Code UE - Centrale Marseille

SYLLABUS SEMESTRE 9
Année 2011-2012
Parcours OP
« Optique et Photonique »
Responsable :
Mireille Commandré
Tel.: [phone]
E-mail : [e-mail]

Parcours d’approfondissement – Physique - OP Centrale Marseille
S9
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PROGRAMME Nb heures élèves
(hors examen) ECTS
OPI-54-P-SIOP : Signaux optiques
[M. Lequime] 50 3
OPI-54-P-LASD : Lasers, Sources et détecteurs
[J. Bittebierre] 50 3
OPI-54-P-COIN : Conception d'instruments
[F. Lemarquis] 50 3
OPI-54-P-IMVI : Imagerie pour le vivant
[G. Georges] 50 3
OPI-54-P-TEIC : Technologies de
l’information et de la communication
[L. Gallais] 50 3
OPI-54-P-MNCO : Micro et nano composants optiques
[F Flory] 50 3
OPI-54-P-TRPE : Travaux personnels encadrés
[T. Durt] 100 3
TOTAL OP
400
21

Parcours d’approfondissement – Physique - OP Centrale Marseille
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Code UE ECTS SIGNAUX OPTIQUES
OPI-54-P-SIOP 3
Année Semestre
Heures
présentiel
Répartition
Heures Travail
personnel Heures Total
Cours
TD
TP
Projets
2011-2012 9 50 50 - - - 40 90
Responsable :
Michel LEQUIME (ECM / Fresnel) Équipe enseignante : Gaëlle GEORGES (ECM / Fresnel), Hassan
AKHOUAYRI (ECM/Fresnel), Michel LEQUIME (ECM / Fresnel)
Langue
d’enseignement Français
Pré-requis
Cours de Photonique 1A
Compétences et
connaissances visées Savoir concevoir un système interférométrique et choisir la méthode de mesure de phase
adaptée à un objectif donné
Savoir traiter un problème de propagation d’une onde lumineuse dans un milieu anisotrope
Savoir définir un système de modulation d’intensité de la lumière (électro-o
ptique ou
acousto-optique)
Avoir connaissance du formalisme de l’optique non linéaire et des possibilités nouvelles
auxquelles elle donne accès
Programme
Objectifs du programme
Ce module d’enseignement vise à présenter aux élèves-ingénieurs qui suivent le Parcours
Optique et Photonique quelques notions fondamentales qui n’ont pu être abordées dans le
cours de Tronc Commun de Première Année et qui concernent l’interférométrie, la
polarisation et l’optique non linéaire.
Description du programme
Interférométrie et Mesure de phase
- Interféromètre à 2 ondes, interféromètre à ondes multiples
- Interférométrie à 2 longueurs d’onde
- Interférométrie en lumière blanche
- Méthodes de mesure de phase (homodyne passive, homodyne active, hétérodyne,
hétérodyne synthétique, PGC)
- Exemples de mise en œuvre (capteur EFPI, gyroscope à fibre optique)
- Effet Hanbury Brown & Twiss
Polarisation et Modulation
- Polarisation de la lumière
- Composants (polariseurs, lames de phase)
- Propagation en milieu anisotrope, ellipsoïde des indices
- Exemples d'applications de la lumière polarisée
- Effet électro-optique
- Modulateur électro-optique (configurations longitudinale et transverse)
- Effet photo-élastique
- Diffraction d’une onde optique sur le réseau d’indice généré par une onde acoustique
(Régime de Raman-Nath, Régime de Bragg – Equation aux modes couplés)
- Application à la réalisation de modulateurs et de déflecteurs
Optique Non Linéaire
- Réponse d’un milieu matériel à un champ électromagnétique intense (approche
classique)
- Génération d’harmoniques deux et trois
- Génération paramétrique (OPO et OPA)
- Auto-focalisation et auto-modulation de phase
- Conjugaison de phase
- Effets Raman et Brillouin stimulés
- Applications
Supports
pédagogiques
Néant

Parcours d’approfondissement – Physique - OP Centrale Marseille
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Modalités de Contrôle des Connaissances
Évaluation Contrôle-continu /
Examen*,**, Soutenance Ecrit, Oral, Compte-rendu… Durée % note
finale
Interférométrie
Polarisation
Optique non linéaire
Examen
Examen
Examen
Ecrit
Ecrit
Ecrit
2h00
1h00
1h30
50%
20%
30%
Langue d’évaluation Français

Parcours d’approfondissement – Physique - OP Centrale Marseille
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Code UE ECTS LASERS, SOURCES ET DETECTEURS OPTIQUES
OPI-54-P-LASD
3
Année
Semestre
Heures
présentiel
Répartition
Heures Travail
personnel Heures Total
Cours
TD
TP
Projets
2011-2012 9 50 44 2 4 0 40 90
Responsable :
J. Bittebierre (ECM / Fresnel) Équipe enseignante : J. Bittebierre (ECM / Fresnel), F. Flory (ECM / IM2NP), L. Gallais (ECM / Fresnel), T. Durt (ECM / Fresnel), J. F. Bérar
Langue d’enseignement Français
Pré-requis Tronc commun optique
Compétences et
connaissances visées Connaître les bases et les différents types de sources et détecteurs optiques
Programme
Objectifs du programme
- Appuyer l’ensemble du cours sur quelques bases physiques solides
- Acquérir une bonne connaissance théorique et expérimentale du domaine.
Connaître les applications en tenant compte des évolutions récentes de la recherche
et de leurs conséquences attendues sur les marchés.
Description du programme
- Bases physiques :
o Photométrie (aspects énergétiques des faisceaux optiques)
o Semi-conducteurs et leurs propriétés optiques
o Emission spontanée, stimulée, amplification optique, coefficients d’Einstein,
phénomènes de saturation, pompage optique & électrique
o Cavités à miroirs plans, sphériques et faisceaux gaussiens
- Sources optiques incohérentes : corps noirs et lampes, Diodes Electro-
Luminescentes (DEL) minérales et organiques, écrans en DEL (Oled), notions de
bioluminescence
- Sources optiques cohérentes = lasers : principe des lasers, équations des lasers,
fonctionnements transitoire, continu et impulsionnel, compression d’impulsion, lasers
à milieux amplificateurs solides, les lasers à gaz, à colorants et autres ; diodes laser
et lasers guidés, applications des lasers, sécurité laser, démonstration
expérimentale de lasers
- Détecteurs optiques : photomultiplicateurs, photo-résistances, photodiodes, matrices
et barrettes de photodiodes pour l’imagerie (CCD), détecteurs thermiques, œil,
capteurs d’énergie solaire photovoltaïques et thermiques
- Conférences
o Sources et détecteurs de rayons X
o Cohérence quantique en biologie, aspects quantiques de la photosynthèse,
bio-fluorescence retardée
- Travaux pratiques : mesures photométriques de sources et détecteurs, micro et
macro photographie numérique, réalisation d’un laser YAG :Nd déclanché et doublé
en fréquence
Supports pédagogiques
Polycopiés
Modalités de Contrôle des Connaissances
Évaluation Contrôle-continu /
Examen*,**, Soutenance Ecrit, Oral, Compte-rendu… Durée % note
finale
Examen
Soutenance écrit exposé en présence des élèves 2h 15mn 50 % 50 %
Langue d’évaluation Français