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Travaux pratiques - 6N-095-PHO : Travaux pratiques d'Optique Semestre 6 CFA

Domaine > Photonique.

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Descriptif

Le savoir-faire dans la mise en œuvre pratique de dispositifs photoniques est un atout reconnu des ingénieur·e·s SupOptique. En première année, on aborde les savoirs-faire fondamentaux sur l’utilisation des  instruments optiques, l’utilisation et l’analyse de la diffraction et des interférences lumineuses, ainsi qu’une première utilisation de sources laser. 

 

Les expériences qui sont proposées lors du semestre 6 ont été conçues par les équipes enseignantes du LEnsE, par un travail collaboratif qui s’enrichit au fil des années.

 

Outre l'acquisition de savoir-faires pratiques, la réalisation d’expériences d’Optique permet la confrontation entre les observations et les concepts ou raisonnements abordés dans les enseignements d’Optique physique (S5), d’Optique Instrumentale (S5) ou de Lasers (S6). 

 

Par la conception de protocoles de mesure, la présentation, l’analyse des résultats obtenus et  leur interprétation, les travaux pratiques d’Optique participent à l’acquisition d’une démarche scientifique rigoureuse, utile plus généralement à tout·e ingénieur·e.

Les travaux pratiques d'optique du semestre 6 (FISA) regroupent 3 thèmes :

  • Optique Instrumentale (Microscope et lunette)
  • Lasers
  • Optique Physique (Diffraction)

Objectifs pédagogiques

A l’issue de ces enseignements les élèves seront capables de :

Bloc microscope et lunette

  • concevoir et mettre en oeuvre un protocole de réglage et de caractérisation d’un microscope et d’une lunette
  • analyser les observations obtenues et les incertitudes de mesure associées
  • évaluer les qualités et les limites de ces instruments d’optique

Bloc diffraction et filtrage spatial

  • Distinguer les régimes de Fresnel et Fraunhofer
  • Prédire les figures de diffraction à l'infini des ouvertures circulaire et rectangulaires (allure, dimensions) 
  • Prédire le lien entre la transmittance d'un objet diffractant et la figure de diffraction à l'infini dans le plan de Fourier 
  • Utiliser la notion de fréquence spatiale 
  • Interpréter et calculer la répartition de l'éclairement dans le plan de Fourier pour un objet de transmittance donnée 
  • Interpréter l'effet de différents filtres (trous, masques, etc..) placés dans le plan de Fourier (filtres passe- bas , passe - haut, passe bande) 
  • Analyser et quantifier les facteurs impactant la précision d'une mesure via une figure de diffraction, et estimer les incertitudes associées  

 

TPs laser

  • utiliser des techniques d’alignement d’une cavité laser 
  • mettre en évidence les modes transversaux d’un laser
  • prédire et mesurer les caractéristiques des modes longitudinaux d’un laser
  • identifier/différencier la nature du milieu amplificateur (solide ou fibre) et la nature du régime de fonctionnement (temporel et fréquentiel) 

Un atelier de “fabrication d’hologramme” facultatif est aussi proposé. A l’issue de l’atelier les élèves sont capables de :

  • réaliser et restituer des hologrammes en réflexion

13 heures en présentiel
réparties en:
  • Travaux pratiques : 13

6.5 heures de travail personnel estimé pour l’étudiant.

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Vos modalités d'acquisition :

Contrôle continu 50%

Exam de TP 50%

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 : 40

Programme détaillé

 

Diffraction et Filtrage 

  1. Diffraction 3h 
  2. Filtrage 1 3h
  3. Filtrage 2  3h

Optique Instrumentale

  1. Microscope (3h) :
    • Mesures géométriques des pupilles 
    • Résolution 
    • Eclairage Köhler
  2. Lunette (3h)
    • Mesures du champ objet et du grossissement
  3. Mesures avancées sur instruments (3h)
    • Microscope (1h30) : Résolution, objetif à immersion
    • Lunette (1h30) : Caractérisation du chercheur

Laser

  1. Laser HeNe (3h) - Modes transverses et longitudinaux (2h)
  2. Caractéristiques générales des Lasers  (2h)
    1. Lasers déclenchés 
    2. Lasers continus 
    3. Technologies lasers

 

Mots clés

Expérimental, Optique, Instrumentation, Mesures, Diffraction, Optique physique, Optique Instrumentale, Laser, Holographie

Méthodes pédagogiques

Travaux Pratiques en binôme
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