TP L3 Pro Plate forme Optique C E S I R E Université Joseph Fourier Grenoble

Joseph Fourier Grenoble

Description

Niveau: Supérieur, Licence, Bac+3
TP - L3 Pro - Plate-forme Optique - C.E.S.I.R.E. - Université Joseph Fourier - Grenoble TP4 : GEOMÉTRIE DE FAISCEAUX LASER AVERTISSEMENT Sécurité : Les lasers utilisés en TP sont de classe II ou IIIa. Diriger toujours le laser vers un écran. Attention aux réflexions sur les faces des lentilles. Obturer soigneusement le faisceau aussi fréquemment que possible et couper l'alimentation dès que l'on n'utilise plus l'appareil. Protection du matériel : pour préserver les optiques, souvent recouvertes d'une couche anti-reflet fragile, il ne faut jamais poser les doigts dessus. Lorsque le matériel apparaît sale, appeler l'enseignant qui jugera s'il convient de le nettoyer. Comptes rendus : ils sont a réalisés dans la durée du TP et à rendre donc à la fin de chaque séance de TP. Les absences sont à justifier auprès du secrétariat de l'IUT. Toute absence non justifiée est sanctionnée par un zéro pour le TP manqué. 1. Introduction Trois points sont particulièrement importants en métrologie : la stabilité du faisceau dans le temps ; la répartition d'intensité à travers la section droite du faisceau ; sa divergence. Ces trois propriétés sont liées. Le but du TP est d'étudier la répartition d'intensité à travers une section droite du faisceau, sa directivité et d'e?ectuer une mesure de puissance.

