Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1) .pdf



Nom original: Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdfTitre: Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 STAuteur: DIDA

Ce document au format PDF 1.4 a été généré par PDFCreator Version 0.9.5 / GPL Ghostscript 8.61, et a été envoyé sur fichier-pdf.fr le 23/02/2013 à 15:25, depuis l'adresse IP 41.230.x.x. La présente page de téléchargement du fichier a été vue 1976 fois.
Taille du document: 8.9 Mo (33 pages).
Confidentialité: fichier public


Aperçu du document


Une documentation détaillée de chaque TP est téléchargeable
sur notre site : http://www.didaconcept.com

TP "CLE EN MAIN" COMPRENANT :
l’ensemble des matériels nécessaires à la réalisation d’expériences (Possibilité de ne commander
qu’une partie du matériel)
un cours sur les thèmes abordés lors du TP
un texte de TP permettant de guider et d’évaluer le niveau de compréhension de l’étudiant
l’étu
une notice de résultats et commentaires destinée à l’enseignant
une validation pédagogique et qualification des matériels
une option d’installation sur site et de formation des utilisateurs à un coût réduit
Tous les
es documents sont fournis au format Word pour permettre à l’enseignant
de les modifier, les adapter et les utiliser en fonction de ses besoins.

Tel : +33 (0)3 82 20 81 07

Fax : +33 (0)3 82 46 75 78

E-mail
mail : pney@didaconcept.com

S OMMAIRE
Les Expériences fondamentales











Optique Géométrique
Instruments d’Optiques
Diffraction
Anneaux de Newton
Interféromètres à Assembler
Interférométrie
Polarisation
Spectrophotométrie
Goniométrie
Introduction aux Télécommunications Optiques

p.2-3
p.4-5
p.6-7
p.8-9
p.10-11
p.12-13
p.14-15
p.16-17
p.18-19
p.20-21

Les Expériences avancées











Effet Pockels et Modulation Electro-Optique
Effet et Modulation Acousto-Optique
Caractéristiques Electriques et Optiques d’une Diode Laser
Réglage et caractérisation d’une Cavité LASER
Télécommunication Optique par multiplexage en longueur d’onde (WDM)
Etude d’une Fibre Optique à gradient d’indice
Principes et Applications de l’ Ellipsométrie :
Traitement Optique d’Images et Reconnaissance de Formes
Principes et applications de l’Holographie
Photographie de Speckle

p.22
p.23
p.24
p.25
p.26
p.27
p.28
p.29
p.30
p.31

Nouveau catalogue de composants
disponible fin Avril
100 nouveautés exceptionnelles vous y attendent

1

INTRODUCTION A L’OPTIQUE GEOMETRIQUE

L’optique
’optique géométrique, apparue dès l’Antiquité, s’est développée sur la base d’observations simples et
repose sur des principes simples : la propagation rectiligne et le retour inverse.
Elle a pu expliquer les phénomènes de la réflexion et de la réfraction par les lois de
Snell-Descartes.
Descartes. L’optique géométrique permet de retrouver la quasi-totalité
quasi
des
résultats concernant les miroirs, les dioptres et les lentilles ainsi que les systèmes
optiques constituant certains instruments optiques lorsque l’on reste dans
dans le cadre
de l’approximation de Gauss.
Lorsqu’on s’éloigne des conditions de Gauss, on se confronte à des
phénomènes non-linéaires.
linéaires. Un kit complémentaire permettra de visualiser les différents types d’aberrations que
l’on peut retrouver dans un système optique.

NOTIONS ETUDIEES
Image réelle/virtuelle
Méthodes de mesure de distance focale
Loi de conjugaison
Autocollimation
Loupe – Œil Fictif
Aberrations chromatiques
Aberrations sphériques

2

DESCRIPTIF TECHNIQUE
ENSEMBLE FOCOMETRIE

Ref : T1110

Cet ensemble de base permet d’étudier les principes fondamentaux
de l’optique géométrique : mesure de distance focale par différentes
méthodes, loi de conjugaison, grandissement, autocollimation…
Cet ensemble comprend :



Un banc triangulaire de 2m



Un ensemble de 5 cavaliers pour banc triangulaire dont 1 long



Un lot de 7 lentilles, 2 miroirs et 6 diaphragmes au diamètre
40mm



4 montures de lentilles au diamètre 40mm



Une lanterne 12V 45W avec son objet dépoli et son
alimentation



Un écran blanc quadrillé



Un râtelier

ENSEMBLE COMPLEMENTAIRE ABERRATIONS

Ref : T1120

Cet ensemble complémentaire permet d’étudier
d’étudier et de visualiser les aberrations de systèmes optiques simples, tels que les condenseurs,
lentilles asphériques, systèmes épais, achromats… Ainsi, il vous sera possible de différencier les aberrations chromatiques et
e sphériques
et de voir comment ilss peuvent être corrigés.
Cet ensemble comprend :



Un condenseur



Un système optique épais



Une lentille asphérique sur monture



Une lentille achromatique sur monture



Deux filtres colorés (rouge et bleu)



Un écran dépoli quadrillé



Un diaphragme à iris

OPTION ECRAN NUMERIQUE

Ref : T1130

Cette
te option qui consiste en un écran numérique USB vous permet de faire des
mesures précises de grandissements, de visualiser plus facilement les aberrations
notamment les distorsions en coussin/barillet.
Cet ensemble comprend :



Un système d’écran numérique USB



Un jeu d’écrans



Logiciel d’exploitation

3

INSTRUMENTS OPTIQUES

On appelle « instrument optique » un instrument formant une image d’un objet. Il
est en général issu de l’association de plusieurs systèmes optiques (objectif, oculaires,
doublets…). Le champ d’application est très vaste : il peut aller de la loupe jusqu’au
u
télescope spatial.
Les premiers instruments optiques datent du début du XVIIème
siècle et avaient alors permis à l’astronomie de faire un bond
remarquable. Galilée, précurseur de la lunette astronomique, et
Newton, inventeur du télescope, ont pu confirmer
confirmer la théorie de
Copernic : l’héliocentrisme (la terre tourne autour du soleil) et
comprendre le fonctionnement de la Terre. De nos jours, les instruments optiques sont
souvent couplés à de l’électronique ou à d’autres techniques (rayons X, magnétisme…) et
e
permettent de voir de plus en plus loin, ou au contraire des objets de plus en plus petits.
L’ensemble de matériel préparé ici est conçu pour que vous puissiez reconstituer facilement les différents
instruments optiques qui ont marqué l’histoire de l’optique
l’optique mais dont les principes sont toujours d’actualité et se
retrouvent dans tous les instruments optiques modernes.

