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 TP6 : HOLOGRAPHIE 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 recou- vertes 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 sera sanctionnée par un zéro au TP manqué. 1. Principe Figure 1 - Un objet di?usant éclairé par une onde plane renvoie une onde-objet non plane. La phase de cette onde traduit les variations de chemin optique liées au relief de cet objet. A gauche : comparaison avec le miroir plan. 1.1. La phase. Lorsqu'on e?ectue un cliché photographique, on n'utilise qu'une partie de l'information renvoyée par l'objet à photographier, à savoir l'intensité lumineuse I ? E2m où Em est l'amplitude d'oscillation du champ électrique transversal Ey

• plaque


• faisceau


• onde


• hologramme plan


• angles ?


• onde plane de référence di?racte sur le réseau sinusoïdal


• régions claires du faisceau

Sujets

• Plaque
• Faisceau

Informations

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Extrait

2I∼ Em
Em
E (z,t) = E sin(wt−k t)y m z
kz
VERutilis?straduitenpr?senTPclicsonL3tariationsdegaucclassel'obITP6ImeoulIplane.Ili?esIa.miroirDirigerl'informatitoujoursl'inleclaserUnivvteersconunde?cran.jet.Aunettencettetiondeauxcetr?exionsasurphase.lesn'utilisefacesodes?lenLestilles.estObturerquesoigneusemenFtOptiqueleourfaisceauestaulassivfr?quemmenatquiquelesptraduitossibleTPetjetcoupphaseerndl'alimenvtationhemind?sreliefquejet.l'on:n'utiliseecplus1.1.l'appareil.eectueProtectionphotographique,dupartiemat?rielren:?ep?ourvpr?servlerS?curit?lesAoptiques,d'oscillationsouv?lectenersalt-recou-JosevC.E.S.I.R.E.ertes-d'une.coucondehelaanmti-reettoutfragile,;ill'ondeneyfautdesjamaisipheminoserousenlesreliefdoigtsdedessus.eetLorsquedeslelamat?rieloieappara?tonde-obsale,nonappLaelerdel'enseignanotequilesjugeraariationss'ilcconoptiquevienautdedeobleAnettoheycomparaisoner.vCompteslerendusplan.:LailsLorsqu'onsonunth?aonr?alis?squ'unedansdelaondur?evduyTPparetjet?photographier,rendresadoncoir?tensit?laumineusen:deTISSEMENTco?haHOLOGRAPHIEql'amplitudeuedus?ancehampderiTPtransv.:LesGrenobleabsencesouriersonphtersit??-justier-aupr?sPlate-formeduProsecr?tariat-dePl'IUT.uneTincidenouteplane,absencephasenonlajusti?e?serasursaenctionn?esectionparparuntrez?rorenauoTP?emanqu?.te1.vPrinciperFigureations1clasersoptique(Fig.22).?pmotenevisualiseretvirr?gularit?sdel'obaCett?seertpar1947vledeD?nesphaseor.v-LeUnyobdejetlesdiusanariationstphase?c?lad?couvir?enparparuneHongroisondeG?bplane1renλΔx Δx = θ2sin
2
θ λ
30
enpsion.eutetfacilemenm?metp?tre-1.expli-ordresqu?eut?cepartirl'ondededenotionsonctuel?delest?.mpernptairesenregistremensurl'innilandiraction.etLal'ongurede2tsceh?matisequeuneordreexport?riencedond'holographien'estd'?mettenunecobIljetpp2onctuell'inni.quiplaneseraitp?tl'inniun::celen'estd'ordresautrescqued'unlanie.diractionlin?airesurpr?c?uneller?seauOndetfrangesdiractionparall?lesr?seauobtenuso?dal.uesd?vi?parparinlaterf?rences.obL'inonterf?rencel'hologradecollectiondeuxtsondesdess'appaellequienregistremend'obtdoncdesel'hologrammeunett.n?cessiteHolographieunetondehautdeL'r?f?rencer?f?renceetissueunetonde-obterf?rejlaentd'amplitudecoh?EnrenL'ondetesdiracteensintretroiselles.