RAPPORT DE STAGE BTS Génie Optique Option Instrumentale

Frédéric Petit
RAPPORT DE STAGE
BTS Génie Optique Option Instrumentale
Lycée Fresnel
Stage effectué au Laboratoire de Physique des Laser de l’institut Galilée
CNRS UMR 7538
Université Paris 13
Sous la direction de Paul-Eric Pottie en qualité d’Ingénieur de Recherche
Du 21 mai 2007 au 30 juin 2007
Projet de lévitation d’une balle par asservissement optoélectronique

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Remerciements
Arrivé au terme de ce stage, je tiens tout particulièrement à remercier :
• Charles Desfrançois, directeur du laboratoire, pour avoir bien voulu m’accueillir au
sein du Laboratoire de Physique des Lasers.
• Paul-Eric Pottie, pour m’avoir permis d’effectuer ce stage dans son équipe, m’avoir
encadré tout au long de ces six semaines, pour son soutien, ses précieux conseils et sa
disponibilité.
• Sébastien Forget, Membre permanents du projet Laser vUv, matériaux
électroluminescents et nanostructures (LUMEN),
• Les membres de l’Unité : Vincent Lorent, Hélène Perrin, Laurent Longchambon pour
leur gentillesse et leur bonne humeur.
• Les chercheurs, stagiaires, techniciens, doctorants, post-doctorants : Arnaud
Pouderous, Radu-Stelian Chicireanu, Olivier Lopez, Laurent Philippet et Jean-
Christophe Poully pour leurs conseils, leur gentillesse et leur sympathie.

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Sommaire
I. Introduction page 4
II. Historique de l’université page 5
III. Historique Laboratoire de physique des lasers page 7
A. L’institut Galilée page 7
B. Le Laboratoire de Physique des Lasers (LPL) page 8
C. Le groupe COMETA page 10
IV. Mon projet page 12
V. Les éléments optiques page 14
A. Le Laser page 14
B. Le corps de jumelle page 14
C. La séparatrice page 15
D. La lentille de focalisation page 15
E. La photodiode page 16
VI. La carte électronique page 17
A. Le montage transimpédance page 17
B. L’offset page 17
C. Le PID (proportionnelle, intégrateur, dérivateur) page 17
1. Le proportionnelle page 18
2. L’intégrateur page 18
3. Le dérivateur page 18
D. La contre réaction page 19
E. L’inverseur page 19
F. Le suiveur et l’étage de puissance page 19
G. La modulation de signal page 20
VII. L’aimant et l’électroaimant page 21
A. L’aimant page 21
B. L’électroaimant page 21
C. Les deux page 21
VIII. Pièces mécaniques page 22
IX. Conclusion technique page 23
X. Conclusions personnelles page 24
XI. Annexes page 25
A. Pièces SolidWorks page 26
Breadbord
Pied 1 breadbord
Pied 2 breadbord
Support d'électro-aimant
Support jumelle 1
Support jumelle 2
Support laser

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B. Schéma carte électronique page 34
Carte transimpédance
Carte lévitation
Carte modulation de signal
C. Documentation technique page 38
Le laser rouge
Tableau de classification des appareils à laser
Le déclencheur électromagnétique radial
XR-2206
SFH2332
BDX53C / BDX54C
OP27
LM340

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I. Introduction
Dans le cadre du BTS génie optique option instrumentale, un stage d’une durée de six
semaines doit être effectué en fin de première année de la formation.
Ce stage a pour intitulé la « découverte d’entreprise ». Il nous permet donc d’avoir
une perception du travail accompli dans une entreprise ou bien dans un centre de recherches
ainsi que de se faire une idée de l’organisation de telles structures. De plus, ce stage permet
d’acquérir de nouvelles connaissances en plus de celles acquises tout au long de notre
première année de formation.
C’est pourquoi le choix du stage doit être important. En effet, les options prises nous
permettent de choisir dans quelle spécialisation de l’optique (laser, télécommunications,
traitement de surfaces…) ou de l’électronique on souhaite s’orienter, bien que ces deux
domaines soient liés. De plus, il est également important de choisir dans quel type d’endroit
on souhaite l’effectuer (centre de recherches, entreprises…).
Dans le cadre de mon stage, j’ai opté pour un stage dans un laboratoire du CNRS
(Centre National de la Recherche Scientifique) afin de découvrir le travail effectué par un
ensemble d’ingénieurs, de chercheurs, de techniciens ou bien encore de doctorants. C’est donc
pour cela que j’ai essentiellement adressé des lettres de candidatures dans des laboratoires.
Les résultats de mes demandes de stage m’ont conduit au LPL (Laboratoire de Physique
des Lasers) appartenant au CNRS UMR 7538 de l’Université Paris 13 où j’ai été accepté en
tant que stagiaire après un entretient avec l’Ingénieur de Recherche Paul-Eric Pottie qui a été
mon tuteur de stage durant les six semaines.
Dans la suite du rapport, je vais présenter le contexte dans lequel j’ai accompli mon
travail pendant six semaines, ainsi que le travail effectué au LPL. Je vais décrire plus
précisément le projet qui m'a été confié. Je montrerai ensuite le montage que j’ai réalisé avec
l’aide de l'équipe qui m'a accueilli et dans laquelle je me suis intégré. Enfin je présenterai le
résultat final et je tirerai les conclusions de mon stage. On trouvera en annexe, à la fin du
rapport, les documents techniques que j'ai utilisé ou crée pendant mon stage.