v2.2.4 (2114)

Cours scientifique - EPT11 : Optique, photonique, lasers

Domaine > Physique quantique, Physique des plasmas, Optique de Fourier, Nanosciences, Lasers ultrabrefs, Physique, optique.

Descriptif

Parmi les « techniques avancées », la photonique occupe une place croissante. Elle s’appuie sur des dispositifs permettant la génération, la transmission, le traitement, la conversion et l’enregistrement de signaux optiques ; elle a de très nombreuses applications dans l’industrie, dans la recherche scientifique et en médecine.

Nous vous proposons un module d’enseignement qui vous fournira les bases nécessaires en physique laser et en optique ondulatoire (« optique de Fourier »). Nous nous appuierons sur ces bases pour vous présenter des applications choisies : microscopies avancées, optométrie, optique adaptative, accélération de particules, chirurgie laser et diagnostic moderne en médecine. Nous ferons intervenir des spécialistes dans ces domaines et nous vous proposons des visites de laboratoire où vous pouvez voir un nombre de techniques en application. Vous pourrez mettre en œuvre vos connaissances dans le cadre de projets pratiques sur des dispositifs disponibles au laboratoire d’enseignement expérimental de l’IOGS.

Objectifs pédagogiques

Nous souhaitons vous donner une visibilité des principales notions et techniques appliquées en photonique et vous mettre en mesure de prendre en main rapidement un dispositif d’imagerie optique ou un laser dans le cadre d’un stage, d’une thèse ou de votre futur parcours professionnel.

Après le cours vous pourrez

-          identifier les principales caractéristiques d’un rayonnement laser,

-          savoir reconnaître les différents éléments constituant une chaine laser et comment en dimensionner une,

-          savoir effectuer des calculs de propagation d’onde selon de formalisme de l’optique ondulatoire dans l’approximation scalaire et paraxiale,

-          savoir analyser un système optique et localiser les principaux plans (plan objet, plan de Fourier, plan d’image),

-          savoir calculer la résolution d’un système optique

-          savoir mettre en place et aligner un système optique en laboratoire.

nombre d'heure en présentiel

54

nombre de blocs

18

effectifs minimal / maximal

10/16

Diplôme(s) concerné(s)

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole nationale supérieure de techniques avancées

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 3 ECTS
  • Scientifique acquis : 3

Le coefficient de l'UE est : 3

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

-          Le cours commencera par une série de demi-journées consacrées à la physique des lasers (optique des lasers, principes de base : émission spontanée / émission stimulée, gain et amplification, oscillateur laser, lasers impulsionnels) et à l’optique ondulatoire (théorie scalaire de la diffraction, diffraction de Fresnel et de Fraunhofer, notions de cohérence spatiale et temporelle, analyse fréquentielle de systèmes optiques cohérents et incohérents). Nous ferons appel aux techniques de pédagogie inversée et nous tiendrons compte des initiatives des étudiants.

-          Dans le cadre de ces sessions nous vous présenterons aussi les principes de quelques applications choisies sous forme de présentation en cours.

-          La deuxième partie du cours sera consacré aux applications pratiques de la théorie : dans le cadre de trois sessions expérimentales vous aurez l’occasion de manipuler des dispositifs optiques ou laser dans les salles de TP de l’IOGS. Vous présenterez les résultats de vos expériences sous forme d’un rapport concis et une soutenance devant vos camarades.

-          Nous vous proposons une visite du LOA de l’ENSTA (lasers à impulsions ultra-brèves et leurs applications) ainsi qu’une visite du Centre d’Investigation Clinique de l’hôpital des Quinze-Vingts qui héberge des antennes de l’Institut de la Vision, de l’ONERA de Châtillon, de l’Institut Langevin de l’ESPCI ; vous pourrez y voir plusieurs dispositifs qui appliquent des techniques d’imagerie avancées au diagnostic clinique en ophtalmologie.

Mots clés

laser, optique, émission spontanée et stimulée, résonateur optique, optique ondulatoire, imagerie, microscopie, coherence, résolution, application
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