+1Lagureplaquecephotographique?semi-transparenjette?obtenlauercissemen1l'?m,frangesre?tedenuns'appr?seaurestitutiondel'hologramme.frangesobservsinseulemenuso?dales.troisPdeourparceuneleind'amplitudeterf?rencesin?Chaquedeuxestondesdudansanglelerappvide,?l'inr?f?renceterfrange,Unc'estjet?tdirevlaobtenirdistancemmel'holographiequ'unededeenointrequideuxtplansondelettesdephasefrangesvsuccessivl'ondees?claiestedonn?ejet.parsutl'expressiond'?tudierequiprincippasseLeour.seuleoincabulairFigureo-vd'uno?oinde?estEnl'angle:ent.treondelesdedirectionsetdesplaneondesduetoinQuestion?lainlongueurnd'onde.surD?monplaquetrezdonnecettetrelationr?seauetsicalculezuso?dal.l'inbasterfrangerestitution.dansplanelr?f?renceesurvider?seaupuso?dalourdonneunondeslaser0,HeNeetetLaun3angleh?matisedeque1.2.obtiendrait1partirleobetptensit?situ?ositiondistancetvSi.tempsLal'indiractiond'expdeco?ncidenlaam?meeconder?giondenoir?f?rencetsurdeleulr?seau2de1,4
7
θ
vd'unr?f?rencepd'uneoin-it.t.Endehauters:n'estenregistremeno?t.etL'ondetplanededesonr?f?renceuneetlel'ondeondedesph?riquelorsissuecalculduspestoitnn'esttininc?t?terf?rel'informationn+1t;surergenlaimage-r?elleplaqueplaneetquidonnenointlauntrouvr?seauistredeatifrangesannexe.complexe.EnEninscritesbasg?latine:3restitution.parL'ondeeutplaneourquoidequer?f?renceauxdiracteleraphiesursonlepr?seaul'?paisseur,sintenuso?dalplaqueetn'estdonneplaneuneuneondeconconvvoiner-1guneemaisnergenteble(ordred'un+1),image-virtuellel'ordrec?t?z?ro?etjetunepr?c?demmenondel'enrediveergenjustitepar(ordredonn?-1)Hologrammeissuevd'unlpsonoinl'int-obhejettvirtuelvironquietseraittsitu?faisceauxdeerturel'autreunec?t?C'estdesil'hologramme.aussiLorsledefal'enregistrementt,tl'ondelette-obLorsquejetaigusph?riquel'obissuedudulapdeoininscritesttielincte3rf?relaa;v:ecplusl'ondeondedeparall?ler?f?rencc'este.ondeletteIlmageestvclairtequeerslespfrangestne;son:tplusplusondesimplemenparall?le,tunesidivnteuso?dalessem:proellesenironpttunesitu?formel'autrequided?pplaqueendl'endroitdesl'obcaracset?ristiquesaitdetl'ondelette-obdejet.gLamrestitutionns'obtienUnetcenon?clairanletestlen'hologramme1.3.suivplanandetolume.leholographie,m?meeanglefrangespartla?m?met?rieurondecoucdeder?f?rence.donDansl'indiceceencas-onFigurepl'?paisseurHologypiquemen?,eutmmonettrerdesqu'ondonobtienl'ouvtpbienatteindreencoredizainetroisdegr?s.ordrespdeladiractiontuation(?pasconditionsimplequedansl'?mcasulsiondeuxsoitiscebienparfaitemenlin?aire)parall?les:terf?ran0dans:vide.estl'angleessenesttiell(laeetmjetetnm?metdeconstitu?eplaque),dueurestefrangesdtedansl'ondel'essenplanedeparall?leesttransmiseon?uetravθ
ϑ
4planl'hologdephoto.ladueplaqueterf?rom?tre:derni?reiloins'agitmasqu?d'uneuthologrammeriplanl'o2enne,te,donlatCettel'imagetestrobtenlaueremplac?parttransmissionl'in.pro-Pmaisourl'indesl'anglesre?oitleaussiobtussup(lafaisceaur?f?renceconetparl'obMicjetfsonparttagede?partdonetpad'autreundeparlanplaque),romlesr?f?rencefrangesdeonnitunedansl'ondeuneappro?paisseurlevSioisineparfaite-deoinladelongueurjet.d'ondede(dansvilaimageg?latine)etetos'inscrivinenesttfranges,dansduleunvestolumePdeil'?mhologrammeulsionon:leilt?s'agitapparend'undehologrammeMacdeonvdeuxi?meolumea,edonjettlal'imageplaestondesobtenissuesuefpartrer?exione.l'onde-ob2.enanLesdiusion.montnianegespCommemoptourvtoutr?f?renceph?nom?neemend'invisibleterf?rences,h?ilaestsurfacen?cessairejetquetleshaquedeuxdeondeslain-lesterf?randetOnsurmincela3plaqued'insoienttosercoh?renphotographiquetesomspatialemenclairestnet?tempreorellemencart.tr?sC'estpl?temenpceluiourquoioirel'utilisationimpd4'vunterf?rom?treseul4laserutilisabledon.tourleabrfaisceauqueestunpartag?ditentransmission,deuxp:utiliserondemonderepr?senr?f?rencesuretgure26,onde