Programme :

I – Optique gaussienne

• Vue d’ensemble du fonctionnement d’un laser
• Équation de propagation d’un faisceau laser
• Propriétés d’un faisceau gaussien : waist, longueur de Rayleigh, phase de Gouy, etc
• Outils mathématiques pour l’étude de la propagation d’un faisceau laser à travers différents composants optiques

II – Diffraction

• Étude des différents régimes de diffraction
• Analyse de la diffraction à travers des ouvertures simples
• Impacts de la diffraction sur la conception de systèmes optiques

III – Imagerie

• Formation des images
• Résolution de système d’imagerie : limite de diffraction, tâche d’Airy, critère de Rayleigh, profondeur de champ et champ de vue
• Aberrations optiques : caractérisation et techniques de compensation

IV – Effet acousto-optique

• Principe de l’effet acousto-optique 
• Modulateurs acousto-optiques : fonctionnement et rôles dans les systèmes optiques

TP

Illustration et mise en pratique des concepts vus en cours à travers 4 travaux pratiques de 3H :

• Diffraction et filtrage spatial : étude de la diffraction à travers des ouvertures et application de l’analyse de Fourier à travers le filtrage spatial.  
• Laser Hélium-Néon : Caractérisation d’un laser He-Ne et de sa propagation.
• Étude d’un système d’imagerie :  Analyse des performances optiques d’un système d’imagerie.
• Caractérisation des propriétés d’un modulateur acousto-optique : modulation d’intensité, déviation angulaire, contrôle de fréquence et stabilisation de la puissance laser.

Pré-requis :

• Optique géométrique
• Connaissance en diffraction et interférences
• Calcul matriciel et transformée de Fourier

Compétences visées :

• Concevoir et analyser des systèmes optiques complexes en tenant compte des limitations physiques et des performances attendues
• Maîtriser les outils théoriques et expérimentaux pour caractériser la lumière laser
• Manipuler et optimiser les faisceaux laser pour des applications spécifiques à l’aide de composants optiques
• Intégrer les connaissances en diffraction, imagerie et optique gaussienne dans des contextes industriels ou de recherche

Enseignant : Lucas Lavoine

CM	15 H
TD	15 H
TP	12 H
ECTS	4
Lieu	Villetaneuse
Langue	French