Principes optiques

ImSPOC est un spectromètre imageur à Transformée de Fourier compact et snapshot.

Un instrument snapshot permet d’acquérir toute l’information spatiale et spectrale en une seule acquisition, contrairement à un dispositif pushbroom par exemple. Le concept ImSPOC est de ce fait idéal pour des applications embarquées sur drone, avion, satellite ou terrain, ou encore sur des phénomènes transitoires rapides.

Il repose sur l’association d’une matrice de micro-interféromètres de Fabry-Perot (FP) à une matrice de micro-lentilles.

Chaque micro-lentille vient réaliser une imagette de la scène observée sur le détecteur. Chaque FP associé à chaque µlentille vient moduler en intensité chacune des imagettes, ce qui code l’information spectrale.

Schéma de principe du cœur interférométrique d’ImSPOC

L’originalité du concept réside sur l’utilisation de Fabry-Perot de faible réflectivité, produisant des interférences majoritairement à deux ondes. Ce point offre des avantages en termes d’ouverture des faisceaux tout en conservant une résolution spectrale relativement élevée. On optimise ainsi champ de vue et résolution spectrale en fonctionnement snapshot.

Le choix de la distribution d’épaisseur des FP permet alors d’échantillonner un interférogramme en tout point du champ du vue. Un traitement numérique donne ensuite accès à l’information spectrale et/ou aux paramètres géophysiques d’intérêt.

Deux configurations optiques principales sont utilisées, afin de limiter le cross-talk d’une imagette sur l’autre. On peut soit utiliser un système afocal en amont du cœur avec un diaphragme de champ sur le plan focal intermédiaire, soit on conserve uniquement le cœur, en intercalant une matrice de micro-baffles entre les micro-lentilles et le détecteur. Cette dernière configuration, bien que moins évidente à réaliser technologiquement, permet d’obtenir un instrument extrêmement compact.

Schéma optique général ImSPOC, configurations équivalentes
Le concept offre beaucoup de flexibilité comme cela est précisé ici .

Mis à jour le 19 novembre 2021