Descriptif
La polarisation de la lumière intervient à différents niveaux dans le métier d’ingénieur :
- C’est une propriété fondamentale de la lumière, et donc une notion essentielle en optique théorique
- Le fonctionnement de nombreux systèmes optiques repose sur des phénomènes de polarisation (écrans à cristaux liquides, ellipsomètres, …).
Une bonne connaissance de ce domaine est donc un élément essentiel de la formation de l’ingénieur SupOptique
- Même s’il n’utilise pas de manière explicite la polarisation, l’ingénieur opticien a besoin de prendre en compte ses effets dans la grande majorité des applications qu’il a à traiter. Il utilise au quotidien des composants modifiant la polarisation.
Objectifs pédagogiques
L’objectif de ce cours est de présenter les outils essentiels dans l’étude des phénomènes de polarisation. On insiste en particulier les différentes représentations de l’état de polarisation de la lumière et de son interaction avec la matière. On traite en détail la propagation de la lumière dans les milieux anisotropes, et on donne de nombreuses applications pratiques des phénomènes de polarisation.
- Cours magistral : 13.5
- Travaux dirigés : 10.5
- Tutorat : 3
- Examen : 3
Diplôme(s) concerné(s)
UE de rattachement
- 6N-056-PHO : Photonique 2
Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée
- Bases d'électromagntisme
- Bases d'algèbre linéaire
Format des notes
Numérique sur 20Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée
Vos modalités d'acquisition :
Examen écrit de 3h
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)- le rattrapage est obligatoire si :
- Note initiale < 6
Le coefficient de l'UE est : 30
Programme détaillé
1. Lumière purement polarisée :
Représentation : vecteur de Jones, ellipse de polarisation
Interaction avec la matière : matrices de Jones
2. Propagation dans les milieux anisotropes :
Ellipsoïde des indices, surface des indices, surface des vitesses, milieux uniaxes, construction des rayons réfractés
3. Composants et instruments utilisés en optique anisotrope
Composants passifs: polariseurs, lames retard
Composants actifs: électrooptiques, cristaux liquides, photoélastiques
Pouvoir rotatoire et Effet Faraday
4. Interférences en lumière polarisée
Conditions d'observation, teintes de Newton, franges du Wollaston, compensateurs, cohérence de polarisation, calcul du déphasage en incidence oblique, applications
5. Lumière partiellement polarisée
Représentation : matrice de cohérence, vecteur de Stokes, notion de dépolarisation, Sphère de Poincaré
Interaction avec la matière : matrice de Mueller