Ciro D`Amico Année Academique 2014

Ciro D’Amico Année Academique 2014-2015, Master 1
Programme et objectifs de cours
- Intitulé du cours : Optique des milieux anisotropes
- Volume horaire : 30h (10h CM + 12h TD + 8h TP)
- Enseignant : Ciro D’Amico
- Objectif du cours : L’objectif de ce cours est de donner une introduction sur les manipulations
classiques de la lumière qu’on peut effectuer en exploitant la biréfringence des matériaux
diélectriques ou leur anisotropie en général (séparation des polarisations dans l’espace et dans le
temps, accord des phases de deux longueurs d’onde différentes, …). Des développements plus
récents et moins classiques seront aussi abordés comme l’application de la biréfringence pour la
génération et la détection d’ondes THz.
- Prérequis : bases de l’électromagnétisme (Physique), algèbre linéaire et calcul matriciel (Math)
- Plan du cours :
1) Propagation d’une onde lumineuse dans un milieu isotrope (rappel, 1h CM)
- Transmission, absorption et dispersion dans les diélectriques
2) Polarisation de la lumière (2h CM + 2h TD)
- Etats de polarisation (linéaire, circulaire, elliptique)
- Formalismes : matrices de Jones, paramètres de Stock, sphère de Poincaré
- Réflexion et réfraction aux interfaces en polarisation s et p (angle de Brewster)
3) Propagation d’une onde lumineuse dans un milieu anisotrope (3h CM + 4h TD)
- Tenseur diélectrique
- Ellipsoïde et surface des indices. Axes optiques
- Milieux uniaxes et biaxes
- Lames minces biréfringentes et séparateurs polarisants (prismes de Wollaston, …)
- Guides d’ondes biréfringentes photoinscrites dans les verres (par laser ultracourt)
4) Biréfringence induite par un champ électrique ou magnétique (2h CM + 3h TD)
- Biréfringence induite linéaire : Effet Pockels
- Biréfringence induite quadratique : Effet Kerr statique
- Biréfringence circulaire induite : l’Effet Faraday

Ciro D’Amico Année Academique 2014-2015, Master 1
Programme et objectifs de cours
5) l’anisotropie et les processus non linéaires d’ordre 2 (2h CM + 3h TD)
- Cristaux doubleurs, doublage de fréquence et accord de phase
- Cristaux redresseurs, redressement optique et accord de phase
- Génération et détection d’ondes THz dans un cristal de ZnTe
Organisation et mise en place des TP (8h) :
- 2 TP de 4h chacun
- TP1 : Etude de la biréfringence d’un cristal de calcite
- TP2 : Etude de l’effet Pockels
- Bibliographie (partielle) :
1) M. Born & E. Wolf, Principle of Optics, Pergamon Press, 1980
2) Robert W. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press, 2008