TRAVAUX PRATIQUES D'OPTIQUE DESS TAP heures
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Niveau: Supérieur, Master, Bac+4
TRAVAUX PRATIQUES D'OPTIQUE- DESS TAP (2 heures) INTERFEROMETRIE : de l'interféromètre de Michelson à l'autocorrélateur optique P.Segonds On rappelle que l'on ne regarde jamais un faisceau laser directement en plaçant son œil en face !!! surtout un laser impulsionnel !! 1- Rappeler le principe de l'interféromètre de Michelson et donner l'expression de l'intensité que l'on doit observer en sortie, lorsque les deux miroirs M1 et M2 qui le composent sont perpendiculaires entre eux. On utilisera tout d'abord le formalisme de l'onde plane puis on considèrera le profil spatial gaussien de la source. On traitera d'abord la source continue dans le temps puis on introduira un profil temporel (gaussien). 2- A l'aide de deux miroirs montés sur des montures orientables dans les plans vertical et horizontal et d'une lame séparatrice 50% en intensité réaliser un interféromètre de Michelson. On utilisera pour commencer une source laser continue (He-Ne). Un des miroirs est monté sur une platine de translation et sur un rail. - On prendra soin à égaler au mieux les longueurs des deux bras (1) et (2) de l'interféromètre. - On rappelle qu'un interféromètre de Michelson est réglé lorsque les deux miroirs M1 et M2 sont perpendiculaires entre eux. Cela se vérifie par l'observation d'une teinte plate en sortie du dispositif quand les bras (1) et (2) ont la même longueur.
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TRAVAUX PRATIQUES D'OPTIQUE- DESS TAP (2 heures) INTERFEROMETRIE : de l'interféromètre de Michelson à l'autocorrélateur optique P.Segonds On rappelle que l'on ne regarde jamais un faisceau laser directement en plaçant son œil en face !!! surtout un laser impulsionnel !! 1- Rappeler le principe de l'interféromètre de Michelson et donner l'expression de l'intensité que l'on doit observer en sortie, lorsque les deux miroirs M1 et M2 qui le composent sont perpendiculaires entre eux. On utilisera tout d'abord le formalisme de l'onde plane puis on considèrera le profil spatial gaussien de la source. On traitera d'abord la source continue dans le temps puis on introduira un profil temporel (gaussien). 2- A l'aide de deux miroirs montés sur des montures orientables dans les plans vertical et horizontal et d'une lame séparatrice 50% en intensité réaliser un interféromètre de Michelson. On utilisera pour commencer une source laser continue (He-Ne). Un des miroirs est monté sur une platine de translation et sur un rail. - On prendra soin à égaler au mieux les longueurs des deux bras (1) et (2) de l'interféromètre. - On rappelle qu'un interféromètre de Michelson est réglé lorsque les deux miroirs M1 et M2 sont perpendiculaires entre eux. Cela se vérifie par l'observation d'une teinte plate en sortie du dispositif quand les bras (1) et (2) ont la même longueur.
- teinte plate en sortie du dispositif
- largeur d'impulsion
- laser vert
- support de miroir orientable dans les plans horizontal
- laser impulsionnel
- laser rouge
TRAVAUX PRATIQUES D’OPTIQUE- DESS TAP (2 heures)
INTERFEROMETRIE :
de l’interféromètre de Michelson à l’autocorrélateur optique
P.Segonds
On rappelle que l’on ne regarde jamais un faisceau laser directement en plaçant son oeil en face
!!!
surtout un laser impulsionnel !!
1-
Rappeler le principe de l’interféromètre de Michelson et donner l’expression de
l’intensité que l’on doit observer en sortie, lorsque les deux miroirs M
1
et M
2
qui le
composent sont perpendiculaires entre eux. On utilisera tout d’abord le formalisme de l’onde
plane puis on considèrera le profil spatial gaussien de la source. On traitera d’abord la source
continue dans le temps puis on introduira un profil temporel (gaussien).
2-
A l’aide de deux miroirs montés sur des montures orientables dans les plans vertical et
horizontal et d’une lame séparatrice 50% en intensité réaliser un interféromètre de Michelson.
On utilisera pour commencer une source laser continue (He-Ne). Un des miroirs est monté sur
une platine de translation et sur un rail.
-
On prendra soin à égaler au mieux les longueurs des deux bras (1) et (2) de
l’interféromètre.
-
On rappelle qu’un interféromètre de Michelson est réglé lorsque les deux miroirs
M
1
et M
2
sont perpendiculaires entre eux. Cela se vérifie par l’observation d’une
teinte plate en sortie du dispositif quand les bras (1) et (2) ont la même longueur.
-
On fera attention à ce que les faisceaux soient bien superposés sur la lame
séparatrice. Un trou variable permet de contrôler le plan du faisceau dans tout le
dispositif.
Source laser
3-
Monter un atténuateur d’intensité devant le laser impulsionnel vert et le régler pour ne
pas être ébloui par le faisceau. Intercaler une lame séparatrice 50% en intensité devant le laser
He-Ne afin de superposer les faisceaux rouge et vert dans l’interféromètre.
4-
Déplacer le miroir monté sur la platine de translation le long du rail jusqu’à ce que vous
n’observiez plus de figure d’interférence en sortie de l’interféromètre pour le laser vert. A
l’aide du vernier de la platine de translation et d’un réglet déduire l’ordre de grandeur de la
largeur de l’impulsion du laser vert.
-
On rappelle que cette largeur d’impulsion n’avait pas pu être mesurée avec la
photodiode et l’oscilloscope disponibles dans la salle de TP. Rappeler
pourquoi.
-
On aura tout intérêt pendant cette manipulation à dérégler légèrement
l’orthogonalité entre les deux miroirs afin d’observer des franges puis à
travailler sur les anneaux.
5-
On contrôlera la perte de contraste pendant le déplacement du miroir sur le rail à
l’aide d’une barrette CCD. Les observations se feront sur PC à l’aide du logiciel
CALLIENS.
6-
Comment améliorer la méthode de mesure pour constituer un auto-corrélateur
optique qui permet de mesurer précisément les largeurs d’impulsions sub-picosecondes ?
Vous trouverez tout un cours sur l’interféromètre de Michelson sur le site :
http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/enseignement/tp/michelson/michp.html
MATERIEL DISPONIBLE
POUR LA REALISATION DE l’INTERFEROMETRE
17 éléments montés sur des gros pieds fixables sur les plaques optiques
1. Un laser He-Ne Melles Griot sur monture
2. Une lame séparatrice 50% pour l’intensité montée sur un plateau orientable
3. un trou variable
4. un support de miroir orientable dans les plans horizontal et vertical
5. un support de miroir orientable dans les plans horizontal et vertical monté sur une
platine de translation et sur un cavalier
6. petit rail monté perpendiculairement au bras mobile
7. grand rail monté parallèlement au bras mobile
8. une lentille de courte focale (50 mm) pour observer la figure d’interférences
9. un PC avec logiciel CALLIENS et une barrette CCD pour l’acquisition
10. un laser vert Nanolase impulsionnel.
11. un écran plat blanc.
12. une lame retardatrice
λ
/2 pour 532 nm.
13. un prisme de GLAN
14. une lentille de focale 100 mm
15. et une lentille de focale 200 mm pour constituer un télescope qui corrige la divergence
du laser vert.
16. une lame séparatrice 50% en intensité pour aligner les lasers rouge et vert.
17. miroir plan sur petit support orientable pour remplacer le laser rouge par le laser vert.