NOTIONS ETUDIEES
Microscope
Lunette de Galilée
Lunette astronomique
Télescope de Newton
Téléobjectif, oculaire, objectifs
Grandissement - Grossissement

4

DESCRIPTIF TECHNIQUE
ENSEMBLE LUNETTE

ET

MICROSCOPE

Ref : T1210

Cet ensemble vous permet de construire entre autres un microscope, une
lunette de Galilée et une lunette astronomique. Vous pourrez observer
directement ou alors simuler des rayons à l’infini grâce à la lanterne à
condenseur réglable. L’œil fictif qui est fourni avec vous permettra
permettr lui de
projeter l’image sur un écran au lieu de devoir l’observer directement. Il
est ensuite possible d’étudier le grandissement et le grossissement du
système que vous aurez construit.
Cet ensemble comprend :



Un banc triangulaire de 2m



Un ensemble de 6 cavaliers pour banc triangulaire dont 2 longs



Un lot de 5 lentilles au diamètre 80mm (dont une concave)



5 montures de lentilles au diamètre 80mm



Une lanterne 12V 75W avec son objet dépoli et son
alimentation



Un œil fictif



Un diaphragme à iris



Un râtelier

ENSEMBLE COMPLEMENTAIRE TELESCOPE

Ref : T1220

Cet ensemble complémentaire fournit tous les éléments manquant dans le kit de base et qui sont nécessaires à la construction d’un
télescope de Newton. Vous pourrez là aussi faire des observations directes en regardant au travers de l’oculaire ou bien en utilisant
u
l’œil
fictif qui permet de projeter l’image qu’on verrait sur l’écran. La lanterne 12V75W, par son réglage de collimation, permet de
d simuler une
image à l’infini.
Cet ensemble comprend :



2 montures de faible diamètre extérieur pour composants au diamètre 40mm



Un miroir plan au diamètre 40mm



Un miroir sphérique de grande focale (diamètre 80mm)



Un lot de 3 diaphragmes circulaires au diamètre 40mm



Deux pieds en demi-lune

5

DIFFRACTION
Pour des raisons historiques, on distingue encore la diffraction des interférences mais ces deux
comportements dérivent de la nature ondulatoire d’un phénomène et ne vont pas l’un sans l’autre.
Cet ensemble d’expériences vous permet d’illustrer le principe
princip de Huygens-Fresnel,
Fresnel, d’observer, de mesurer
et de comprendre la distribution d’intensité des figures de diffraction à l’infini.

NOTIONS ETUDIEES
Principe d’Huygens--Fresnel
Diffraction de Fraunhofer et de Fresnel
Diffraction par une fente, par un trou, par une ouverture rectangulaire
Fentes et trous de Young, fentes multiples
Diffraction par un réseau
Théorème de Babinet
Disque et anneaux d’Airy
Résolution d’instruments optiques
Laser et cohérence

6

DESCRIPTIF TECHNIQUE
ENSEMBLE FENTES

ET

THEOREME

DE

BABINET

Ref : T2110

Cet ensemble permet d’observer et d’étudier le phénomène de diffraction de la lumière
monochromatique par une fente et par un fil.
fil Il est alors possible de vérifier le théorème de
Babinet et de relever la distribution d’intensité de la figure de diffraction d’une source
monochromatique. Cet ensemble comprend :



Un banc triangulaire de 2m sur pieds avec un jeu de cavaliers prismatiques réglables



Un laser (532nm) 1mW



Deux écrans métalliques (une face quadrillée, une face neutre)



Un jeton de fentes et fils dans une monture adaptée



Un manuel complet des expériences conseillées

ENSEMBLE FIGURES

DE

FRAUNHOFER

Ref : T2120

Cet ensemble plus complet permet d’exploiter
exploiter à 100% l’étude des principaux phénomènes de diffraction de la lumière monochromatique (trous,
fentes et trous d’Young, fentes multiples, réseaux…). Il est alors possible de voir le disque d’Airy et d’étudier la limite de
d diffraction d’instruments
optiques. Un
n système de détection simple et efficace permet la visualisation en temps réel sur ordinateur de la figure de diffraction. Il
I est alors
possible d’obtenir très rapidement le profil d’intensité et de pouvoir faire des
mesures avec une meilleure précision. Cet ensemble comprend :



Un banc triangulaire de 2m sur pieds avec un jeu de cavaliers
prismatiques réglables



Un laser (532nm) 1mW



Deux écrans métalliques (une face quadrillée, une face neutre)



Un écran numérique USB de détection avec son logiciel d’exploitation



Un porte-composant
composant à barillet comportant quatre jetons sur lesquels on
trouve une gamme complète d’objets de diffraction de diverses tailles
(trous, fentes et trous d’Young, carrés, rectangles, fils, fentes, fentes
multiples…)



Un jeu de réseaux de diffraction



Un manuel complet des expériences conseillées

7

ANNEAUX DE NEWTON

L’expérience des anneaux de Newton constitue un exemple simple et immédiat de la
nature ondulatoire de la lumière.
L’expérience a été réalisée par Newton lui-même
même en 1704. La présence d’anneaux,
inexplicable en optique géométrique, a ouvert la voie à Fresnel et à la théorie ondulatoire de la
lumière. La simplicité de sa théorie la rend explicite et facilement interprétable comme une
première approchee de la notion d’interférences par division d’amplitude.
d’amplitude Redécouvrez les
anneaux de Newton dans de meilleures conditions que Newton lui-même.
lui

NOTIONS ETUDIEES


Constatation historique des phénomènes ondulatoires de la lumière



Introduction à la théorie ondulatoire de Fresnel



Détermination du rayon de courbure de la lentille du dispositif de Newton



Mesure de la longueur d’onde de filtres ou de sources spectrales



Vérification de la relation de Newton en



Introduction à la notion de cohérence spatiale et temporelle

sur le diamètre des anneaux

8

DESCRIPTIF TECHNIQUE
ENSEMBLE ANNEAUX

DE

NEWTON

ET RAYON DE COURBURE

Ref : T2310

Cet ensemble comprend le matériel nécessaire qui permet d’introduire le phénomène d’interférences
’interférences localisées et par l’observation des anneaux de Newton,
de donner une première interprétation du caractère ondulatoire de la lumière. Le rayon de courbure de la face sphérique de la lentille du dispositif de Newton
peut alors être calculé connaissant la longueur d’onde de la source à vapeur de sodium (589nm).

Un dispositif d’anneaux de Newton.
Un banc optique triangulaire d’1,50m sur pieds avec un jeu de 5 cavaliers prismatiques (dont un de 10cm de long).
Une source à vapeur de Sodium basse pression 18W avec un condenseur double au diamètre 80mm.
Un ensemble de pieds en demi-lune
lune et de lentilles biconvexes au diamètre 80mm sur montures.
Ecran comportant une face quadrillé et une face neutre.
Un manuel complet des expériences et protocoles
p
conseillés

OPTION MESURES

DE LONGUEURS D’ONDES

Ref : T2320

Ce complément permet d’observer et de comprendre l’influence de la longueur d’onde sur le diamètre des anneaux. Une fois le rayon
r
de
courbure du dispositif déterminé grâce à la source de sodium, il est possible de retrouver la longueur d’onde de ces filtres interférentiels
en mesurant le diamètre des anneaux obtenus. L’écran numérique permet de visualiser en temps réel le phénomène des anneaux de
Newton sur ordinateur et de mesurer
mesur de façon rapide et efficace le diamètre des anneaux. Il sera alors plus aisé de
d vérifier
expérimentalement le phénomène que Newton avait constaté : « Lee rayon des anneaux croît comme la racine carrée des nombres entiers
successifs. ».


Un jeu de filtres interférentiels au diamètre
40mm (anticalorique, 436, 546, 578nm)
montés sur un porte-composant
composant à barillet.



Une source lumineuse halogène 12V/75W
munie d’une lentille de collimation et d’un
réglage de la focalisation.



Un écran numérique de détection
détectio
compatible USB avec son logiciel
d’exploitation.

