Propriétés optiques Sujet 1



Documents pareils
TD1 PROPAGATION DANS UN MILIEU PRESENTANT UN GRADIENT D'INDICE

G.P. DNS02 Septembre Réfraction...1 I.Préliminaires...1 II.Première partie...1 III.Deuxième partie...3. Réfraction

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

COMPOSITION DE PHYSIQUE ET SCIENCES DE L INGÉNIEUR. Lecteurs optiques numériques

Q6 : Comment calcule t-on l intensité sonore à partir du niveau d intensité?

Les interférences lumineuses

Séquence 9. Étudiez le chapitre 11 de physique des «Notions fondamentales» : Physique : Dispersion de la lumière

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

OPTIQUE GEOMETRIQUE POLYCOPIE DE COURS

DIFFRACTion des ondes

Quelleestlavaleurdel intensitéiaupointm?

I - Quelques propriétés des étoiles à neutrons

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Chapitre 6 La lumière des étoiles Physique

Université Bordeaux 1 MIS 103 OPTIQUE GÉOMÉTRIQUE

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Cours de Mécanique du point matériel

Mécanique : Cinématique du point. Chapitre 1 : Position. Vitesse. Accélération

PROBLÈMES DE RELATIVITÉ RESTREINTE (L2-L3) Christian Carimalo

Interaction milieux dilués rayonnement Travaux dirigés n 2. Résonance magnétique : approche classique

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

Chapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d un solide

L acoustique ultrasonore et ses applications 1 re partie

1STI2D - Les ondes au service de la santé

SOMMAIRE. TP "Avancés" TP "Classiques"

(aq) sont colorées et donnent à la solution cette teinte violette, assimilable au magenta.»

DIPLÔME INTERUNIVERSITAIRE D ECHOGRAPHIE. Examen du Tronc Commun sous forme de QCM. Janvier h à 16 h

Nom : Groupe : Date : 1. Quels sont les deux types de dessins les plus utilisés en technologie?

LE PHYSICIEN FRANCAIS SERGE HAROCHE RECOIT CONJOINTEMENT LE PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2012 AVEC LE PHYSICIEN AMERCAIN DAVID WINELAND

Spectrophotomètre double faisceau modèle 6800

Interférences et applications

Caractérisation non linéaire de composants optiques d une chaîne laser de forte puissance

DETERMINATION DE LA CONCENTRATION D UNE SOLUTION COLOREE

LA PHYSIQUE DES MATERIAUX. Chapitre 1 LES RESEAUX DIRECT ET RECIPROQUE

Chapitre 1 Cinématique du point matériel

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Propriétés de l atome

Circuits intégrés micro-ondes

ÉPREUVE COMMUNE DE TIPE Partie D. TITRE : Comment s affranchir de la limite de la diffraction en microscopie optique?

QUELLE FIBRE UTILISER EN FONCTION DE MES APPLICATIONS. OM1, OM2 ou OM3, QUELLE EST LA FIBRE QU IL ME FAUT POUR MON INSTALLATION?

ANALYSE SPECTRALE. monochromateur

Faculté de physique LICENCE SNV EXERCICES PHYSIQUE Par MS. MAALEM et A. BOUHENNA Année universitaire

L Évolution de la théorie d élasticité au XIX e siècle

Michel Henry Nicolas Delorme


5. Les conducteurs électriques

Spectrophotométrie - Dilution 1 Dilution et facteur de dilution. 1.1 Mode opératoire :

PROPRIÉTÉS D'UN LASER

Université Mohammed Khidher Biskra A.U.: 2014/2015

F411 - Courbes Paramétrées, Polaires

La spectrophotométrie

Caractéristiques des ondes

10 leçon 2. Leçon n 2 : Contact entre deux solides. Frottement de glissement. Exemples. (PC ou 1 er CU)

Champ électromagnétique?

Chapitre 5 : Le travail d une force :

SDLV120 - Absorption d'une onde de compression dans un barreau élastique

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

Les moments de force. Ci-contre, un schéma du submersible MIR où l on voit les bras articulés pour la récolte d échantillons [ 1 ]

Sur la transformation de l électricité statique en électricité dynamique

Chapitre 22 : (Cours) Numérisation, transmission, et stockage de l information

Erratum de MÉCANIQUE, 6ème édition. Introduction Page xxi (milieu de page) G = 6, m 3 kg 1 s 2

F = B * I * L. Force en Newtons Induction magnétique en teslas Intensité dans le conducteur en ampères Longueur du conducteur en mètres

1 Définition. 2 Systèmes matériels et solides. 3 Les actions mécaniques. Le système matériel : Il peut être un ensemble.un sous-ensemble..

pka D UN INDICATEUR COLORE

Les correcteurs accorderont une importance particulière à la rigueur des raisonnements et aux représentations graphiques demandées.

