LEGT Saint-Louis TP de Physique 582674908 SAMSO
TS2 Génie Optique Photonique
- 3 / 4 - 4/17/2017
3. TRAVAIL PRATIQUE
3.1 CARACTERISATION SPECTRALE D’UNE DIODE-LASER
Cette partie est à réaliser durant la première heure. Lieu : m16.
a) Régler le monochromateur pour visualiser les modes de la diode laser qui émet autour de 670nm.
b) Montrer le spectre à un professeur lorsque le montage est optimisé (modes bien visibles)
c) Sauvegarder l’enregistrement sous DL.mon et faire une sortie imprimante.
d) Préciser sur la feuille d’enregistrement les paramètres d’acquisition :
Largeur des fentes:
Scan step =
Gain de l'amplificateur
e) Mesurer à l’aide du logiciel l'écart entre les modes modes et estimer la largeur à mi-hauteur DL de
l'enveloppe des modes de la diode laser mise à votre disposition (alimentée sous sa tension nominale).
f) En déduire la longueur L de la cavité de la diode-laser, sachant que l’espacement entre 2 modes vaut :
soit
(prendre n=3.6).
3.2 CARACTERISATION SPECTRALE D’UN LASER He-Ne
Cette partie est à réaliser durant les deux heures suivantes. Lieu : M3.
3.2.1 Mesure de l’épaisseur du Fabry-Pérot d’analyse
a) L'interféromètre est éclairé par un laser He-Ne 05 LHR 121 muni d'un objectif de microscope. L'épaisseur
de la lame d'air de l’interféromètre doit être d’environ 60 mm.
b) Utiliser comme système de projection la lentille de 500 mm et le capteur CCD. Se mettre en acquisition
permanente sous VisuIm. Visualiser les anneaux. Affiner le réglage de l'interféromètre.
Faire constater le réglage par un professeur.
c) Combien de modes observe-t-on? Introduire un polariseur et comparer leur polarisation.
d) Positionner le polariseur de manière à n’observer qu’un seul mode.
e) Acquérir une image des anneaux sous VisuIm. Sauvegarder cette image sur disque sous image1. Imprimer
l’image image1 (inverser les couleurs pour économiser l’encre) et fournir le fichier. .
f) Mesurer à l'aide de la souris le rayon R (exprimé en pixels) des 5 ou 6 premiers anneaux d'un même mode.
Faire un tableau sous Excel.
g) Etalonner le CCD : la distance entre 2 pixels est à déterminer expérimentalement. Il suffit d’observer, à
l’aide de la caméra munie d’un objectif de focale f, un objet transversal de longueur l placé à la distance
d>>f de l’objectif. La taille réelle de l’image est :
. La mesurer en pixels. En déduire la valeur
de la distance entre deux pixels adjacents. (Note : elle doit être voisine de 8 µm).
h) Calculer sous Excel les diamètres D des 5 ou 6 premiers anneaux exprimés en mm. Tracer la courbe
D2=f(No_anneau). Tracer la dmc et sauvegarder le graphe sous fp.xls. En faire une sortie imprimante.
i) A l'aide de la pente de la courbe, en déduire la valeur de e.
j) Comparer à la longueur mesurée à la règle. Conclusion.
3.2.2 Etude de l’épaisseur de la cavité du laser
a) Comment varie l’ordre d’interférence lorsque l’on s’éloigne du centre des anneaux ?
b) Enlever le polariseur. Mesurer en pixels les grandeurs suivantes :
D1 : diamètre de l’anneau d’ordre p correspondant au mode 1.
D2 : diamètre de l’anneau d’ordre p correspondant au mode voisin 2.
D3 : diamètre de l’anneau d’ordre p-1 correspondant au mode 1.
c) Sauvegarder l’image sous image2. En faire une sortie imprimante (inverser les couleurs pour économiser
l’encre) et fournir le fichier.
d) Repérer sur la sortie imprimante D1, D2, D3. Calculer le rapport r :
e) Calculer = 2 - 1 égal à : 2/2re.
f) Sachant que est donné par 2/2L où L est la longueur de la cavité du laser, en déduire une valeur ap-
prochée de L. Comparer à la donnée du constructeur. Conclusion.