Optique et photonique

18h C dont contrôle / 2 crédits ECTS

Nicolas Dubreuil (Gif)

L'optique, science de la propagation et de la mise en forme des ondes lumineuses, a vu son champ d'application bouleversé par la découverte du Laser. Sous le nom de photonique, un nouveau domaine s'est ouvert, celui du traitement optique de l'information. L'objet de ce cours est d'initier les étudiants aux notions de physique permettant de comprendre la notion des photons, de l'émission et le traitement des faisceaux lasers, les concepts de l'optique moderne et les principaux composants optoélectroniques intervenant dans le domaine des télécommunications et dans d'autres nombreuses applications.

Lumière et matière

Introduction aux lois de rayonnement des corps. Interaction lumière matière. Quantification de l'interaction lumière-matière et du rayonnement électromagnétique. Absorption et émission spontanée et stimulée. Coefficients d'Einstein.

Lasers

Cavités lasers, mode de fonctionnement des lasers (fonctionnement continu, relaxé, déclenché). Propriétés des faisceaux lasers : faisceaux gaussiens, cohérence temporelle et spatiale. Technologie des lasers.

Optique des milieux anisotropes et non-linéaires

Propagation des ondes électromagnétiques dans les milieux diélectriques anisotropes. Biréfringences naturelle et induite.

Définition et intérêt des polarisations et des susceptibilités non-linéaires. Effets électro, acousto et magnéto-optiques. La conversion de fréquence en optique : génération d'harmoniques et amplification paramétrique. Mélanges à plusieurs ondes et photoréfractivité.

Optique cohérente et information

La transformée de Fourier en optique et diffraction par un réseau. Filtrage optique.

Principe et applications de l'holographie : mémorisation et traitement des images.

Optique guidée

Guides d'ondes optiques diélectriques et optique intégrée. Fibres optiques et applications. Principe des télécommunications optiques.

Bibliographie :

E. Rosencher, B.Vinter«Optoélectronique», Ed. Masson
Saleh et Teich «Fundamentals of Photonics», Ed. Wiley
Z. Toffano, «Optoélectronique, composants photoniques et fibres optiques», Ed. Ellipses, Coll. Technosup Supélec.