Conception et mise en oeuvre d'un capteur électro-optique en vue de la mesure de grandeurs diverses : (température, champ électrique, etc.)

Design and implementation of an electro-optic sensor for various physical parameters measurements : (temperature, electric field, etc.)

• Auteur / Autrice : Rémy Claverie-Rospide
• Direction : Jean-Paul Salvestrini, Marc Fontana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique. Optoélectronique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Metz
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMOPS - Laboratoire Matériaux Optiques, Photoniques et Systèmes (Metz)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermométrie

Champs électriques

Dispositifs optoélectroniques

Mots clés libres

Capteur électro-optique

Montage de sénarmont

Asservissement pid

Champ électrique

Température

Biréfringence

Résumé

Nous présentons dans cette thèse, une nouvelle architecture de capteur électro-optique permettant la mesure de grandeurs diverses telles que la température ou le champ électrique. L'instrumentation optique est basée sur un montage de Sénarmont adaptée en réflexion dans lequel, un modulateur électro-optique fixe le point de fonctionnement et permet une compensation du retard de phase introduit la variation d'un mesurande. Le conditionneur de capteur est principalement composée d'un système de détection synchrone, d'un correcteur PID et d'un amplificateur haute tension à modulation de largeur d'impulsions. Cette instrumentation possède un temps de réponse de 50 ms et une stabilité de 2,3 % mesurée en 8 heures. Nous présentons des résultats sur des mesures de variations de températures (sensibilités de 0,91V/K, résolution de 4,4 mK et précision de 11 mk) et de champs électriques (sensibilités de 2,7 V/K/cm et temps de réponse de 50 ms).

In this thesis, we introduce a new architecture of an electro-optic sensor allowing the measurement of various parameters such as temperature or electric field. The optical instrumentation is based upon an Sénarmont setup adapted for a reflection use in which, an electro-optic modulator set the operating point and allow a compensation of the shifted phase introduced by the variation of the physical parameter. The sensor mainly consists of a synchronous detector, a PID controller and of a PWN based high voltage amplifier. This electronic part have a settling time of 50 ms and a stability of 2,3 %. The measurement have been made over 8 hours. We show some resultats on temperature variations measurements (sensitivity of 0,91 V/K, resolution of 4. 4 mK, precision of 11 mK) and on electric field measurements ( sensitivity of 2,7 V/V/cm, resolution of 1,5 V/cm, settling time about 50 ms.