Plan du chapitre «Milieux diélectriques»

7200S FRA. Contacteur Statique. Manuel Utilisateur. Contrôle 2 phases

Exercice 1. Exercice n 1 : Déséquilibre mécanique

TP 2: LES SPECTRES, MESSAGES DE LA LUMIERE

STATIQUE GRAPHIQUE ET STATIQUE ANALYTIQUE

Electron S.R.L. - MERLINO - MILAN ITALIE Tel ( ) Fax Web electron@electron.it

Les rayons X. Olivier Ernst

Précision d un résultat et calculs d incertitudes

Acquisition et conditionnement de l information Les capteurs

Fonctions de plusieurs variables

Cuves pour Spectrophotomètres

DM n o 8 TS Physique 10 (satellites) + Chimie 12 (catalyse) Exercice 1 Lancement d un satellite météorologique

2. Couche physique (Couche 1 OSI et TCP/IP)

Cours 9. Régimes du transistor MOS

MESURE ET PRECISION. Il est clair que si le voltmètre mesure bien la tension U aux bornes de R, l ampèremètre, lui, mesure. R mes. mes. .

Dr E. CHEVRET UE Aperçu général sur l architecture et les fonctions cellulaires

ÉPREUVE COMMUNE DE TIPE - PARTIE D. Mesures sur les fibres optiques

- I - Fonctionnement d'un détecteur γ de scintillation

La Fibre Optique J BLANC

Classe : 1 ère STL Enseignement : Mesure et Instrumentation. d une mesure. Titre : mesure de concentration par spectrophotométrie

La chanson lumineuse ou Peut-on faire chanter la lumière?

Chapitre 2 Caractéristiques des ondes

Module HVAC - fonctionnalités

Objectifs pédagogiques : spectrophotomètre Décrire les procédures d entretien d un spectrophotomètre Savoir changer l ampoule d un

Chap 8 - TEMPS & RELATIVITE RESTREINTE

Mesure d angles et trigonométrie

C.F.A.O. : Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur.

Les bases de l optique

E. TECHNIQUES DES CONTROLES NON DESTRUCTIFS

Une plongée vers l invisible

Plan du cours : électricité 1

Chapitre 18 : Transmettre et stocker de l information

Transcription:

Sujet 1 Thème : retrouver les axes neutres d une lame. On prend du saphir, matériau anisotrope de structure hexagonale. Question 1 : Ce matériau est uniaxe négatif avec l axe optique orienté selon l axe C de la maille hexagonale. Quelle est la signification de cette dénomination? Question 2 : On taille une lame dans ce matériau telle que l axe optique soit perpendiculaire aux faces de la lame. On place cette lame, sous incidence normale, entre polariseur et analyseur croisés illuminés par un rayonnement monochromatique et on fait tourner la lame sur elle même autour de l axe normal à sa surface. Qu observe t-on et expliquez pourquoi? Question 3 : On taille maintenant une lame dans ce matériau telle que l axe optique soit parallèle aux faces de la lame et on reproduit l expérience précédente. Qu observe t-on et expliquez pourquoi? Question 2 Axe Optique Question 3 Axe Optique polariseur analyseur polariseur analyseur lame lame Question 4 : Quelle épaisseur doit faire la lame pour avoir une lame λ/4 et une lame λ/2 pour du saphir (n 0 =1,765 et n e =1,757 à λ = 643 nm).

Sujet 2 Thème : polariseur de Glan Taylor Un polariseur de Glan Taylor est constitué de deux prismes biréfringents en calcite (matériau uniaxe d indices n 0 =1,65 et n e = 1,48) séparés par une couche mince d air (voir schéma ci dessous). Les axes optiques des deux prismes sont parallèles aux arêtes des prismes. θ Axe optique? air Question 1 : Cette configuration permet de sélectionner, pour une gamme d angles θ, un type de polarisation. Quelle est cette polarisation et expliquez pourquoi? (pensez à l influence de la lame d air et à la réflexion totale) Question 2 : Donner une valeur θ 0 de θ qui permet de sélectionner cette polarisation? Question 3 : Si l on se place à une valeur de 10 supérieure à θ 0 quel est le comportement du dispositif? Même question si l on prend une valeur de 10 inférieure?