OPTION LAMES

DE

COIN

D’AIR

Ref : T2330

Ce dispositif supplémentaire,, également appelé lames de Lummer-Gehrcke,
Lummer
composé de deux lames réfléchissantes d’égale épaisseur,
épaisseur
provoque des interférences lorsque
lorsqu celles-ci ne sont pas parfaitement parallèles. Ce système est parfois utilisé en spectrométrie
interférentielle et vous permet de faire des expériences de coin d’air.
d’air



Dispositif réglable composé de deux lames réfléchissantes
réfléchiss
d’épaisseur identiques

9

MICHELSON A ASSEMBLER

L’interféromètre de Michelson fût pour la première fois mis en place à la fin du
e
XVIII siècle, dans l’objectif de mesurer la vitesse de la lumière. Depuis, l’interférométrie a
vu son champ d’application s’élargir
’élargir : mesure de faibles distances, vérification de la
planéité d’une surface, mesure de l’épaisseur d’une lame, de la pression et de l’indice
l’indice d’un
gaz… ce sont autant d’applications qui font de l’interférométrie une technique pointue et
usitée dans le monde de l’industrie.
Le kit présenté ici vous propose de mettre en place vous-même,
vous
de manière rapide
et aisée, un interféromètre de Michelson sur banc magnétique. Ce dispositif didactique
permet une compréhension et une approche complète de l’interféromètre, au niveau de sa
construction, des paramètres et grandeurs essentielles, et aussi en proposant quelques
applications concrètes telles que la mesure de l’épaisseur d’une lame ou encore de l’indice
d’un gaz.

NOTIONS ETUDIEES
Assemblage et construction d’un interféromètre
Alignement et réglage, notion de chemin optique
Interférences par division d’amplitude
Longueur d’onde, cohérence spatiale et temporelle de sources lasers
Interféromètre de Michelson, de Mach Zender
Etude de l’indice de l’air, épaisseur d’une lame

10

DESCRIPTIF TECHNIQUE
ENSEMBLE MICHELSON

Ref : T2410

Cet ensemble permet d’observer et d’étudier le principe de
fonctionnement d’un interféromètre de Michelson. Le montage sur banc
magnétique permet une réalisation simple, complète de l’interféromètre
et une appropriation totale de la manipulation. Les miroirs
miroi à réglages
angulaires fins et la platine de translation permettent de montrer les
différents phénomènes d’interférences et de faire des mesures
quantitatives.
Cet ensemble comprend :



Une table magnétique avec son jeu de supports aimantés



Un miroir sur monture fixe à réglage angulaire XY



Un miroir avec réglage angulaire XY monté sur platine de
translation



Une lame semi-réfléchissante
réfléchissante sur monture



Un laser vert et son jeu d’écrans

ENSEMBLE COMPLEMENTAIRE MACH-ZENDER

Ref : T2420

Cet ensemble complémentaire permet d’étudier un autre type
d’interféromètre : l’interféromètre de Mach-Zender.
Mach
Sa mise en place
se fait aussi facilement que pour l’interféromètre de Michelson, et il
offre d’autres possibilités de mesures.
Cet ensemble comprend :

Une lame semi-réfléchissante
réfléchissante sur monture supplémentaire
Deux miroirs grand diamètre sur monture à réglage angulaire XY
Un jeu supplémentaire de supports aimantés

OPTION ECRAN

NUMERIQUE

Ref : T2430

Cet ensemble permet d’aller plus loin dans l’observation du phénomène d’interférences en
visualisant les figures sur ordinateur. Le logiciel fourni avec permet ensuite de réaliser avec
précision les mesures d’interfranges.
Cet ensemble comprend :

Ecran numérique de visualisation USB
Logiciel d’exploitation
Support magnétique adapté

OPTION KIT MESURES

Ref : T2440

Cet ensemble vous permettra d’explorer quelques applications simples et faciles à mettre en
œuvre des interféromètres, comme la mesure de l’épaisseur et de l’indice d’une lame, on encore
de l’indice et de la pression d’un gaz. Cette option contient :

Kit lames minces sur support magnétique
Cuve à vide sur pied magnétique et sa pompe à vide

11

INTERFEROMETRE DE MICHELSON

L’interféromètre de Michelson fût pour la première fois mis en place à la fin du XIX
XI
siècle, dans l’objectif de mesurer la vitesse de la lumière.

e

La lumière incidente est séparée en 2 faisceaux d’égale intensité. Ces ondes sont
réfléchies par 2 miroirs et recombinées après un aller-retour.
aller
En créant une faible
différence de marche, on peut obtenir des figures d’interférences
L’équipement présenté ici est établi autour d’un interféromètre de Michelson prêt à
l’emploi
ploi avec tout le matériel nécessaire pour réaliser toutes les expériences didactiques et
comprendre le fonctionnement et les possibilités de l’appareil.

NOTIONS ETUDIEES :
Interférences par division d’amplitude
Interférométrie en lumière blanche
Longueur d’onde, cohérence spatiale et temporelle de sources lasers
Interféromètre de Michelson, de Mach Zender
Etude de l’indice de l’air, épaisseur d’une lame
Transformée de Fourrier

12

DESCRIPTIF TECHNIQUE
EXPERIENCES HAUTE LUMINOSITE

Ref : T2510

Cet interféromètre d’une grande précision et d’une haute luminosité est
fourni avec un ensemble complet de matériel permettant de montrer des
figures d’interférences contrastés et lumineuses
lumineuse à une classe entière et
aussi de réaliser les manipulations les plus complexes. .
Cet ensemble comporte :









Interféromètre de Michelson série E1000
3 pieds en demi-lune
Lentilles de projection en monture
Laser HeNe Melles Griot 632.8nm 1mW avec extenseur
Source spectrale Osram : Mercure et Sodium
Source blanche 12V 75W avec 3 filtres interférentiels (436, 546, 578
nm)
Manuel d’expériences

MOTORISATION

ET

VISUALISATION

POUR

E1000

Ref : T2520

Les expériences temporelles sont réalisables grâce à ce complément motorisation
et visualisation. Cela vous permettra entre autre de pouvoir faire les expériences
de transformée de Fourrier et de
d mesure de l’anti-coïncidence du sodium.
Motorisation (seulement pour l’interféromètre de la série
E1000)
Detecteur

OPTION MESURES

POUR

Ref : T2525

E1000

Ce kit complémentaire vous permet d’explorer
d’
davantage d’applications telles que la mesure de l’épaisseur d’une lame mince ou
encore la détermination de l’indice de l’air.
Cuve à vide avec pompe à air métallique
Kit lame mince

EXPERIENCES

DE

Ref : T2530

TP

Ayez accès aux experiences d’interférométrie à des prix abordables avec une
qualité de mesure très satisfaisante grâce à cet équipement homogène articulé
autour d’un interféromètre à grands bras (série E6100). L’espace libéré entre les
miroirs et la séparatrice autorise des expériences et des mesures de TP
difficilement réalisables autrement. Cet interféromètre fonctionne aussi bien au
laser qu’en lumière blanche et permet la réalisation de toutes les expériences
principales du programme. Ce kit contient :








Interferomètre de Michelson E6100
3 pieds en demi-lune
Une lentille de projection au diamètre 80mm montée sur support
Ecran translucide quadrillé
Laser HeNe 632.8nm avec extenseurr
Manuel d’expériences

