BLOC 4 : Optique appliquée

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Sur le plan théorique, les principales spectroscopies pratiquées en physicochimie des matériaux seront étudiées. Des outils avancés de mécanique quantique (opérateurs de création-annihilation, méthodes de perturbations, oscillateur de Morse, …) seront utilisés et des spectres de rotation et de vibration, en absorption ou émission IR ou en diffusion Raman, seront analysés pour des molécules diatomiques simples. Le fonctionnement de la spectroscopie RMN sera également parcouru. Sur le plan technique, les concepts de fonction d’appareil, de résolution et de luminosité seront étudiés, avec application aux instruments à fentes tel le réseau et aux spectroscopes à ondes multiples tel l’interféromètre de Fabry-Pérot. 

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Ce cours d’optique comprend trois parties : la première est nettement géométrique avec des rappels ; la seconde, l’aspect physique des phénomènes est prépondérant en abordant l’essentiel sur le phénomène de diffraction et la troisième, une synthèse est réalisée en étudiant les caractéristiques générales des instruments classiques (objectifs, oculaires, résolution, techniques d’éclairage, techniques classiques de contraste microscopies à contraste de phase, interférentielles, de polarisation) ensuite les techniques avancées (microscopie de fluorescence, confocale, en champ proche).
Travaux pratiques : Spectroscopes à prisme et à réseau (réalisation du dispositif sur table optique, calibration, étude du spectre de sources conventionnelles).  

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Comparaison optique linéaire et non linéaire. Origine d’une nonlinéarité optique, notion de polarisation des milieux de propagation.
Approche tensorielle de la susceptibilité diélectrique non linéaire.
Non linéarités quadratiques : rectification optique, effet électro-optique, doublage de fréquence.
Étude de la génération de seconde harmonique : équation de propagation, hypothèse de l’enveloppe lentement variable, condition d’accord de phase, efficacité de conversion, quasi-accord de phase.
Non linéarités cubiques : effet Kerr, automodulation de phase, autofocalisation, autoguidage, propagation soliton.

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Modulation électro-optique. Modulation acousto-optique. Optique gaussienne. 

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