• intensité sur l'axe


• milieu amplificateur de lumière


• faisceau de lumière parallèle


• faisceau


• lame demi-onde


• laser


• méthode du bord d'écran translaté


• répartition d'intensité


• moitié de l'intensité

Sujets

• Faisceau

Informations

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Extrait

22rI(r) = I exp(− )0 2w
r w I0
nGrenobledesTP4son:laGEOM?TRIEetDEangleFprincipalAISCEAoptique,UXtLASERunAdeVERimpTISSEMENTd?pS?curit?r?partition:ILesltreslasersjetutilis?s?thoennTP?soncaract?ristiquestided'alignemclassedesIradIgaouapIIIourierIa.ProDiriger1toujourseclepaslaserlevuneersBienun?tre?crtemps.an.pAfaisceauxttenttionvit?auxser?exionslumi?re.surdirectivit?lesunefacesm?trologie.deseutlendtilles.uObturerLune).soigneusemenaisceatestleunfaisceaulumaussipfr?quemmendutUnivque-plaossibleyetacoupourerul'alimenttationtilled?sourquedeuxl'onl'enregistremenn'utilisedesplusordl'appareil.duProtection1duetmat?rieldans:sonpeourdonnerpr?servg?om?triesertes.lesg?noptiques,parsouvlaenl'intvienrecouvleertesamplicateurd'unedivcouccaract?risehelesantti-reett?-fragile,teilleneonfauterjamaisdepquelquesoserlaserlesundoigtssurdessus.PrLorsqueduleL'inmat?rielfaisceauappara?trestesale,diractionappcirculaire.elerl'inl'enseignanntunquiendiculairejugeiraests'ilJosephconR.E.vien.StPlate-formedeL3le?nettoleyduer.etComptesecrendusropres.:ailsdonn?essonilttanr?alis?sdedanslelafaisceau.dur?e?rierdestudesTPos?esetdirect?derendreladoncdu?translat?.laqu'ilnydeduceuthaquecomplexes?anceuctuadeteTPle.SelonLesr?glage,absencesm?msonlaserteut?lieujustierdesaupr?sdedudi?rensecr?tariatEllesdetl'IUT.?ralemenTd?termin?esoutelesabsencedenoncajusti?e?estt?rieursanctionn?elaquellepartunplacerz?romplieuourdeleLaTPergence,manqu?.qui1.laIntretoductionqualit?sTenroisestpcaracoinristiquetsortansonentDansparticuli?remenmeilleurtcas,impportanarrivts?endirectivit?sm?trologiel'ordre:e?la(impactstabilit?sdurfaisceaur?ecteurdansos?lelatemps2.;ofilussienlafr?partitionud'int?r?ttensit?d'un?gaussientraqu'ilvgaussienersr?slaparsectionoricedroiteLadudefaisceautensit?;ieusesadansdivplaneerprgence.?Cesdtroisrectionpropri?t?sfaisceauson:tFli?es.ersit?Le-but.du.TPC.EestOptiqued'?tudier--o?l'inestsurdistanceIll'axeutili-unraHe-Neonbfaisceauqualit?,unTPbarrettelatensit?r?partitionl'axe.d'infauttensit?ser?lasertradevonneersetuneesectionCCDdroitevdudesfaisceau,psaPdirectivit?compareretvd'eectuleserduneconstructeurmesurecodevienpuissance.?videmmenTdeouselesutiliserlaserslen-nesurd?livrentratdupasPdvesifaisceauproldegaussien,m?mem?thoqualit?.sonPpropar:exemple,tlasurg?om?triebarrettedudiofaisceauetdm?lidevbr?ed'?cranpar1unnoterlasers'agitHrae-Neonconnontindiam?tre...upw I(r)
2I /e ’ I /7,40 0
w I = I /2 I0 0p
r = w ln2/2
maximale,l'inR?glezlanementra?nertRemarquelaunhauteurfautdeinlaourbarrettebpLeourt.quedelelacenasseztreladuCoupledfaisceauutilisersoit(au?tudiercenOntreWilldutd?tecteurobten(maximr?partitionumvdedanssignal,quisuppdeortquepsoitermettanpt)un?r?glagehirvdeerticaldee).nr?solutionsifaiblepbossible).loin2V?riezLquedevlefaisceauprolcourbd'inetensit?demesur?Cetteestcommegautssvienailes.e,Utilisereutlagrandesmod?lisationremarquanduourlogicielsiCALIENSdu(eno?mol'indeduinCCDterf?rences)CCDen;prenanentfaugardem?thoqtranslat?.uelalal'?cranbm?thoarretteonned'unes(pafaisceauxtureonpas.ded'?cranEnplaced?duireuladirig?mesureSMITHduBOra(1970).y?cranonandulefaisceaupr?c?denChargeLa?epuartirestdet?gralelalademi-largeurgaussienne.dem?tholaacourbincone?nien(qu'ilarrettetrabaillerlales?delagaussi?nnhauteurcePlacezpte.endeCCD.incertitudesBarrettemesure.2.1.D?terminezortanenTISSEMENTtVERpAune2tenobtent?Remarquefaisceauimplargeur.queCompaourlesestvtensit?limit?elasertreloinpar2tailleDevicepixelslaLaderezm?th2dealeursmesureues.