SOURCES

ADDITIONNELLES POUR

E6100

Cet ensemble complémentaire élargit le champ d’expériences réalisables, avec
d’autres types de sources et de lumière cohérente.
cohérente



Ref : T2540

Source spectrale : sodium et mercure
Source blanche 12V 45W

ACCESSOIRES

ADDITIONNELS POUR

E6100

Ce kit additionnel offre d’autres
d’autre possibilités de mesures : épaisseur d’une lame
mince, mesure de l’indice de l’air...
l’air Ce kit contient :

Ref : T2541

Cuve à vide avec pompe manuelle
Kit lame mince
Detecteur

13

POLARISATION

La polarisation
ation est une propriété importante des ondes lumineuses. La lumière naturelle n’est pas
polarisée mais de nombreux matériaux et phénomènes peuvent altérer sa polarisation. Ce phénomène prouve le
caractère transverse des ondes lumineuses.
lumineuses. Polariser une lumière c’est en fait sélectionner les trains d’ondes qui
ont un état de polarisation défini.
On retrouve la polarisation dans plusieurs phénomènes
naturels : la lumière se retrouve particulièrement polarisée lorsqu’on
observe le ciel à 90° du soleil, ce qui est bien visible lors des couchers
de soleils ou des aurores (en particulier dans les parties australes de
la Terre). Lorsque celle-ci
ci se réfléchit à l’angle de Brewster sur une
surface horizontale brillante (mer, glace, neige, vitre…),
vit
la
polarisation est partiellement changée.
Maitriser le phénomène de polarisation a permis de l’utiliser
pour protéger et améliorer les communications hertziennes, (radio,
télévision, Wi-Fi,
Fi, radars, antennes…). Les propriétés polarisantes de
certains cristaux sont utilisées massivement pour les toutes dernières
technologies : en microscopie, en photographie, pour la technologie
LCD…
Cet ensemble d’expérience
vous permettra de mettre en
évidence ce phénomène et
d’apprendre à le maitriser. Avec
Ave
le kit « Pouvoir Rotatoire », vous
pourrez étudier l’activité optique
de certaines substances. Avec le
kit « Brewster », vous pourrez
montrer qu’il existe un angle pour
lequel la polarisation de la
lumière qui se réfléchit sur une
surface de verre est maximale.
ximale.

NOTIONS ETUDIEES


Polarisation rectiligne, circulaire, elliptique d’une onde électromagnétique



Polarisation d’une source lumineuse



Loi de Malus



Axes neutres d’une lame demi/quart d’onde



Effet des lames quart-onde
quart
et demi-onde sur la polarisation



Biréfringence



Loi de Brewster



Coefficient de réflexion de Fresnel

14

DESCRIPTIF TECHNIQUE
ENSEMBLE

POLARISATION

Ref : T3110

Cet ensemble est conçu pour étudier les principes de base de la polarisation. Le banc et ses supports permettent un alignement rapide et réglage
facile du montage. Les polariseurs et les lames quart-onde
quart onde et demi onde permettent de retrouver la polarisation de la source laser, d’observer le
phénomène d’extinction, et d’en déduire les différents types
typ de polarisation et
l’influence de lames quart-onde et demi-onde
onde sur la polarisation. La présence du
luxmètre permet une évaluation plus précise des extinctions et de vérifier la loi de
Malus.



Un banc triangulaire de 2m sur pieds avec un jeu de cavaliers prismatiques
réglables



Une diode laser rouge



2 polariseurs de précision



Une lame quart-onde à 633 nm



Une lame demi-onde à 633 nm



Un détecteur luxmètre

ENSEMBLE

COMPLEMENTAIRE

MILIEU ACTIF

Ref : T3120

L’utilisation de polariseurs circulaires permet de visualiser d’autres phénomènes de polarisation tels que les effets de contraintes
cont
mécaniques, de torsions et de plis. Il est par ailleurs possible de retrouver le principe du microscope polarisant et d’avoir
d’avo un aperçu d’une
des techniques utilisées pour faire de la visualisation en 3 dimensions. Pour aller plus loin, deux enceintes en verre de longueurs
lon
différentes,
que l’on peut remplir par exemple avec une solution d’eau sucrée, permet d’étudier l’effet de
de ce milieu actif sur la polarisation et plus
particulièrement d’en estimer son pouvoir rotatoire.
Cet ensemble comprend :

Une source à vapeur de Sodium basse pression 18W sur pied
Une source de lumière blanche 12V 75W
Un cavalier long pour banc prismatique
prismati
Un condenseur double au diamètre 80mm
Un kit de plusieurs objets à analyser
Deux polariseurs circulaires (droite et gauche)
Deux enceintes en verres de différentes longueurs
Un écran blanc métallique

ENSEMBLE

COMPLEMENTAIRE

BREWSTER

Ref : T3130

Cet ensemble constitue un réel complément à l’étude de la polarisation. Grâce au bras articulé supplémentaire, il permet entre
entr autres de
vérifier la loi de Brewster et de retrouver les coefficients de réflexion de Fresnel. Le plateau porte prisme gradué sur
su 360° avec un vernier au
1/10 permet une étude qualitative mais aussi quantitative.
Cet ensemble comprend :
Un banc triangulaire supplémentaire de 50cm
Un accouplement goniométrique
Un plateau porte prisme gradué sur 360°
Un prisme en verre Flint ExtraDense
Extra

15

SPECTROPHOTOMETRIE

L’étude et l’analyse de la composition spectrale de sources lumineuses est
appelée spectrophotométrie. Une des méthodes les plus simples est de séparer les
rayons de lumière suivant leur longueur d’onde. Des prismes en verre ou des réseaux
de diffractions sont alors utilisés pour leurs propriétés de dispersion chromatique.
Dans ce kit, nous utilisons un spectrophotometre à temps réel pour faire
l’analyse spectrale. Cet appareil est construit autour d’un réseau de diffraction pour
séparer les longueurs d’ondes et d’une barette CCD pour déterminer l’intensité de
chaque longueur d’onde.
Nous vous proposons dans ce set d’étudier la variété des sources lumineuses qui
nous entourent. Vous pourrez également determiner
eterminer la bande passante de filtres ou
de sources LED ou encore mesurer la longueur d’onde de sources monochromatiques
ou à raies avec cependant une précision moindre qu’un spectrogoniomètre.

