Cours - Optoélectronique - Site de Ressources en EEA

Ixl

Description

Cours -
O
ptoélectronique
Yannick DESHAYES
Maître de conférences
Laboratoire IMS
[e-mail]
Tel : [phone]
Cours Master EEA 2006-2007 –
L
es app
lications à
l’optoélectroni
que
1Partie 1
Les applications à
l
’optoélectronique
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Cours Master EEA 2006-2007 –
L
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lications à
l’optoélectroni
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2I –
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
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Focalisation
Collimation
α
D
F
d : diaphragme ou nombre
i
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=
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d’ouverture
2
2
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Cours Master EEA 2006-2007 –
L
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3I –
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
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réfracté
Rayon
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v : vitesse de l’onde
Relation de Snell-Descartes
:

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v
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=
n
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10

m.s
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L
es app
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l’optoélectroni
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4I –
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
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L
es app
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5I –
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éfinitions générales –
o
ptique géométrique
3 –
O
ptique ondulatoire
A –
O
nde plane sinusoïdale
Expression complexe : ...

Sujets

• cours

Informations

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Extrait

Cours-Optoélectronique

Yannick DESHAYES Maître de conférences Laboratoire IMS [e-mail] Tel : [phone]

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

1

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

2

ueiqérumhrapdi,teemgaderbmon uegptiqtriqéomé Ovu eu Aernreutouverture

D

α

F i

α

Focalisation

F i

Collimation

d= F i d : diaphragme ou nombre D douverture

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

α ON=sin= D 2 2F i

3

F i : distance focale

gésontinifiDéI 1O iquemétrgéoqieuotpelsénar

Rayon incident Interface Relation de Snell-Descartes :  v : vitesse de londe c v= n c 3.10 8 -1 =m.s

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

4

Milieu1:indiceoptiquen 1

Rayon réfléchi α 1 α

Rayon réfracté

n 1 sin 1 =n 2 sin 2

α 2

Milieu2:indiceoptiquen 2

eldicndineecd,BAng egétiquopalesnérésngtioiféniDI ontiacfrréedtenoixelfére riétequequomgé1 e itpO témouqir

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

l

d mod

λ d mod

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

λ l

5

ptOueiq3erio OA dnotalu uqenégsnoiselaréequtiopriétomgé lpnadneunoseise I ïdal initDéf

Détail dans Partie II

T 2  2π ω ω = =π    ⇒v= kv kT kλ = v 2 k π   ⇒  =λ 2π 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

vT

Expression complexe :

Φr, t= Φ 0  k.rexp j−ωt

On définit la relation de dispersion :

vk c v= n

6

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

B re héP ulndoiatqitpoeuO3 initDéf e I rencreéfitnendonèm riétomgéequtiopselarénégsnoi

S 2 r, t=A 0 exp [ j ( kS 2 Mω−t )]

I T =S 1 +S 2 2 =2A 0 2 [ 1+cos ( k [ S 2 M−S 1 M ])]

S 2 M−S 1 M

La différence de marche :

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

S 1 r, t=A 0 exp [ j ( kS 1 M−ωt )]

Calcul dinterférence à deux sources

equ

I T =S 1 +S 2 2 = I 2 0 [ 1+cos ( ϕ )] = π ϕ = 2 δ λ 2p p∈N

8

ϕ = 2 δ = ( 2p+1 ) 2 λ p∈N

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nérasgéoptileégmouqeuq 3 etéiréDInoitinif edinterférence Opqutioneladuriot B e néhPnèmo

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.

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9

PC erio enèmonéhffdiednioctra féniIDsngtioialesénértiquop 3Optiqueondulat eriquométe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.  dS M r, t=Ad 2 S exp ( jωt ) dS P r, t=Ad 2 S exp ( jωt+ ϕ )     ⇒  S T = ∫∫ S Ad 2 S exp ( jωt+ ϕ ) π ϕ = 2 λ δ 

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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

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