(v:oirpr?cisionFig1cetteenohaut).deMeests(enuautres)rerlaetdesnoterdelabarrettedistance(14enm)treplas'barrettearancetilledraitmiroirladedesortiel'?crandu2.2.laser.surFigurem?tho1de-translat?Enknife-edgehautd:Quandr?partitionad'inesointensit?meilleurepspatialeourourundesproldegaussientaille),leutiliselongm?thod'unedusectionorddroitetranslat?.dusefaisceau.assezEndbaslaser.:faisceaur?partitionselond'inGeorgetensit?andobtenardueYenEd?pla?antOz Ox
x
w
w z
w(z) z
z
w
O
w(z) w(0)q
2πwz 2 0w(z) = w(0) 1+( ) z =Rz λR
w(0)
z
zw(z)’ w(0)zR
w(0) w(z)
zRθ = .
w(0)
ϑ
w(0) w(0)
O
λ π O
oisinagebas).coup3.daDiverongencelorsqu'undud?placefleaisceadivudeRecommencezeamladevienmesuresacduLASERradeyplusonradutfaisceaueamenlen?tl'aideLorsquedeplalabarretteduCCDaleur?l'angledi?rendtesunedistancesjamaisducatubdiraction.eminimalelaser,neen?gales'aidanectdud'erseuynst.bancceluid'optique.vit?tV?riezlaque.ler?sultatsfaisceauquerestelagaussien,betDonne(Fig.1ergenceaugmenc'estteuaanvgleecd'unlacirculairedistanceCommefaisceaura(leosanfaisceaucondivterge).deuTrad.racezleslasph?riquesvr?ariationcardendulegaussienaistprolEnletra.syst?mesCompterlles,teplusieurs?apartirprincipaldumenmiroirestdelasortieaduestlaser.cetteaMonttreztqueD?terminezcettepartirvusariationariationestordlin?airetsier-onestestparassez3loinladulatubueNoter(tmoiti?ypiquemensommettform?:(Fig.2).pluscorrespdel50dcmrau(Fig.2).gaussienRetrouvverraparAISCEAextrapDEolation?rieurponouretitquelledevlaser,aleurquedeestrepr?senparletubrammyonondivdu100faisceauAudevraitGEOM?TRIE?trerfaces?galt?nez?rosetd'unelo:caliserd?po?doitseenirtrouvestebcewp(tailleoinfaisceau).tg?n?ral,parfaisceaurappvortdesaudelaser.tiilV?riezaquebewneivLearie?tanplus?videmlitnqui?airemensitu?tnsacavlecser.lavdistance,susammenagrand,plus?galit?faibletdistancedirectiondedanslaoinsortieparduoinlapser?(desRaobtenyleighsurrange).vFigurel'on2d'?cran,-,Susammenhantqueloindivdgenceufaisceaucen:treuncourb?duestbeamzwvaist,deledivfaisceaudlaserfaisceaupr?sen.tequedeslasurfacesded'ondeauqudasimenc?netparsfaisceaupCeth?riques,glemaisonle?long'andesquellesdelairactionr?paFrtinhofertionfaisceaud'inpartenou-sertureit?den'estypasUXho.mog?ne.FTh?oriquemenn'esttsupcetteaudey?edud?rivp(Fig.16)comptendtvlalavit?,onorm?menstateauxladergencelan?cessairemen.limit?equelatrerUnselonel'?qua1tideony3donneraitmonneeutergencepdeOn?.3devfonctiondeen,transmisesutotaled'ondetensit?soninplusl'etsurfacesonlargeplusde?pao?esd?tecteurdistanceun?ec,vunahasagemesureTP4Onimicrom?tre.terv.enunersconfunetvloisaleureminimadiractionleα
I = f(α)
unp4ard'unbir?fringenceosezpeutresolariseurGlan.detensit?GlanGlanouparall?le.depWsiollastonfa?on:neCet.tsuivieypphotoeundezedemi-ondpfaireolariseurmesurefonctionner?snoncettepascourbparlameabsorptionlamaisExpliquezparInr?exion.lameLeprismeprincipd'uneereli?eestoltem?tre,bas?desurTleaxesfaitlaquedepuisl'angleodelar?exion4.totalel'ind?pIendprismedeRecommenl'i?rationntracerdiceTISSEMENTdeplacerr?fractionpetpasserdoncdede?laotrepolarisationterpsiuneledemi-ondemilid'unedeuetestcellulebir?fringen?lectriquet.?Onvpdanseutfaisceaualorslumi?reconstruireunrouvprismelesquinr??cdehitlameue,necettepositiolarisationnettournertransmetlamel'autre.angleDonneretlesratenvt?anaptalegesdeet/oucezincopondev??nienlaPolarisaetionVERAtts.d'unCommentelfaut-ilsyst?melapdemi-ondearourrappfaireortque?moiti?ul'inntotalepolarov?raisonnemend.