NOTIONS ETUDIEES :


Etude de la variété des sources lumineuses



Mesures de longueur d’ondes et de bandes passantes



Détermination de la qualité d’un filtre



Mesure de l’absorption d’un liquide



Caractérisation de la dispersion chromatique



Etude de la série de Balmer



Vérification de la constante de Rydberg

16

DESCRIPTIF TECHNIQUE
KIT SPECTROPHOTOMETRE CCD
Ref : T4210
Ce kit constitue la base essentielle pour un TP sur la spectrophotométrie CCD. Cet
appareil devient facile et pratique à utiliser grâce à son extension fibre optique et son
logiciel didactique. Il peut être également utilisé derrière un interféromètre de
Michelson afin d’observer les spectress cannelés.
cannelés
Ce kit contient:



Un spectrophotomètre CCD – USB 2.0 (fonctionne avec Windows2000/XP/Vista/Seven):





Bande passante : 370-800nm
370
Résolution : 2nm
Barrette CCD : 2048 pixels
Logiciel complet



Fibre optique de 2m montée sur support adapté



Manuel d’expériences

KIT ACCESSOIRES ADDITIONNELS

Ref : T4220

Ce kit additionnel permet d’exploiter à 100% le spectrophotomètre. Un
support multifonction est fourni et qui permet de faire des expériences
de transmission, absorption et réflexions. Un jeu de filtres et différents
éléments à analyser sont proposes pour réaliser des mesures
d’absorption et de réflexion. Vous trouverez également
é
dans ce kit,
une cuve cylindrique dans laquelle il est possible d’insérer des liquides.
Vous pourrez ainsi suivre l’évolution cinétique de réactions chimiques
grâce à la fonction prévue à cet effet dans le logiciel fourni avec
Ce kit additionnel contient :

KIT ADDITIONNEL

DE

BALMER



Support multifunction



Source blanche fibrée



Jeu de filtres



Cuve cylindrique

Ref : T4230

Une source spectrale complémentaire disposant d’une gamme de tubes spectraux
interchangeables permet de vérifier la loi de Cauchy (indice du prisme en fonction de la longueur
d’onde). Pour aller plus loin, il est également possible de caractériser la série de Balmer de
l’atome d’hydrogène et de vérifier la constante de Rydberg.
Ce kit additionnel contient:



Alimentation pour tubes spectraux



3 tubes spectraux : helium, hydrogene, mercure

17

GONIOMETRIE

La spectrométrie est l’étude des spectres d’un corps. Pour cela, on utilise un prisme ou
un réseau dont l’intérêt est leur caractère dispersif : les rayons sont déviés en
n fonction de leur
longueur d’onde. On se sert alors d’un instrument de mesure précise de déviation angulaire :
le goniomètre.
Cet ensemble d’expériences vous permet de vous familiariser avec le réglage d’un
d’
goniomètre dont l’intérêt
intérêt sera mis en avant au travers des diverses manipulations proposées : mesure d’angle,
d’indice de réfraction, de longueur d’onde…

NOTIONS ETUDIEES
Réglage d’un goniomètre
Mesure des spectres de raies par un spectromètre à prisme
Dispersion des prismes, minimum de déviation
Détermination des indices des prismes
Vérification de la loi de Cauchy
Réglage par autocollimation
Mesure des spectres de raies par un spectromètre à réseau
Dispersion par un réseau, relation de Rowland
Pouvoir de résolution
ésolution des réseaux

18

DESCRIPTIF TECHNIQUE
ENSEMBLE

DE

BASE GONIOMETRE

Ref : T4410

Cet ensemble de base permet d’aborder en toute simplicité une technique assez pointue de mesures d’angles et de spectres qui est la goniométrie.
Doté de réglages simples mais précis, il permet tout d’abord aux étudiants de découvrir et d’apprendre à régler cet appareil en mettant notamment
en œuvre le principe d’autocollimation. Ce kit permet en plus d’utiliser le goniomètre pour faire de la spectroscopie à prisme et de la spectroscopie
en réseau.
Il comprend :



Goniomètre avec lunette autocollimatrice et collimateur de
fente



Lampe spectrale Hg basse pression 9W avec son support
adapté.



Réseau Patton Hawksley 300 traits/mm



Un prisme de précision en verre Flint Extradense



Plateaux polyvalents prisme /réseau

ENSEMBLE COMPLEMENTAIRE SOURCES MULTIPLES

Ref : T4420

Cet ensemble complémentaire permet d’exploiter à 100% les
possibilités du goniomètre en proposant quelques applications
supplémentaires simples et faciles à mettre en œuvre. L’étude du
pouvoir de résolution et du phénomène de superposition de
l’appareil est rendu possible par un jeu complet de réseaux de
diffraction. Une source spectrale complémentaire disposant d’une
gamme de tubes spectraux interchangeables permet de vérifier la
loi de Cauchy (indice du prisme en fonction de la longueur
d’onde). Pour aller plus loin, il est également possible de
caractériser la série de Balmer de l’atome d’hydrogène et de
vérifier la constante de Rydberg.
Cet ensemble complémentaire comprend :


Une source spectrale avec 3 tubes interchangeables
(Hélium, Néon, Hydrogène)



Un prisme supplémentaire en verre Crown



Un jeu complet de réseaux allant de 10 à 600 traits
par mm

19

INTRODUCTION AUX TELECOMMUNICATIONS
OPTIQUES
Les telecommunications ont un impact important sur la société moderne aussi
bien d’un point de vue économique que d’un point de vue social et culturel.
culturel A chaque
nouvelle découverte ou évolution des systèmes de transmission de données, toujours de
plus en plus rapides, des bouleversements importants ont été provoqués
provoqués sur notre
quotidien (radio, télévision, téléphone, internet...). On s’interesse ici à l’un des tout
derniers principes de telecommunication utilisant les fibres optiques.
Ce kit d’expériences permet l’étude des points clés d’une chaine complète de
de
système de télécommunication optique: son émission (sources modulables à LED), un
moyen de transmission (fibre optique), sa réception (photodiodes) et deux systèmes différents de multiplexage et
démultiplexage en longueur d’onde (avec réseaux de diffraction
diffraction et filtres dichroïques).

MULTIPLEXAGE

FIBRE OPTIQUE
TRANSMISSION
OPTIQUE

NOTIONS ETUDIEES :


Télécommunications optiques
Transmission de données
Modulation des sources
Techniques de multiplexages
Injections
Injection



Propriété des fibres optiques
Ouverture numérique
Atténuation, pertes
Bande
e passante



Optique traditionnelle
Dispersion de la lumière
Réseaux de diffraction
Spectre d’émission de LEDs
Filtres optiques



Electronique analogique
Mise en forme de signaux, FFT
Fréquence de coupure, bande passante
Diaphonie

20

DESCRIPTION TECHNIQUE
LE KIT PRINCIPAL PEUT ETRE COMPLETE PAR DEUX ENSEMBLES COMPLEMENTAIRES
TRAVAUX PRATIQUES MODULAIRE POUR
UNE DUREE ALLANT DE 2 A 8 HEURES.

PERMETTANT DE PROPOSER UNE GAMME DE

ENSEMBLE MULTIPLEXAGE OPTIQUE

Ref : T5110

Cet ensemble comprend les éléments nécessaires permettant une bonne introduction aux principaux concepts clés des systèmes de transmission optiques. Il
permet notamment de réaliser du multiplexage en longueur d’onde à l’aide de réseaux de diffraction et filtres optiques.

Table magnétique avec surface inscriptible au feutre
Jeu de supports aimantés
Deux LEDs hautes luminosité montées, connectorisées et précollimatées
avec un boitier conformateur de signaux (entrées BNC)

Un ensemble de composants et montures pour le multiplexage par un
réseau de diffraction

Une fibre optique plastique de 2m avec connecteurs SMA
Un ensemble de composants et montures pour le démultiplexage par
filtre sélectif dichroïque

Deux photodiodes montées et connectorisées avec un boitier
conformateur de signaux (sorties BNC)

Un manuel complet des expériences et protocoles conseillés

ENSEMBLE

COMPLEMENTAIRE:

SPECTRE

ET

FIBRE

Ref : T5120

Cet ensemble complémentaire permet un certain nombre de mesures
additionnelles telles que les spectres d’émission des LEDs, les absorptions
de filtres optiques et de fibres optiques ainsi que les pertes provoquées par
la fibre, les connecteurs et les systèmes de multiplexages.