Sujet 3 Thème : polariseur de Wollaston Un polariseur de Wollaston est constitué de deux prismes biréfringents en quartz (matériau uniaxe d indices n 0 =1,543 et n e = 1,552) accolés entre eux (voir schéma ci dessous). L axe optique du 1 er prisme est perpendiculaire aux arêtes du prisme, l axe du second leur est parallèle (schéma) Axe optique n e >n 0? θ? Axe optique Question 1 : Cette configuration permet de séparer les polarisations. Indiquez quelles polarisations sont associées aux 2 faisceaux sortants et expliquez pourquoi? Question 2 : calculez les angles de sortie de ces deux rayons..

Sujet 4 anisotropie : propagation de l onde. Trajets optiques dans un matériau anisotrope On considère un dioptre plan séparant un milieu d indice n 1 =1 d un milieu biréfringent uniaxe positif (n e = 2,5 et n 0 = 2) dont l axe optique fait un angle de 45 avec la surface. Un rayon lumineux contenu dans le plan de section principale tombe sur la surface sous incidence normale. Question 1 : Représentez schématiquement les trajectoires des rayons ordinaire et extraordinaire et donner leurs polarisations respectives en expliquant les raisons. Question 2 : En utilisant la surface des indices proposez une solution de construction des rayons réfractés.

Sujet 5 On veut réaliser un modulateur électro-optique (effet Pockels) avec un cristal de niobate de lithium, matériau uniaxe, en configuration transversale, la propagation de l onde optique s effectuant selon l axe optique (axe Oz) et l application du champ électrique perpendiculairement à l axe optique (axe Oy) (voir schéma) x y z Axe optique V k Question 1 : Sous tension nulle, si l onde optique est polarisée rectilignement en entrée, quelle est la polarisation en sortie? Même question si la polarisation est circulaire? Question 2 : On applique un champ électrique selon la direction Oy. On suppose que l ellipsoïde des indices est modifiée en créant une variation d indice selon Ox et Oy avec = n 0 + n et = n 0 n. Une onde polarisée rectiligne se propage dans le modulateur. Quelle est la polarisation en sortie a) si la polarisation est selon Oy en entrée b) si la polarisation fait un angle de 45 avec Oy? Question 3 : Donnez l expression de n en fonction du champ électrique appliqué, de l indice n 0, et du coeffficient électrooptique (ici r 22 = 3,4 pm/v). L épaisseur du modulateur étant de 3mm, et la longueur de 30 mm, quelle tension faut il appliquer pour obtenir un déphasage de π entre les deux composantes du champ électrique d onde dans le cas d une polarisation rectiligne à 45 de Oy? n x n y

Sujet 6 Le schéma ci-dessous représente un modulateur électro-optique dans une configuration de champ électrique longitudinal (champ électrique appliqué selon l axe Oz). On suppose que le matériau est isotrope sous champ nul. L application d un champ électrique induit une biréfringence avec une variation d indice dans le plan (Oxy). Sous champ électrique appliqué les nouveaux axes principaux sont Ox et Oy faisant un angle de 45 avec les axes Ox et Oy respectivement. Les variations d indice sont telles que n x = - n y = n L onde optique incidente est polarisée selon Ox Question 1 : Quelle est la polarisation de l onde optique en sortie du modulateur lorsque la tension V est nulle? Question 2 : On applique une tension V ; discutez les différents états de polarisation selon la tension appliquée? Question 3 : Si on choisit la polarisation de l onde selon l axe Ox comment se comporte le modulateur lorsqu on applique une tension?

Sujet 7 On cherche à réaliser le transport d informations par voie optique. Pour ce faire on réalise le schéma optique suivant ou le signal électrique sert à moduler l intensité optique transmise au travers d un modulateur électrooptique en niobate de lithium en configuration transversale, le modulateur étant placé entre polariseur et analyseur croisés. Par application d une tension, on induit une biréfringence d axe optique orienté suivant Ox. (voir schéma ci dessous) y x O Axe Optique V polariseur modulateur analyseur Question 1 : Comment doit être orientée la polarisation de l onde optique incidente pour avoir une modulation d amplitude en sortie d analyseur. Question 2 : Autour de quelle tension moyenne, exprimée par rapport au déphasage induit, doit on faire fonctionner le modulateur pour obtenir le maximum de modulation d intensité? Question 3 : En place d une modulation autour de cette tension moyenne, on peut utiliser une lame biréfringente placée entre le modulateur et l analyseur. Quelle doit être la propriété de cette lame?