-obt?jetceluiestl'inquasimendeth-Zehnder,inconttournable.auraitLeslatecs?hniquesrholographiquestg?cn?ralemenpartobutilis?esdiusandi?renettd?tectionseulemenunetqueparDeuxlasom?thotdedepterermettan?t?de:partagerndledefaisceaetu.jetFigurev4t-laReproCetteductionn'estmonparall?letranplat,laellestructureoss?del?g?remendirectiontytram?edond'unl'anglehologrammeaenregistr?ecadevd?termineecximativdeuxtondesterfrangeformansurtclicundeanglermomme.ylaen.deAobucestunemenimagediusann'estcd?cel?epsurtcettel'?crangurededelumi?rediraction.tousL'enregistremenpttspl'obermet2deditprohologrammeduireouunsurface.clicAh?gureouterf?renceshologrammeenconsetenanerptune3touteclassique,l'in-auxformationbresder?gionsphase,duparreinvterf?renceyde.l'imageonde-obstejetvisibleasonvtraste,ecfaible,l'com-ondetplanepardedesr?f?rencev(Fig.m?me4).lesTerfectionsoutfaisceau.monNotammentageainecterf?rinodem?thelson.rique633nm 5mW
4× f = 30.8mm 80μm
40× f = 4.6mm 20μm
deuxelametfeuille?taitgrandissemenuns?cmiroirermettanplan.obDeuxutestaypOnesl'omdetrast?esmonjettageunseron-t;utilis?splonger:p-2.2.ptermettanobservtsuivd'obtenir-deuxrimagesltresparmiroirstransmissionmod'unlelaserdedelam?me?lateurlongueurl'eaud'ondeagitan;dans--pminesansrmission.eunttan?t(ond'obtenirparunedispimage-parer?exionlongueurdedelumi?remoinsblanc-hesurinr?f?renceteoriennse.t2.1.soPr?cautions,d?phas?e,clicunh?,&ettraitemeneloppts.deuxPr?cautionsle:agitan-rincerIlendanfaututesbien;prendremingxateurardetde?netpas;regarderlalecfaisceauparlaserMat?rieldirectiissujetdetl'holo-distancegrammepapier;eut-lalesortproLeduitsestcthimiquesoptiquedoivd'?liminerenvibrationstHe-Ne?tresimanipulLa?lsdea;v50/50ecjeudes?ganetsl'onde;--suppa-vdeanyttdles'deallumerplajet,lumi?re,jectifs'assurerersemenqueeux-cilesCommebtrouod?v?teersplaqueconmintenandanstr?vlesenplaquestvierges-son?tpbientferm?esmin;en-tapprendre-?deuxreconna?treutesdanslel'obscurit?enlegitanc?t?;derincerll'eauaendanplaquedeuxenduitutesde-g?latine...herPplaqueourlaprendrehauer.leImagesclictransmh?2.2.1.:.-ut?teindreliseraleoblaserfortemen;diusan-plac??teindrequelquelad'unelumide?blancrep(noirainsicompleterouparallaxelumi?rerappinactinique?vbre).erte)mat?riel;onible-lemane:tmarbretreplatplaqueldanssle;supplaserort.deLed'ondec?t?querecouv.ertpuissanceparcel'?maseulsionestsensiblecondoibient-?tres?paratricetoujours;enunregarddedneutreseplacerl'obljettra;de-de?viter;dedeuxfairesurvibrerortlestable,syst?meun;jectif-grandissemen?clairerennele,monentagenpfrangesendanetttroutroisdiam?tre?tl'obourjfaisceauobour-faisceauobr?f?rence,dedeuxtortsdivpestlcplaquel'?missionl',jet.unplaque:sixpsecondesle;de--enlevsupperstableslaourplaque.aPetourobtraiter5laϑ
ϑ
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(ltre-MonOntageondeutilis?Rpositionourusenregistrerclaietl'onderestituercorrespuneenimageobservparqu'iltransmissi?on.suppCedemonsontagejets'apparenguretem?me?queun-induterf?rom?treoppdeAMacdivh-Zobservehnderaitdonlumineusetdoitl'uneedessusammens?paratrices1)seraitcomparableremplac?el'obptavirtuellerositionun(-1),obdejeletgidiusanondet.dansL'anglel'enregistremen5aestvaigu.ssion)Pr?cisezduetfaisceauexpliquezfaisceausurourquellelavdeoieo?placert.lespropredeux-obdejectifs.bien2.2.2.deEnr-edoitgistratt?nement.densit?R?alisezourletensit?moncelletageerepr?sen-t??tresur?clair?.ladegureEtudiez5.LaAl'imagettac?hezeunquesoinincidenparticuliereutauxmonpouroinmentstsuivbanlatsm?me:lors-l'?mlesdedistanc;es?parcourueslapar(par