Kit de 5 connecteurs SMA-SMA



Kit de 4 fibres plastique de 2m avec
connecteurs SMA



Fibre plastique
connecteur SMA



Spectrophotomètre avec sortie SMA



Source de référence avec connexion SMA

de

10

mètres

avec

ENSEMBLE COMPLEMENTAIRE: INSTRUMENTATION
ELECTRONIQUE
Ref : T5130
Le complément adapté d’instrumentation électronique pour exploiter à 100% les possibilités de cet ensemble d’expériences et effectuer
toutes les mesures. Il permet entre autre de visualiser le phénomène de diaphonie (photo ci-dessous).



Un générateur basse fréquence DDS à deux voies



Un oscilloscope numérique couleur hautes performances 50 MHz



Un jeu complet de cordons et accessoires

21

EFFET POCKELS ET MODULATION ÉLECTRO-OPTIQUE

Ce produit a obtenu une médaille de Bronze dans la
catégorie "nouveaux produits pédagogiques pour
l’enseignement supérieur" lors du Salon
EDUCATEC (Paris - 1999)
Ref : TP/EO

Composition du TP
Banc optique prismatique (1 m) avec jeu de pieds
Cavalier standard pour banc prismatique
Cavalier à déplacement micrométrique 25mm
Laser He-Ne 0,8 mW, polarisation linéaire
Polariseur de précision avec monture rotative
Lame demi-onde quartz avec monture rotative
Lame quart d’onde quartz avec monture rotative

1
5
1
1
1
1
1

Modulateur EO / Cellule de Pockels (LiNbO3)
Alimentation de commande cellule de Pockels
Détecteur amplifié à gain réglable
Poste Radio
Paire de Haut parleur
Cours sur les thèmes abordés
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires

1
1
1
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Polarisation de la lumière : rectiligne, elliptique, circulaire
Polariseur, Loi de Malus
Biréfringence naturelle
Etude des lames retard de phase : λ/2 et λ/4
Changement de l’état de polarisation de la lumière
Biréfringence induite par un champ électrique

Effet électro-optique linéaire, effet Pockels
Tension demi-onde (Vπ), fonction de transfert
Modulation de polarisation, Modulation d’amplitude
Transmission optique de signaux : sinus, carré, audio
Cristal de Niobate de Lithium (LiNbO3)
Mesures de coefficients électro-optiques

Commentaires
Ce TP, récompensé lors de son lancement au salon Educatec (Paris - 1999), a déjà été adopté par plus d’une cinquantaine
d’établissements (Lycées, IUT, Universités, Ecoles d’Ingénieurs, …).
Un de ses atouts est qu’il utilise une cellule de Pockels et une alimentation de commande spécifiquement conçues pour
l’enseignement, c’est à dire sans sur-qualité … ce qui lui permet d’être économiquement attrayant !
Ce TP offre la possibilité d’étudier l’effet électro-optique sous différents angles en fonction du niveau des étudiants et du
programme de la formation.
Enfin, les effets spectaculaires de ce TP en font un outil attractif de Promotion de la Physique lors de journées portes ouvertes ou
de fête de la Sciences !

22

EFFET ET MODULATION ACOUSTO-OPTIQUE

Ref : TP/AO

Composition du TP
Banc optique prismatique (1 m) avec jeu de pieds
Cavalier standard pour banc prismatique
Cavalier à réglage angulaire
Laser He-Ne 0,8 mW, polarisation linéaire
Polariseur de précision avec monture rotative
Lame demi-onde quartz avec monture rotative
Modulateur / Déflecteur acousto-optique (Bragg)
Alimentation de commande cellule acousto-optique
Support modulateur avec réglage horizontalité

1
4
1
1
1
1
1
1
1

Détecteur amplifié à gain réglable
Ecran numérique Ovisio
Ecran blanc métallique avec face graduée
Poste Radio
Paire de Haut parleur
Cours sur les thèmes abordés
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires

1
1
1
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Cellule de Bragg (Raman-Nath sur demande), étude des faisceaux
diffractés en fonction de la fréquence de l’onde acoustique
Détermination de l’angle de diffraction, calcul du pas du réseau et
du temps d’accès
Evaluation de la vitesse de l’onde acoustique dans le matériau
Mesure de l’intensité de diffraction en fonction de la puissance de
l’onde acoustique

Calcul du rendement de diffraction et de l’absorption
du milieu
Etude de la modulation acousto-optique : application à
l’inscription et au transport d’un signal audio
Déflecteur acousto-optique : application à la
projection et à l’adressage optique

Commentaires
L'effet acousto-optique concerne l'interaction entre une onde ultrasonore et une onde optique dans un milieu solide ou liquide.
Les expériences proposées sont riches pédagogiquement puisqu'elles permettent non seulement d'étudier les différents phénomènes
physiques intervenant lors de l'interaction acousto-optique mais aussi de proposer un aperçu des applications potentielles aussi bien
en modulation d’intensité qu’en déflexion.
Les mesures et observations peuvent être obtenues à l’aide d’un écran quadrillé ou d’une photodiode mais également par le biais de
l’écran numérique Ovisio directement connecté à un ordinateur (logiciel d’acquisition et de traitement fourni).
Les systèmes acousto-optiques sont utilisés dans de nombreux domaines (imprimante laser, scanner, projection, laser impulsionnel,
filtres accordables …).

23

TP : ETUDE DES CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRONIQUES ET
OPTIQUES D’UNE DIODE LASER

Ref : TP/DLAS

Composition du TP
Banc optique (1 m) avec jeu de pieds
Cavalier standard pour banc prismatique
Diode Laser (650 nm – 7 mW) et son support
Alimentation et Contrôleur T° pour Diode Laser
Porte objectif sur tige avec réglage X,Y = 1,5mm
Objectif de microscope 10x / 0,2
Porte lame mince sur tige

1
3
1
1
1
1
1

Réseau de diffraction (600 tr/mm)
Polariseur avec monture rotative
Mesureur de puissance laser portable
Ecran numérique oVisio
Ecran blanc quadrillé 200x200 mm
Cours sur les thèmes abordés
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires

1
1
1
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Courbe courant/tension d’une diode laser
Mesure de la puissance optique en fonction du courant de la
photodiode interne de la diode (courant de moniteur)
Calcul du taux de conversion (mA/mW)
Courbe de puissance optique/courant d’injection
Calcul du rendement électrique-optique
Détermination du seuil d’oscillation

Variation du seuil d’oscillation avec la T°
Variation de la puissance optique avec la T°
Variation de longueur d’onde avec le courant
d’alimentation et la T°
Mesure de la divergence du faisceau émis
Mesure du taux de polarisation en fonction de la
puissance optique

Commentaires
Une diode laser est d’un point de vue électronique une diode à semi-conducteur. Elle possède donc une caractéristique ILD = f (ULD)
(courant de la diode en fonction de la tension à ses bornes) de même allure qu’une diode normale.
Cette caractéristique présente donc un seuil au delà duquel le courant va pouvoir traverser la diode, puis une forte pente faisant
augmenter rapidement le courant en fonction de la tension. Pour cela, et afin de contrôler efficacement la diode, il est d’usage
d’alimenter la diode par un générateur de courant et non par un générateur de tension.
Les techniques d’alimentation des diodes lasers sont abordées dans ce TP, notamment par l’utilisation d’un contrôleur de diode
laser. L’étude des caractéristiques optiques est également menée par le biais d’outil de visualisation performant.

