Introduction à l'optique électromagnétique, livre ebook

Cet ouvrage est une introduction aux propriétés électromagnétiques classiques de la lumière et aux manipulations que l’on peut faire sur elles à l’aide de dispositifs, passifs ou actifs, qui sont traversés par des faisceaux lumineux.Après quelques rappels détaillés sur l’optique électromagnétique classique et la polarisation de la lumière, l’optique anisotrope est présentée progressivement, d’abord dans ses manifestations et utilisations les plus simples (lames optiques), puis dans ses propriétés plus difficiles (séparateurs polarisants et rotateurs de polarisation). La seconde moitié de l’ouvrage aborde des manipulations actives de faisceaux lumineux (par effets électro-optiques ou acousto-optiques), puis l’optique non linéaire, et enfin l’optique guidée et les fibres optiques. Le but de ce cours est de donner un premier aperçu de quelques points clés concernant les manipulations des propriétés de la lumière, tout en veillant à une présentation à la fois élémentaire et rigoureuse des phénomènes. L’exposé est fait systématiquement au niveau le plus élémentaire possible, la lumière et la matière étant traitées classiquement ; les développements plus difficiles sont mis en seconde analyse, voire reportés en exercices. Préface Avant-propos Chapitre 1 Optique électromagnétique 1. Fondements de l’électromagnétisme 2. Milieux diélectriques 3. Ondes électromagnétiques monochromatiques 4. Dispersion et absorption Exercices Chapitre 2 Polarisation de la lumière 1. États de polarisation d’une onde plane progressive monochromatique 2. Diffusion de la lumière 3. Réflexion et réfraction Exercices Chapitre 3 Milieux anisotropes I : lames optiques 1. Axes et indices de réfraction principaux 3. Manipulations classiques de la polarisation Exercices Annexe Chapitre 4 Milieux anisotropes II : séparateurs polarisants 1. Faisceau monochromatique en milieu anisotrope 2. Cas des milieux anisotropes uniaxes 3. Séparateurs polarisants Exercices Annexe Chapitre 5 Rotateurs de polarisation 1. Activité optique 2. Effet Faraday 3. Rotateur à cristal liquide Exercices Annexe Chapitre 6 Électro-optique 1. Principes de l’électro-optique 2. Électro-optique dans les milieux anisotropes Exercices Chapitre 7 Acousto-optique 1. Principes de l’acousto-optique 2. Acousto-optique dans les milieux anisotropes Exercices Annexe Chapitre 8 Optique non linéaire 1. Principes de l’optique non linéaire 2. Accord de phase pour la génération de second harmonique 3. Théorie de modes couplés Exercices Annexe Chapitre 9 Optique guidée 1. Guidage métallique plan 2. Guidage diélectrique plan Exercices Annexe Chapitre 10 Fibres optiques 1. Rayons lumineux dans les fibres multimodes (λ0 << a) 2. Modes guidés dans une fibre à saut d’indice 3. Dispersion dans les fibres optiques Exercices Annexe Solutions des exercices Bibliographie Index