faire varier la valeur de crête 14 du signal de pompage
14 par modulation du signal impulsionnel carré (représenté sur la figure 7a)
émis par le générateur électrique 110 :
- en augmentant et en diminuant successivement la valeur de crête 14 du
signal de pompage 4, et
- en faisant croitre, de manière non linéaire et non monotone, la valeur de
crête 14 du signal de pompage 4 sur la durée de l'impulsion. Plus précisé-
ment, l'unité de commande 15 est agencée pour faire varier la valeur de crête
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 44 -
PCT/EP2022/068209
14 des impulsions du signal de pompage 4 par modulation du signal impul-
sionnel carré (représenté sur la figure 7a) émis par le générateur électrique
110 de sorte qu'une valeur de crête 14 moyenne sur un intervalle de temps
de l'impulsion sur lequel la fonction est croissante, ou respectivement dé-
croissante, soit inférieure ou supérieure à une valeur de crête 14 moyenne
sur un autre intervalle de temps de l'impulsion sur lequel la fonction est
crois-
sante, ou respectivement décroissante. Encore plus précisément, la valeur de
crête 14 moyenne sur un intervalle considéré de l'impulsion sur lequel la fonc-
tion est croissante ou décroissante, est :
- inférieure à valeur de crête 14 moyenne sur un intervalle de l'impulsion
sur
lequel la fonction est croissante ou décroissante et qui est chronologiquement
successif à l'intervalle de temps considéré,
- supérieure à valeur de crête 14 moyenne sur un intervalle de l'impulsion
sur lequel la fonction est croissante ou décroissante et qui précède chronolo-
giquement l'intervalle de temps considéré.
En pratique, le générateur d'impulsions 10 est agencée pour générer
un signal de pompage 4 triangulaire. Le signal de pompage 4 comprend cinq
triangles au cours d'une impulsion. En outre, la valeur de crête 14 de fin de
montée 12 d'un triangle considéré est supérieure à la valeur de crête 14 de
fin de montée 12 d'un triangle qui précède, chronologiquement, le triangle
considéré. En outre, la valeur de crête 14 de fin de descente 13 d'un triangle
considéré est inférieure à la valeur de crête 14 de fin de descente 13 d'un
triangle qui précède, chronologiquement, le triangle considéré. Autrement
dit, le générateur d'impulsions 10 est agencé pour faire croitre ou décroitre,
au cours d'une impulsion et de manière non linéaire et non monotone, la
valeur de crête moyenne 14 du signal de pompage 4.
La FIGURE 10a illustre une impulsion d'un signal de pompage 4 trian-
gulaire croissant non monotone. La FIGURE 10b représente l'évolution de la
fréquence du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 durant l'impulsion. La
FIGURE 10c représente l'évolution de la puissance du signal amplifié et mo-
dulé 2 par le SOA 3 durant l'impulsion. Sur la FIGURE 10d sont représentés
les spectres de fréquences intégrés sur la durée de l'impulsion obtenu par
détection cohérente à partir de signaux impulsionnels amplifiés et modulés 2,
obtenus par différents signaux de pompage 4, et de l'oscillateur local 61. La
FIGURE 10d illustre la densité spectrale de puissance, en amplitude relative,
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 45 -
PCT/EP2022/068209
en ordonnées en fonction de la fréquence, en MHz, en abscisses. Il y est
représenté le pic idéal recherché pour une application lidar, le pic sans com-
pensation effectivement obtenu à partir d'un signal de pompage 4 carré et le
pic avec compensation et contrôle de fréquence obtenu à partir du signal de
pompage 4 triangulaire croissant non monotone illustré FIGURE 10a. On ob-
serve que le pic sans compensation obtenu à partir du signal de pompage 4
carré est large et présente des lobes à sa base. Cela est induit par la dérive
de la fréquence du signal amplifié et modulé 2. Le pic avec compensation et
contrôle de fréquence obtenu à partir du signal de pompage 4 triangulaire
croissant non monotone présente un décalage en fréquence du pic d'une va-
leur contrôlée. Le décalage est fonction du gradient de l'augmentation
moyenne de la valeur de crête 14 du signal de pompage 4. En outre, comparé
au pic sans compensation effectivement obtenu à partir d'un signal de pom-
page 4 carré, on remarque, comme pour la FIGURE 4d, une réduction de
l'élargissement du pic et une atténuation des lobes à la base du pic.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être
décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples
sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, dans des variantes combinables entre elles des modes de
réalisation précédemment décrits :
- la valeur de crête 14 de l'au moins une impulsion du signal de pompage 4
comprend une valeur de crête moyenne 14 sur un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage 4, de préférence sur un intervalle
de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage sur lequel la
valeur de crête 14 est croissante ou décroissante, qui est inférieure ou
supérieure à une valeur de crête moyenne 14 sur un autre intervalle de temps
de l'au moins une impulsion du signal de pompage 4, de préférence sur un
intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage 4 sur
lequel la valeur de crête 14 est croissante ou décroissante, et/ou
- une fréquence d'au moins une impulsion du signal amplifié et modulé 2 par
le SOA 3 est décalée, ajustée ou modulée en fonction d'un gradient de la
valeur de crête 14 de l'au moins une impulsion du signal de pompage 4 sur
l'au moins un intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de
CA 03223737 2023- 12- 20

