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Réalisation du module optoéléctronique d'un microLIDAR (MicroLID)

Le projet MicroLID a comme objectif la réalisation d'un module opto-mécanique pour un micro lidar partant  du travail de bachelor ESYLID de Marc Noel.  Ce micro lidar est conçu pour mesurer la couche limite planétaire, le brouillard, la charge en aérosols et les nuages.

L'émission se base sur laser à 532 nm en micro-pulses à 16.67 KHz, de puissance moyenne 100mW et d'énergie 6 µJ/pulse. Pour émettre eyesafe le diamètre du faisceau a été augmenté en le couplant à un télescope Schmitt-Cassegrain 25 cm de diamètre. Ce module contient des optiques e.g.  lames quart-d'onde et demi-onde, un beam expander x 5 et un cube diviseur polarisant ainsi qu'un système d'alignement mécanique du rayon laser. Le système d'alignement testé en impression 3D, a été réalisé en aluminium. L'émission est eyesafe conforme aux normes EN60825-1 si la densité d'énergie par pulse et la densité de puissance moyenne ne doivent pas dépasser 0.0008 J/m2respectivement 1 mW/cm2. Les mesures de la lumière sortant du télescope indiquent 0.0002 J/m2  respectivement 90 µW/cm2.

La réception est basée sur le télescope, diverses optiques (lames, filtres optiques, miroirs, cube polarisant, …), un photomultiplicateur et un système d'acquisition de type time of Fly i.e. LICEL. Ces éléments permettent de recevoir la lumière rétrodiffusée de l'atmosphère. L'utilisation d'éléments sensibles à la polarisation en émission permettent de discriminer entre lumière émise et reçue en exploitant les caractéristiques de lumière à polarisation circulaire. La discrimination par polarisation et les filtres interférentiels utilisés en réception permettent de limiter le bruit de la lumière ambiante pour acquérir un signal utilisable même pendant le jour. Le système d'acquisition LICEL de type Time of Fly est couplé au système de réception à l'aide d'un photomultiplicateur. La communication avec ce système est faite par Ethernet. Un programme d'acquisition à balayage automatique a été développé en python.