24

RÉGLAGE ET CARACTÉRISATION D’UNE CAVITÉ LASER

Ref : TP/LAS

Composition du TP
Banc optique prismatique (2 m) avec jeu de pieds
Cavalier standard pour banc prismatique
Cavalier à déplacement micrométrique 25mm
Cavalier pour banc prismatique, platine 25 mm X, 40 mm Z
Tube à plasma He-Ne 3,5 mw - polarisé
Alimentation de laboratoire pour tube Laser
Miroir de sortie semi-réfléchissant (f=45 cm)
Monture de miroir avec 2 vis de réglage fin
Diaphragme à iris sur tige

1
4
2
1
1
1
1
1
1

Support en Vé pour fixation tu laser
Polariseur
Ecran blanc métallique, quadrillé
Lentille (f=15 cm) et son support
Mesureur de puissance portable
Spectromètre USB avec fibres
Webcam avec logiciel d’acquisition et de traitement
Documentation (texte de TP + notice de résultats)

2
1
1
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Réglage et alignement d’une cavité Laser via un miroir externe
Méthode d’autocollimation, cavité résonnante, effet Laser
Etude des conditions de stabilité de la cavité
Mesure de la puissance d’émission
Etude des propriétés géométriques : profil spatial, faisceau
gaussien, col (wl ongueur de Rayleigh (Zr), divergence
Focalisation du faisceau laser par une lentille

Etude des spectres du gaz Hélium-Néon et du rayonnement
Laser, monochromaticité, luminescence
Etude de la polarisation, mesure du taux de polarisation
Observation des différents modes transverses
Option : Etude des battements, modes longitudinaux, calcul
précis de la longueur de la cavité

Quelques résultats expérimentaux …

Expérience : "modes spatiaux"
Expérience : "stabilité de la cavité"
Expérience : "stabilité de cavité"

Expérience : "spectre Laser"
25

TÉLÉCOM OPTIQUE : MULTIPLEXAGE

EN LONGUEUR D’ONDE

Ref : TP/WDM

Composition du TP
Banc magnétique 495x620mm
Pied magnétique (élémentaire et haute stabilité)
Laser compact vert non polarisé 532 nm/3-55 mW
Diode Laser rouge modulable 670 nm/3 mW
Alimentation Diode Laser modulable
Support Diode Laser modulable
Polariseur de précision avec monture
ture rotative
Lame quart d’onde Mica avec monture rotative
Dispositif de déplacement horizontal
Dispositif d’ajustage XY
Anneau adaptateur
Modulateur EO / Cellule de Pockels (LiNbO3)
Alimentation de commande cellulee de Pockels

1
12
1
1
1
1
2
1
3
6
6
1
1

Coupleur fibré 50/50 achromatique connectorisé
Connectique FC/PC pour fibre optique
Objectif de microscope 10/0,25
Réseau de diffraction (600 tr/mm)
Support pour réseau de diffraction
Système de détection amplifiée à gain réglable
Poste radio
Paire de haut parleur
Lecteur DVD
Téléviseur couleur 35cm
Cours sur les thèmes abordés
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires
comme

1
3
3
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Diode Laser, modulation directe d’intensité
Effet électro-optique
optique linéaire, effet Pockels, modulation indirecte
Modulation de polarisation, Modulation d’amplitude
Transmission optique de signaux : sinus, carré, audio
Cristal de Niobate de Lithium (LiNbO3), tension demi-onde
demi
(Vπ)
Mesures de coefficients électro-optiques
optiques par différentes techniques
Changement de l’état de polarisation de la lumière

Injection d’un signal dans une fibre optique
Etude d’un coupleur fibré
Multiplexage en longueur d’onde (WDM)
Démultiplexage, diffraction par un réseau
Démodulation
Transmission optique de signaux vidéo et audio

Commentaires
Le multiplexage en longueur d’onde consiste à transmettre dans un même conduit, une fibre optique, plusieurs canaux à différentes
différe
longueurs d’onde, chacun d’entre eux étant porteur d’information.
L’objectif principal de ce TP est d’aborder et d’étudier les
les différentes parties d’une liaison de télécommunication optique : de l’inscription de
signaux (vidéo, audio) sur deux porteuses optiques (rouge et verte) jusqu’à leur réception, en passant par leur transport et leur détection.

26

ETUDE D’UNE FIBRE OPTIQUE A GRADIENT D’INDICE

Ref : TP/FO

Composition du TP
Banc optique prismatique (2 m) avec jeu de pieds
Cavalier standard pour banc prismatique
Cavalier à translation X et Y 25mm
Cavalier à réglage vertical pour banc prismatique
Laser compact vert 3-5 mW non polarisé
Adaptateur pour objectif de microscope
Objectif de microscope 20X / 0,4 et 10X/0,25
Porte objectif sur tige
Fibre optique 100/140 à gradient d’indice (2m)
Connecteur FC/PC pour fibre
Porte composant diamètre 40mm

1
3
2
2
1
1
3
1
1
2
2

Lanterne très haute luminosité 12V 75W
Micromètre objet
Support de micromètre
Décalage d’axe sur tige
Polariseur avec monture rotative
Ecran blanc métallique avec une face quadrillée
Mesureur de puissance laser portable
Cours sur les thèmes abordés
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires

1
1
1
1
2
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Mesures de base servant à caractériser une fibre optique
Réglage et optimisation de l’injection, mesure de pertes
Détermination expérimentale de l’ouverture numérique
Calcul de l’indice de la gaine
Détermination expérimentale du profil d’indice du cœur, profil
parabolique d’une fibre à gradient d’indice

Mesure du diamètre du cœur par méthode optique
Calcul de la fréquence normalisée, du nombre de
modes dans la fibre, de la longueur d’onde de coupure
Observation du comportement en lumière polarisée,
dépolarisation par une fibre.

Commentaires
Le but du TP proposé est d’étudier différentes caractéristiques d’une fibre optique sans avoir besoin d’instruments performants et
onéreux (type analyseur de spectre ou refléctomètre).
Ce TP est particulièrement bien étudié pour débuter une formation et initier les étudiants à la manipulation et aux précautions à
prendre lors de mesures sur une fibre optique.
Outre les techniques « classiques » utilisées sur les fibres, ce TP propose également deux méthodes originales pour la mesure du
profil d’indice et du diamètre du cœur de la fibre.