WO 2023/275332 - 46 -
PCT/EP2022/068209
pompage 4 sur lequel la valeur de crête 14 est croissante et/ou en fonction
d'un gradient de la valeur de crête 14 de l'au moins une impulsion du signal
de pompage 4 sur l'au moins un intervalle de temps de l'au moins une
impulsion du signal de pompage 4 sur lequel la valeur de crête 14 est
décroissante,
- la valeur de crête 14 de l'au moins une impulsion du signal de pompage 4
:
- varie de manière monotone sur au moins un intervalle de temps de l'au
moins une impulsion du signal de pompage 4, et/ou
- être croissante sur au moins un intervalle de temps de l'au moins une
impulsion du signal de pompage 4 et/ou être décroissante sur au moins un
intervalle de temps de l'au moins une impulsion du signal de pompage 4,
et/ou
- le procédé comprend la détermination de la modulation de la valeur de
crête
14, à appliquer, à partir de données :
= de la phase du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3, et
= de données de la valeur de crête 14 de l'au moins une impulsion du signal
de pompage 4 en fonction duquel le faisceau laser maître 2 est amplifié et
modulé, et/ou
- la phase d'une impulsion du signal amplifié et modulé 2 par le SOA 3 est
modulée pour qu'une valeur moyenne de la phase P sur un intervalle de
temps considéré de l'impulsion sur lequel la phase est croissante, ou
respectivement décroissante, est :
= identique à valeur de crête moyenne sur un intervalle de l'impulsion qui
est
chronologiquement successif à l'intervalle de temps considéré,
= identique à valeur de crête moyenne sur un intervalle de l'impulsion qui
précède chronologiquement l'intervalle de temps considéré.
De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de
réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon
diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou
exclusifs les uns des autres.
CA 03223737 2023- 12- 20

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

2024-08-01:As part of the Next Generation Patents (NGP) transition, the Canadian Patents Database (CPD) now contains a more detailed Event History, which replicates the Event Log of our new back-office solution.

Please note that "Inactive:" events refers to events no longer in use in our new back-office solution.

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Event History , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Event History

Description Date
Inactive: Cover page published 2024-01-26
Letter Sent 2024-01-04
Common Representative Appointed 2023-12-29
Compliance Requirements Determined Met 2023-12-29
Inactive: Single transfer 2023-12-22
Letter sent 2023-12-20
Inactive: First IPC assigned 2023-12-20
Inactive: IPC assigned 2023-12-20
Inactive: IPC assigned 2023-12-20
Inactive: IPC assigned 2023-12-20
Application Received - PCT 2023-12-20
National Entry Requirements Determined Compliant 2023-12-20
Request for Priority Received 2023-12-20
Priority Claim Requirements Determined Compliant 2023-12-20
Application Published (Open to Public Inspection) 2023-01-05

Abandonment History

There is no abandonment history.

Maintenance Fee

The last payment was received on 2024-06-24

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Basic national fee - standard 2023-12-20
Registration of a document 2023-12-22 2023-12-22
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2024-07-02 2024-06-24
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
ONERA
LEOSPHERE
Past Owners on Record
BORISLAV MILEVSKY
DIDIER GOULAR
LAURENT LOMBARD
MARCO CASALE
VINCENT PUREUR
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

To view selected files, please enter reCAPTCHA code :



To view images, click a link in the Document Description column. To download the documents, select one or more checkboxes in the first column and then click the "Download Selected in PDF format (Zip Archive)" or the "Download Selected as Single PDF" button.

List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Representative drawing 2024-01-25 1 24
Description 2023-12-19 46 2,155
Claims 2023-12-19 3 134
Drawings 2023-12-19 6 522
Abstract 2023-12-19 1 13
Maintenance fee payment 2024-06-23 7 251
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2024-01-03 1 353
Miscellaneous correspondence 2023-12-19 60 2,919
National entry request 2023-12-19 2 44
Patent cooperation treaty (PCT) 2023-12-19 1 76
Patent cooperation treaty (PCT) 2023-12-19 1 65
International search report 2023-12-19 2 62
Courtesy - Letter Acknowledging PCT National Phase Entry 2023-12-19 2 50
National entry request 2023-12-19 9 208