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Optique des ondes : théorie et équations

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Dans cours

MICRO-420: Selected topics in advanced optics

This course proposes a selection of different facets of modern optics and photonics. ...

Description

Cette séance de cours couvre l'optique des ondes, en commençant par la théorie scalaire des ondes optiques et l'équation des ondes. Il traite ensuite de l'équation des ondes dans différents systèmes de coordonnées, de l'optique linéaire, des ondes harmoniques monochromatiques et de la représentation complexe des fonctions d'onde. La séance de cours explore également les ondes planes monochromatiques, les diagrammes de dispersion, la direction de propagation, les ondes évanescentes dans différentes directions et le vecteur d'onde complexe. L'instructeur souligne l'importance de la condition de signe sur le vecteur d'onde et la dépendance temporelle dans la compréhension de la propagation des ondes.

Enseignant·e

Olivier Martin

Olivier J.F. Martin a obtenu le diplôme (M.Sc.) et le doctorat en physique de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en 1989, respectivement 1994. En 1989 il a rejoint le laboratoire de recherche d'IBM à Rüschlikon près de Zurich, où il a étudié les propriétés optiques et thermiques des lasers semiconducteur. Entre 1994 et 1997 il était collaborateur scientifique de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich (ETHZ). En 1997 il a reçu une bourse Profil du Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique (FNSRS) lui permettant de mettre sur pied un groupe de recherche indépendant. Entre 1996 et 1999, Olivier Martin a passé plus d'une année et demi aux U.S.A. comme collaborateur invité de l'Université de Californie à San Diego. En 2001 il a reçu une bourse de professeur assistant du FNSRS et devint professeur de Nano-optique à l'ETHZ. En 2003 il a été nommé professeur de nanophotonique et de traitement optique du signal à l'EPFL où il dirige actuellement le laboratoire de Nanophotonique & Métrologie.

Source officielle

Concepts associés (32)

Onde plane

L'onde plane est un concept issu de la physique de la propagation des ondes. C'est une onde dont les fronts d'onde sont des plans infinis, tous perpendiculaires à une même direction de propagation désignée par le vecteur . En prenant par exemple dans la direction z, alors cette onde ne dépend pas des coordonnées x et y : Ainsi, la grandeur mesurée dépend uniquement du temps et d'une seule variable d'espace en coordonnées cartésiennes mais elle ne dépend pas du point considéré dans un plan (P) quelconque orthogonal à la direction de propagation.

Onde

vignette|Propagation d'une onde. Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Elle se déplace avec une vitesse déterminée qui dépend des caractéristiques du milieu de propagation. vignette|Une vague s'écrasant sur le rivage. Il existe trois principaux types d'ondes : les ondes mécaniques se propagent à travers une matière physique dont la substance se déforme. Les forces de restauration inversent alors la déformation.

Sinusoidal plane wave

In physics, a sinusoidal plane wave is a special case of plane wave: a field whose value varies as a sinusoidal function of time and of the distance from some fixed plane. It is also called a monochromatic plane wave, with constant frequency (as in monochromatic radiation). For any position in space and any time , the value of such a field can be written as where is a unit-length vector, the direction of propagation of the wave, and "" denotes the dot product of two vectors.

Onde transversale

En physique ondulatoire, une ou est une onde dont la perturbation du milieu se fait dans l'une des directions orthogonales à celle de sa propagation. Lorsque ces directions sont parallèles, l'onde est dite longitudinale. Les vagues à la surface de l'eau sont des ondes transversales. Une onde sur une corde est également transverse. Les ondes électromagnétiques sont des ondes transversales. thumb|305px|Propagation d'une perturbation des champ électrique E et champ magnétique B. Onde électromagnétique Les ond

Surface wave

In physics, a surface wave is a mechanical wave that propagates along the interface between differing media. A common example is gravity waves along the surface of liquids, such as ocean waves. Gravity waves can also occur within liquids, at the interface between two fluids with different densities. Elastic surface waves can travel along the surface of solids, such as Rayleigh or Love waves. Electromagnetic waves can also propagate as "surface waves" in that they can be guided along with a refractive index gradient or along an interface between two media having different dielectric constants.

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