Sujet 8 On veut réaliser un modulateur électro-optique (effet Pockels) avec un cristal de niobate de lithium, matériau uniaxe, en configuration transversale, la propagation de l onde optique s effectuant selon l axe optique (axe Oz) et l application du champ électrique perpendiculairement à l axe optique (axe Oy) (voir schéma) x y z Axe optique V k Question 1 : Sous tension nulle, si l onde optique est polarisée rectilignement en entrée, quelle est la polarisation en sortie? Même question si la polarisation est circulaire? Question 2 : On applique un champ électrique selon la direction Oy. On suppose que l ellipsoïde des indices est modifiée en créant une variation d indice selon Ox et Oy avec = n 0 + n et = n 0 n. Une onde polarisée rectiligne se propage dans le modulateur. Quelle est la polarisation en sortie a) si la polarisation est selon Oy en entrée b) si la polarisation fait un angle de 45 avec Oy? Question 3 : Donner l expression de n en fonction du champ électrique appliqué, de l indice n 0, et du coeffficient électrooptique (ici r 22 = 3,4 pm/v). L épaisseur du modulateur étant de 3mm, et la longueur de 30 mm, quelle tension faut il appliquer pour obtenir un déphasage de π entre les deux composantes du champ électrique d onde dans le cas d une polarisation rectiligne à 45 de Oy? n x n y

Sujet 9 Thème : retrouver les axes neutres d une lame. On prend du saphir, matériau anisotrope de structure hexagonale. Question 1 : Ce matériau est uniaxe négatif avec l axe optique orienté selon l axe C de la maille hexagonale. Quelle est la signification de cette dénomination? Question 2 : On taille une lame dans ce matériau telle que l axe optique soit perpendiculaire aux faces de la lame. On place cette lame, sous incidence normale, entre polariseur et analyseur croisés illuminés par un rayonnement monochromatique et on fait tourner la lame sur elle même autour de l axe normal à sa surface. Qu observe t-on et expliquez pourquoi? Question 3 : On taille maintenant une lame dans ce matériau telle que l axe optique soit parallèle aux faces de la lame et on reproduit l expérience précédente. Qu observe t-on et expliquez pourquoi? Question 2 Axe Optique Question 3 Axe Optique polariseur analyseur polariseur analyseur lame lame Question 4 : Quelle épaisseur doit faire la lame pour avoir une lame λ/4 et une lame λ/2 pour du saphir (n 0 =1,765 et n e =1,757 à λ = 643 nm).

Sujet 10 Le schéma ci-dessous représente un modulateur électro-optique dans une configuration de champ électrique longitudinal (champ électrique appliqué selon l axe Oz). On suppose que le matériau est isotrope sous champ nul. L application d un champ électrique induit une biréfringence avec une variation d indice dans le plan (Oxy). Sous champ électrique appliqué les nouveaux axes principaux sont Ox et Oy faisant un angle de 45 avec les axes Ox et Oy respectivement. Les variations d indice sont telles que n x = - n y = n L onde optique incidente est polarisée selon Ox Question 1 : Quelle est la polarisation de l onde optique en sortie du modulateur lorsque la tension V est nulle? Question 2 : On applique une tension V ; discutez les différents états de polarisation selon le champ appliqué? Question 3 : Si on choisit la polarisation de l onde selon l axe Ox comment se comporte le modulateur lorsqu on applique une tension?

Sujet 11 Thème : polariseur de Rochon Un polariseur de Rochon est constitué de deux prismes biréfringents en calcite (matériau uniaxe d indices n 0 =1,65 et n e = 1,48) accolés entre eux (voir schéma ci dessous). L axe optique du 1 er prisme est perpendiculaire aux arêtes du prisme, l axe du second leur est parallèle (schéma) Axe optique n e <n 0 30 Axe optique? Question 1 : Cette configuration permet de séparer les ondes de polarisations orthogonales. Indiquez quelles polarisations sont associées aux 2 faisceaux sortants et expliquez pourquoi? Question 2 : calculer les angles de sortie de ces deux rayons.