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Optique des milieux matériels

2E1AE3 Optique des milieux matériels Electronique et Physique appliquee S7
Cours : 24 h TD : 9 h TP : 15 h Projet : 0 h Total : 48 h
Responsable : Sylvain Girard
Pré-requis
Optique ondulatoire, formalisme matriciel.
Objectifs de l'enseignement
Etudier le principe de fonctionnement et les principales propriétés des composants optiques spécifiquement destinés à manipuler la polarisation de la lumière. Utilisation pratique de la polarisation de la lumière dans les applications technologiques de l'optique. Comprendre les phénomènes liés à la propagation de la lumière dans les guides d'ondes. L'enseignement comporte deux volets : le premier à caractère plus généraliste permet d'aborder les phénomènes d'optique guidée, plus particulièrement dans les guides diélectriques. Le second concerne les principales propriétés des fibres optiques et leurs applications.
Programme détaillé
Ce cours est divisé en deux parties distinctes. 1) Rappels sur les états de polarisation d'une onde électromagnétique plane. Introduction à la notion d'anisotropie optique (dichroïsme, biréfringence). Anisotropie optique linéaire, lames déphasantes, polariseurs biréfringents et cube séparateur de polarisation. Formalisme de Jones. Effets électro-optiques Pockels. Les cristaux liquides et les afficheurs LCD. Anisotropie optique circulaire, activité optique. Effets magnéto-optiques (Effet Faraday). Applications technologiques de l'anisotropie induite: modulateur d'amplitude et de phase électro-optique, isolateur optique. 2)Propagation de la lumière à travers un dioptre. Lois de Snell-Descartes. Coefficients de réflexion de Fresnel. Réflexion totale. Onde évanescente. Guidage des ondes. Guide plan métallique et diélectrique, notions de mode. Les fibres optiques : propagation multimode et monomode, phénomènes d'absorption et de dispersion temporelle. Technologie. Notions sur les communications
Applications (TD ou TP)
- Mise en évidence des différents états de polarisation et représentation en notation réelle puis complexe. - Propagation dans les milieux anisotropes. - Polariseurs, lames de phase cristallines. - Formalisme de Jones. - Effets électro-optiques et magnéto-optiques. - Propagation dans divers milieux isotropes : réflexion totale et onde évanescente. - Absorption et dispersion chromatique dans les fibres optiques en silice. - Bilan de liaison dans une ligne optique. - Amplificateur optique à fibre dopée erbium.
Compétences acquises
- Bases sur la polarisation de la lumière. - Composants optiques anisotropes (lames déphasantes, cubes polariseurs ...) - Formalisme de Jones. - Modulateur électro-optique Pockels, isolateur optique à effet Faraday - Propagation de la lumière dans les milieux transparents. - Interfaces entre différents milieux. - Propriétés des fibres optiques (modes guidés, absorption, dispersion?) - Technologie des télécommunication par fibre optique.
Bibliographie
- Optique géométrique et ondulatoire, J.P.Pérez, Masson. - Polarisation de la lumière, S. Huard, Masson. - Modern optics, R. Guenther, John Wiley & sons. - Optoélectronique, Z. Toffano, TechnoSup, Ellipses. - Optique et télécommunications. A. Cozannet et All. (épuisé). - Optique M. May et A.M. Cazabat. Masson.

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