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1 Mo

Cours -
O
ptoélectronique
Yannick DESHAYES
Maître de conférences
Laboratoire IMS
deshayes@ixl.fr
Tel : 0540002857
Cours Master EEA 2006-2007 –
L
es app
lications à
l’optoélectroni
que
1Partie 1
Les applications à
l
’optoélectronique
Cours in
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Cours Master EEA 2006-2007 –
L
es app
lications à
l’optoélectroni
que
2I –
D
éfinitions générales –
o
ptique géométrique
1 –
O
ptique géométrique
A –
O
uverture numérique, diaphragme et nombre d’ouverture
α
α
D
F
: distance focale
i
F
F
i
i
Focalisation
Collimation
α
D
F
d : diaphragme ou nombre
i
ON
=
sin
=
d
=
d’ouverture
2
2
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D
i
Cours Master EEA 2006-2007 –
L
es app
lications à
l’optoélectroni
que
3I –
D
éfinitions générales –
o
ptique géométrique
1 –
O
ptique géométrique
B –
A
ngle d’incidence,de réflexion et de réfraction
Milieu 1 : indice optique n
Milieu 2 : indice optique n
1
2
Rayon
réfléchi
α
α
1
2
α
1
Rayon
réfracté
Rayon
incident
Interface
v : vitesse de l’onde
Relation de Snell-Descartes
:

c
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α
=
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m.s
Cours Master EEA 2006-2007 –
L
es app
lications à
l’optoélectroni
que
4I –
D
éfinitions générales –
o
ptique géométrique
1 –
O
ptique géométrique
C –
D
ivergence du faisceau (sortie d’une DL)
l
λ
d
mo
d
l
λ
d
mod
Cours Master EEA 2006-2007 –
L
es app
lications à
l’optoélectroni
que
5I –
D
éfinitions générales –
o
ptique géométrique
3 –
O
ptique ondulatoire
A –
O
nde plane sinusoïdale
Expression complexe : ...

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1 Mo

cours

Cours-Optoélectronique

Yannick DESHAYES Maître de conférences Laboratoire IMS deshayes@ixl.fr Tel : 0540002857

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

Partie 1

Les applications à

loptoélectronique

Cours inspiré par le Professeur A.S. Barrière

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

ueiqérumhrapdi,teemgaderbmonuegptiqtriqéoméOvueuAernreutouverture

Focalisation

Collimation

d=Fid : diaphragme ou nombre Ddouverture

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

α ON=sin=D 2 2Fi

Fi: distance focale

gésontinifiDéI1Oiquemétrgéoqieuotpelsénar

Rayon incidentInterfaceRelation de Snell-Descartes : v : vitesse de londe c v= n c 3.108 -1 =m.s

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

Milieu1:indiceoptiquen1

Rayon réfléchiα1 α

Rayon réfracté

n1sin1=n2sin2

α2

Milieu2:indiceoptiquen2

eldicndineecd,BAngegétiquopalesnérésngtioiféniDIontiacfrréedtenoixelféreriétequequomgé1eitpOtémouqir

I  Définitions générales  optique géométrique 1  Optique géométrique C  Divergence du faisceau (sortie dune DL)

dmod

λ dmod

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

λ l

ptOueiq3erioOAdnotaluuqenégsnoiselaréequtiopriétomgélpnadneunoseiseIïdalinitDéf

Détail dans Partie II

T 2 2π ωω==π⇒v= kvkT kλ =v2kπ⇒=λ2π ω =k

On définit le nombre donde (cm-1) : 1 k = λ2π

k : vecteur donde, v : vitesse de londe,λ: longueur donde

Expression complexe :

Φr, t= Φ0 k.rexp j−ωt

On définit la relation de dispersion :

vk c v= n

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

BrehéPulndoiatqitpoeuO3initDéfeIrencreéfitnendonèmriétomgéequtiopselarénégsnoi

S2r, t=A0exp[j(kS2Mω−t)]

IT=S1+S22=2A02[1+cos(k[S2M−S1M])]

S2M−S1M

La différence de marche :

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

Condition dexistence : superposition dau moins deux ondes cohérentes et synchrone

S1r, t=A0exp[j(kS1M−ωt)]

Calcul dinterférence à deux sources

equ

IT=S1+S22=I20[1+cos(ϕ)] = π ϕ =2δλ2p p∈N

ϕ =2δ =(2p+1)2 λ p∈N

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

nérasgéoptileégmouqeuq3etéiréDInoitinifedinterférenceOpqutioneladuriotBenéhPnèmo

I  Définitions générales  optique géométrique 3  Optique ondulatoire C  Phénomène de diffraction

En Optique géométrique, on cherche dans quelles conditions limage dun objet ponctuel est aussi ponctuelle que possible.

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

PCerioenèmonéhffdiednioctraféniIDsngtioialesénértiquop3Optiqueondulateriquométegé

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

Chaque point M dune surface S atteinte par la lumière peut être considéré comme une source secondaire émettant une onde sphérique. Létat vibratoire de cette source secondaire est proportionnel à celui de londe incidente en M et à lélément de surfacedSentourant le point M. Les vibrations issues des différentes sources secondaires interfèrent entre elles.  dSMr, t=Ad2S exp(jωt) dSPr, t=Ad2S exp(jωt+ ϕ)⇒ST=∫∫SAd2S exp(jωt+ ϕ) π ϕ =2λδ

Principe dHuygens-Fresnel :

I  Définitions générales  optique géométrique 3  Optique ondulatoire C  Phénomène de diffraction  taille du spot

Si est la longueur d'onde et D le diamètre de l'instrument, le rayon angulaire de la tache de diffraction est :

1,22λ ρ =D

Cours Master EEA 2006-2007  Les applications à loptoélectronique

Voir