Application à la mesure de distance

Le dispositif expérimental adapté à la mesure de distance diffère de celui de la mesure de vitesse ou de déplacements, par la modulation en triangle symétrique du courant d'injection. Comme nous l'avons étudié au chapitre précédent, cette modulation aura pour effet d'imposer une modulation de la fréquence d'émission sans rétro-injection, elle aussi en forme de triangle symétrique. Cette modulation sera caractérisée par la pente :

Dans ces conditions d'alimentation en courant, la puissance émise par la diode avec rétro-injection fait apparaître une forme triangulaire symétrique sur laquelle s'applique une faible perturbation sous forme de pseudo-périodes. La fréquence d'apparition de ces pseudo-périodes sera notée fb0 sur la pente positive et fb1 sur la pente négative comme le montre la figure suivante.

Sachant qu'une pseudo-période est définie par et en tenant compte d'une faible vitesse de l'objet, nous obtenons pour la pente positive et négative le système d'équation :

L'évaluation de la distance de l'objet ainsi que sa vitesse peut alors être déduites des fréquences de battement par :

La simulation ci dessous montre l'influence de la distance et de la vitesse sur le signal de puissance lumineuse. Les paramètres principaux de cette simulation sont

, et un coefficient de rétro-injection C=0.88. En accord avec les relations établies précédemment, on constate que les fréquences de battement sont égales lorsque la vitesse est nulle. De plus, elles sont proportionnelle à la distance de l'objet. On constate aussi qu'un déplacement induit une différence entre ces fréquences qui change de signe lorsque le sens de mouvement de l'objet est inversé.

L'image en fausses couleurs ci dessous donne un exemple d'application du phénomène de « self-mixing » à la mesure de forme d'une hélice. L'objet est posé sur un plan situé à 148 cm de la diode Laser. Un système de balayage à deux miroirs motorisés a permis de réaliser cette mesure point par point (100000 points).