27

PRINCIPES ET APPLICATIONS DE L’ELLIPSOMETRIE

Ref : TP/EL

Composition du TP
Ellipsomètre de précision, plateau porte réseau, 2 bras mobiles
Substrat Silicium diam. 25,4 mm
Monocouche SiO2 (100 nm) sur Silicium diam. 25,4 mm
Substrat d’Aluminium
Substrat de verre
Laser vert 532 nm Classe II 1mW sur tige
Diode laser rouge 650 nm Classe II 1mW sur tige

1
1
1
1
1
1
1

Polariseur circulaire (polarisant + quart onde)
Polarisant linéaires en monture simple
Lame quart d'onde polaroïd 560 nm en monture à billes
Détecteur luxmètre sur tige
Logiciel "Ellipso" de calcul d'indices et d'épaisseur
Cours sur les thèmes abordés
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires

1
2
1
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Principe de l’ellipsométrie, ellipsométrie par extinction
Polarisation de la lumière, identification des axes rapide et lent d’une lame
à retard de phase
Détermination des angles ellipsométriques d’un matériau
Mesure des indices d’un substrat de silicium (n et k)
Mesure de l’indice (n) et de l’épaisseur (e) d’une monocouche de SiO2 sur
substrat de silicium
Mesure des indices d’un métal – Aluminium (n et k),

Mesure des indices du verre (n et k)
Etude des conséquences d’une variation de l’angle
d’incidence sur les indices d’un échantillon
Etude de l’effet d’un changement de longueur d’onde sur n
et e
Mise en évidence de l’influence d’une erreur de mesure sur
les valeurs de n, k et e.

.

Commentaires
Ce TP est le fruit d’une collaboration avec un Laboratoire de recherche spécialisé en éllipsométrie qui présente un savoir faire d’une vingtaine
d’années sans ce domaine (LPMD - Université Paul Verlaine - Metz).
L’ellipsométrie est une technique de mesure optique non destructive largement utilisée dans le milieu industriel (mesures d’épaisseurs, de
propriétés optiques, cartographie de couches…).
Ce TP "clé en main" (cours/texte de TP/notice de résultats) permet une approche théorique et pratique de l’éllipsométrie.
Le materiel sélectionné est adapté, précis et robuste.
Le logiciel spécifiquement dévelloppé en fait un outil de caractérisation précis et innovant.
De plus, la base de ce materiel peut être utilisé pour d’autres types d’études (Réflexion vitreuse, Brewster, Polarisation…).

.

28

TRAITEMENT OPTIQUE D’IMAGES ET RECONNAISSANCE
DE FORMES

Ref : TP/CO

Composition du TP
Banc optique prismatique (2 m) avec jeu de pieds
Cavalier standard pour banc prismatique
Cavalier à déplacement micrométrique 25mm
Cavalier avec platine 25 mm X + crémaillère Z
Laser compact vert 1 mW non polarisé
Porte objectif sur tige avec réglage X,Y = 1,5mm
Objectif de microscope 20x / 0,4
Lentille dia. 40, traitée antireflet, biconvexe
Porte composant diamètre 40mm
Diaphragme à iris sur tige
Diapositive 5X5 cm (objet pour filtrage)

1
6
3
1
1
1
1
4
4
1
4

Diapositive diam.40mm Filtre adapté "R" et "O"
Jeton de diffraction
iffraction verre, diam. 40 mm
Porte composant /diapo rotatif à billes
Porte lame mince largeur 20mm sur tige
Bague pour composant diam.40mm
Monture sur tige pour bague diam.40mm
Webcam High Speed USB
Logiciel d'acquisition
ion et de traitement "Correloptic"
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires

2
2
1
1
3
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Diffraction de Fraunhofer (fente, trou, carré, rectangle, …)
Transformée de Fourier Optique et ses propriétés
Filtrage passe haut et passe bas de fréquences spatiales : Expérience
d’Abbe (filtrage d’une grille) – Détramage de photographie –
Strioscopie – Détection de contours

Montage 4f – Réponse impulsionnelle de filtres
Corrélateur Optique – Reconnaissance de formes
(lettre "R" et "O" dans le mot "FOURIER")
Etude de la corrélation en fonction de la translation,
rotation ou du changement d’échelle dans le plan
objet.

Commentaires
Dans le traitement optique de l’information, l’application la plus investiguée est la reconnaissance des formes. Elle est basée
bas sur la
méthode de la corrélation. Il est possible de vérifier que la détection de l’objet à reconnaître est insensible aux translations
trans
dans le
plan d’entrée du corrélateur optique. Par contre, sa détection est sensible à la rotation et au changement d’échelle. Cette finesse
f
de la
détection peut être considérée comme un avantage majeur du corrélateur optique. Il peut donc distinguer
distingue des formes complexes qui
ne diffèrent entre elles que par des détails très subtils.
Le matériel proposé est parfaitement adapté pour des réglages de précision et la Webcam associée à son logiciel est idéale pour
po des
traitements aisés et rapides des figures
res observées.

29

TP : PHOTOGRAPHIE DE SPECKLE

Ref : TP/SPE

Composition du TP
Banc optique (1 m) avec jeu de pieds
Cavalier standard pour banc prismatique
Cavalier à déplacement micrométrique 25 mm
Laser He-Ne 0,8 mW, non polarisé
Verre dépoli
Support de verre dépoli

1
3
1
1
1
1

Objectif de microscope achromatique 10X
Porte objectif sur tige
Webcam High Speed USB
Logiciel d'acquisition et de traitement "Speckle"
Cours sur les thèmes abordés
Texte de TP (étudiant)
Notice de résultats et commentaires

1
1
1
1
1
1
1

Thèmes abordés
Répartition d’intensité dans une figure de Speckle
Etude des tailles des grains de Speckle et de leurs évolutions en
fonction de paramètres géométriques
Mise en évidence des défauts de l’œil : myopie, hypermétropie
Transformée de Fourier 2D, système d’interférences
Mesure quantitative de déplacement micrométrique, étude de
l’interfrange en fonction de l’amplitude du déplacement
Détermination de la direction d’une translation par mesure de
l’inclinaison des franges

Etude de l’influence de la taille des grains de Speckle
sur la résolution et la précision des mesures de
déplacement
Expositions multiples, maxima principaux et
secondaires
Analogie avec l’holographie, les interférences par des
trous d’Young, les écrans complémentaires, etc…
Enregistrement de séquence vidéo et exploitation
d’images
pour études de vibration et déformation de structure

Commentaires
Le Speckle ou granularité Laser s’observe à chaque fois qu’un objet diffusant est éclairé par une source cohérente (ex : Laser). Cet
effet indésirable en holographie ou en astronomie peut être très utile dans d’autres domaines (ex : traitement d’image, mesure de
déplacement, rotation, déformation, vibration, rugosité, vitesse, etc…).
Le TP se propose d’introduire de manière qualitative la notion de Speckle et de permettre la mesure quantitative de la direction et de
l’amplitude de déplacements micrométriques.
Le logiciel, qui a été spécifiquement développé pour l’enseignement, autorise également de nombreuses possibilités d’expériences
et d’analogies avec d’autres domaines de la Physique (voir thèmes abordés).

31

Nous contacter :
Direction des Ventes : NEY Pascal
Tél : +33 (0)3 82 20 81 07
Fax : +33 (0)3 82 46 75 78
Mail : pney@didaconcept.com
Web : http://www.didaconcept.com

VOS NOTES

32


Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdf - page 1/33
 
Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdf - page 2/33
Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdf - page 3/33
Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdf - page 4/33
Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdf - page 5/33
Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdf - page 6/33
 




Télécharger le fichier (PDF)


Catalogue TP DIDA CONCEPT OPTIQUE 2010 ST(1).pdf (PDF, 8.9 Mo)

Télécharger
Formats alternatifs: ZIP



Documents similaires


catalogue tp dida concept optique 2010 st 1
cours optique
bulletin officiel physique chimie terminale s
lumiere cours
cahors fibre optique
cahors fibre optique

Sur le même sujet..