Code UE - Centrale Marseille

Fiche UE Date émission : 21/07/2009
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Code UE Intitulé :
Photonique
Répartition
Total
heures Année Semestre Cours TD TP Projets
Travail
personnel ECTS
45.5 1 1 25.5 12 8 25 3
Responsable : Équipe enseignante :
C. DEUMIE C. AMRA
H. AKHOUAYRI
C. DEUMIE
L. GALLAIS
G. GEORGES
F. LEMARQUIS
M. LEQUIME
J. SORRENTINI
Prérequis Propagation des ondes électromagnétiques dans le vide
Mathématiques: transformations de Fourier, distributions et opérateurs associés
Objectifs Maitrise des fondamentaux relatifs à l'interaction lumière/matière et de leur formulation
mathématique, compréhension des conséquences sur les lois de la nature.
Contrôle et transport de la lumière et des informations:milieux simplement ou doublement
structurés, nanostructures photoniques, milieux aléatoires. Ouverture vers l'optique
quantique, statistique, non linéaire.
Programme A partir des connaissances acquises sur la propagation dans le vide, nous nous
attacherons à l'étude et la formulation des concepts fondamentaux liés à l'intéraction
entre les rayonnements et la matière. La matière sera approchée à l'échelle
macroscopique et microsopique, dans un état isotrope ou anisotrope. A partir de la
matière homogène, on étudiera la structuration pour le contrôle des ondes
(nanostructures photoniques). On introduira les concepts de base liés à l'aspect
corpusculaire (optique quantique), et aux matériaux non linéaires.
On s'interessera également à la physique de la formation et du transport des images, en
milieux homogènes ou perturbés (introduction à l'optique adaptative).
Le programme sera décliné de la manière suivante:
- Electromagnétisme et photonique: concepts fondamentaux
- Relations temps/fréquence: analogie temps /fréquence et utilisation dans plusieurs
domaines de la physique. Notion de cohérence. Application à l'interférométrie en lumière
blanche
- Régime harmonique ou monochromatique: paquet d'onde, résolution optique, ondes
évanescentes, bilans d'énergie
- Nanostructures photoniques pour le contrôle des ondes: milieux structurés en 2D ou
3D, milieux aléatoires
- Approche microscopique de la matière et milieux anisotropes
- Propagation et diffraction, formation des images et systèmes optiques, milieux
homogènes ou perturbés (front d'onde et optique adaptative)
- Ouvertures: introduction à l'optique quantique, statistique et non linéaire

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Compétences
Connaissances
visées
Maîtriser les fondamentaux « macroscopiques » de l’interaction lumière&matière, savoir
les formuler mathématiquement et en comprendre les conséquences sur les lois de la
nature
Comprendre l’analogie temps fréquence et savoir l’utiliser dans plusieurs domaines de la
physique. Maîtriser les notions de cohérence
Savoir utiliser les paquets d’onde plane, comprendre la résolution optique et son lien aux
ondes évanescentes, maîtriser les bilans d’énergie
Savoir concevoir/analyser les composants et systèmes pour le contrôle de la lumière et
le transport des images et des informations. Maitrise des systèmes de détection (énergie,
phase, bruit).
Acquérir les connaissances de base pour saisir les enjeux liés à l'optique non linéaire et
à l'a quantification du champ (optique quantique)
Documents
pédagogiques Polycopié
Références bibliographiques:
Max BORN & Emil WOLF, « Principles of Optics »
Saleih & Tech “ Photonics”
Évaluation Contrôles / Examens Type : E (écrit), O (oral), CR (compte-rendu), P (projet),
TP/TL* Durée % note
finale
Examen écrit sans doc
sans calculatrice
TP
E
TP/TL
3 h 80
20