Polarisation de la lumière : applications astronomiques

J.-F. Donati,
J.-F. Donati,
P. Petit, F. Paletou
P. Petit, F. Paletou

I: Description de la lumière polarisée
I: Description de la lumière polarisée
II: Propagation de la lumière
II: Propagation de la lumière
en milieu anisotrope
en milieu anisotrope
IV: Propagation de la polarisation
IV: Propagation de la polarisation
dans les dispositifs optiques
dans les dispositifs optiques
V: Analyse de polarisation
V: Analyse de polarisation
de la lumière astronomique
de la lumière astronomique
III: Composants pour optique anisotrope
III: Composants pour optique anisotrope

Onde plane homogène
Onde plane homogène
• en milieu matériel anisotrope, on choisit le vecteur induction électrique :
D = ε0 [ε] E
• pour caractériser le champ électromagnétique
• onde plane homogène : fréquence ω, vecteur d’onde k = k z (k = nk0 = nω/c)
D(r,t) = D0 exp[-i(ωt-k·r)]
D0 = Ax exp(iϕx) x + Ay exp(iϕy) y (x,y,z trièdre ON)
• décomposition de Fourier du champ D :
D(r,t) = ∫ω dω ∫k D(k,ω) exp[-i(ω t-k·r)] dk
• equation de Maxwell dans un milieu sans charges électriques :
∇·D = 0
•  D ⊥ k

Etats de polarisation des ondes
Etats de polarisation des ondes
• composantes réelles de D dans le repère cartésien x,y,z :
Dx(z,t) = Ax cos (ωt - kz - ϕx)
Dy(z,t) = Ay cos (ωt - kz - ϕy)
•  déphasage entre Dx et Dy : ϕ = ϕy- ϕx
• cas particuliers:
• polarisation linéaire : ϕ = 0 ou ϕ = π ou Ax = 0 (vert) ou Ay = 0 (horiz)
• polarisation circulaire : ϕ = π/2 ou -π/2 ET Ax = Ay
• dans le plan z = 0, les équations se ramènent à :
X(t) = Ax cos (ωt)
Y(t) = Ay cos (ωt - ϕ)
•  cas général: polarisation elliptique
•  ϕ entre 0 et π : sens de rotation direct, rotation gauche
•  ϕ entre -π et 0 : sens de rotation rétrograde, rotation droite