Ondes lumineuses : Propagation, optique de Fourier, cohérence PDF

Vague se brisant sur la côte sauvage de l’île d’Yeu. Des vagues sur l’Atlantique Nord – navire dans la tempête. Les trains de vagues provoqués par le vent se propagent en se dispersant, les ondes lumineuses : Propagation, optique de Fourier, cohérence PDF les plus cambrées peuvent déferler en créant des turbulences et des courants marins. La tendance à parler de houle pour désigner tous les types de vague, vagues régulières et vagues irrégulières, est un abus de langage.


Une présentation complète et rigoureuse des bases de l’optique ondulatoire moderne et de ses applications contemporaines.

Cet ouvrage, destiné en premier lieu aux étudiants de Master, doit servir d’ouvrage de référence pour l’étude de l’optique ondulatoire. Les auteurs décrivent en détail les concepts fondamentaux et les développements contemporains de la discipline comme l’optique adaptative, l’imagerie astronomique par interférométrie, le façonnage d’impulsions, sans négliger pour autant les expériences devenues classiques : l’holographie, la granularité des ondes laser, la spectrométrie de Fourier, etc. Une partie substantielle de l’ouvrage est consacrée aux milieux anisotropes, à leurs applications à la modulation de la lumière ainsi qu’à leur utilisation dans les dispositifs d’affichage et dans les écrans à cristaux liquides.

Toutes ces expériences sont analysées en faisant appel de manière systématique aux techniques mathématiques adaptées (transformation de Fourier, optique statistique…). L’accent est mis sur une présentation rigoureuse et aussi complète que possible à ce niveau, des fondements théoriques indispensables à une compréhension profonde de ces phénomènes.

Chaque chapitre est enrichi d’un ensemble d’exercices de longueurs et de difficultés graduées dans le triple but de vérifier l’assimilation du cours, d’apprendre à utiliser les différentes notions introduites, d’étudier et de comprendre des réalisations expérimentales concrètes.

René-Jean Champeau, ancien élève de l’ENS de Saint-Cloud, Docteur es Sciences, est Professeur des Universités honoraire à l’Université Paris Sud (Centre Scientifique d’Orsay, Laboratoire Aimé Cotton).
Renaud Carpentier, ancien élève de l’ENS de Cachan, diplômé de l’Institut d’Optique Graduate School, agrégé de Sciences Physiques, est professeur en classe préparatoire à Besançon.

Ivan Lorgeré, agrégé de Sciences Physiques, Docteur es Sciences, est chercheur au CNRS dans le domaine des lasers, du traitement optique de l’information, et de la physique atomique.

La description la plus élémentaire de ce phénomène compliqué repose sur la notion de hauteur significative d’un état de mer. Lorsque la hauteur d’une vague individuelle dépasse exceptionnellement le double de cette hauteur on parle de  vague scélérate  susceptible de causer des dommages importants aux navires du fait de l’effet de surprise. L’onde d’Airy possède une surface libre de forme sinusoïdale. Si on regarde avec attention les vagues en mer, on constate que la plupart d’entre elles ne sont pas sinusoïdales : les crêtes sont plus pointues, les creux plus aplatis. Cet aspect est pris en compte en remplaçant l’approximation d’Airy, au premier ordre, par des approximations périodiques d’ordre supérieur généralement attribuées à Stokes. En observant la succession des vagues, on s’aperçoit qu’elles ne présentent aucune régularité : il n’y a jamais deux vagues identiques. On est ainsi amené à décrire l’état de la mer de manière statistique.

Un modèle simple repose sur l’analyse spectrale qui décompose la surface de la mer en une somme d’une infinité d’ondes infiniment petites ayant la même direction. Pour des profondeurs beaucoup plus petites que la longueur d’onde et pour certaines applications en grande profondeur, en particulier pour la mer du vent, la superposition d’ondes d’Airy n’est plus assez précise. On peut alors utiliser différentes techniques comme la transformation de Creamer, ou les modèles spectraux d’ordre supérieur. La seule difficulté qui ne soit pas encore résolue est la représentation fidèle du déferlement.