Module expérimental "Optique non-linéaire"
Le module d'Optique non linéaire permet de se familiariser avec les propriétés non linéaires de la lumière. Contrairement à l'optique géométrique habituelle où le comportement des matériaux est linéaire, l'optique non linéaire permet d'obtenir des effets étonnants, comme par exemple la génération de lumière verte à partir d'une source infrarouge, ou bien encore la modulation de l'intensité lumineuse ou de la phase par un champ électrique. L'optique non linéaire est utilisée massivement dans les trois principaux laboratoires d'optique de l'école : au LULI, LOA et LOB. Ses applications vont de la génération de rayonnement ultra bref et ultra intense dans l'ensemble de la gamme électromagnétique, à la réalisation de microscopes de dernière génération.
Le module est composé de la manière suivante : après une première séance orientée sur les concepts de base : biréfringence, symétrie cristalline, optique non linéaire, 4 séances sont consacrées à la génération de second harmonique, et 4 autres ensuite aux effets Pockels et Kerr.
De la lumière verte (532nm) est obtenue par focalisation d'un faisceau infrarouge de longueur d'onde double dans un cristal non linéaire de KDP. On observe dans quelles conditions le doublage de fréquence est observé : angle d'accord de phase, angle azimutal, intensité de la pompe, accord de phase non colinéaire, accord de phase de type I et II. Le cristal de KDP est placé dans un bain d'indice et peut donc être orienté dans toutes les directions.
La modulation de la lumière d'un laser est réalisée à partir d'une cellule de Pockels. Un champ électrique statique est appliqué sur un cristal de KD*P, avec pour conséquence une modification de la biréfringence du cristal. Cette cellule permet ainsi que de réaliser une modulation de la phase et de l'intensité d'un laser la traversant. La physique des cellules de Pockels longitudinales et transverses sera étudiée, ainsi également qu'une cellule Kerr. Ces principes seront appliqués à la réalisation d'une expérience permettant de transmettre un signal audio et vidéo à distance.
Variation des franges d'interférence d'une cellule de Pockels, suivant une tension positive ou négative.
Transmission d'un signal vidéo sans fil par modulation Pockels.