Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
English
RÉSUMÉ
L’acousto-optique exploite le phénomène de diffraction de la lumière par les ondes acoustiques. Les composants acousto-optiques sont généralement construits autour d’un milieu solide transparent qui supporte la propagation d’ondes élastiques pour des fréquences de quelques dizaines de mégahertz à quelques gigahertz. Les ondes élastiques sont générées par un transducteur alimenté par une source électronique délivrant une puissance RF de l’ordre de quelques watts. La fréquence et la direction de la lumière sont modifiées à travers l’effet photoélastique. Cet article introduit les bases théoriques et pratiques de l’acousto-optique, les propriétés des matériaux utilisés et les dispositifs qui en résultent.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Jean-Claude KASTELIK : Professeur des universités, Ingénieur ISEN - IEMN, Université Polytechnique Hauts-de-France et CNRS, Valenciennes, France
-
Vincent LAUDE : Directeur de recherche CNRS, Ingénieur École Supérieure d’Optique - Institut FEMTO-ST, - Université de Bourgogne Franche-Comté et CNRS, Besançon, France
INTRODUCTION
L’acousto-optique désigne la science et les techniques par lesquelles une onde acoustique peut être utilisée pour altérer la propagation d’une onde optique. Les composants acousto-optiques de volume décrits dans cet article reçoivent en entrée un signal électrique radio-fréquence qui, par l’intermédiaire d’un transducteur piézoélectrique, permet la génération d’une onde acoustique. Une onde optique incidente, souvent issue d’une source laser, est diffractée par le réseau d’indice accompagnant l’onde acoustique en raison de l’effet photo-élastique. Le rendement de diffraction, qui peut atteindre 100 % sous des conditions optimales, est accompagné d’un décalage de fréquence optique égal à la fréquence acoustique. Les composants acousto-optiques sont couramment utilisés pour réaliser des modulateurs d’intensité ou de phase, des décaleurs de fréquence, des déflecteurs programmables, ou encore des filtres accordables. Le domaine optique couvert va de l’ultra-violet à l’infrarouge moyen, tandis que les fréquences acoustiques sont de l’ordre de quelques dizaines de MHz à quelques GHz, sans autre limite théorique que les pertes de propagation optiques et acoustiques. Cet article présente dans un premier temps les fondamentaux de la modélisation de l’interaction acousto-optique, en se limitant au cas le plus simple de l’interaction d’ondes planes de volume, mais en considérant les effets de l’anisotropie optique et acoustique dans les cristaux communément considérés, notamment la paratellurite. Dans un second temps, une description technique de chacune des grandes classes de dispositifs est présentée : modulateurs, déflecteurs et filtres accordables. Pour chacune de ces applications, les règles de conception essentielles sont explicitées, et les caractéristiques et les limitations sont illustrées par des exemples.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire, ainsi qu’un tableau des symboles utilisés.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1995 par Jacques SAPRIEL
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Électronique - Photonique > Électronique > Matériaux pour l'électronique et dispositifs associés > Acousto-optique et composants associés > Conclusion
Cet article fait partie de l’offre
Bruit et vibrations
(97 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Glossaire
English
3. Conclusion
L’acousto-optique de volume que nous venons de décrire s’appuie sur des technologies matures, fiables et bien comprises. Il n’est pas rare dans la pratique de pouvoir utiliser des composants âgés de plusieurs dizaines d’années et qui fonctionnent encore de façon satisfaisante. La paratellurite est en quelque sorte le matériau « miracle » à l’origine du développement industriel des composants acousto-optiques depuis la fin du XXe siècle ; ses propriétés acousto-optiques sont exceptionnelles, la croissance du cristal est bien maîtrisée et les cristaux obtenus sont souvent d’excellente qualité optique. Pour les transducteurs d’ondes de volume élastiques, dont nous avons peu parlé, le matériau phare est le niobate de lithium. C’est un cristal piézoélectrique présentant de forts coefficients de couplage électromécanique, transparent sur un spectre optique large et compatible avec les radio-fréquences. Globalement, les technologies de fabrication sont matures, pour la croissance et l’orientation des cristaux, leur polissage, les traitements antireflets, le report des transducteurs, ou encore l’adaptation d’impédance mécanique et électrique.
Le composant acousto-optique de volume, en tant que structure solide monolithique, est parfaitement adapté au traitement accordable et à la modulation des faisceaux laser de tous types (lasers état solide, à gaz, à semi-conducteurs, etc.), le plus souvent en espace libre ou dans une cavité laser étendue. Le problème de l’intégration système a depuis longtemps été réfléchi par les constructeurs, qui proposent des dispositifs électroniques de commande adaptés aux systèmes acousto-optiques (électronique numérique, synthétiseurs de fréquence stables et précis, photodétection et traitement du signal associé). Des composants directement fibrés sont également disponibles.
Concernant les perspectives, il existe paradoxalement assez peu d’études complètes de l’évolution des champs d’ondes élastiques au cours de leur propagation dans un cristal anisotrope. En effet, l’obliquité et la divergence sont fortes dans un matériau comme la paratellurite, ce qui conduit à une forte dispersion spatiale de la vitesse de groupe (ou vitesse d’énergie) ; le modèle implicite d’une colonne acoustique parfaitement rectangulaire, qui sous-tend les formules données dans cet article ne peut être qu’au mieux approximatif...
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Bruit et vibrations
(97 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KORPEL (A.) - Acousto-optics. - CRC Press (1996).
-
(2) - GOUTZOULIS (A.P.), PAPE (D.R.) - Design and fabrication of acousto-optic devices. - New York : M. Dekker (1994).
-
(3) - XU (J.), STROUD (R.) - Acousto-optic devices : principles, design, and applications. - New York : Wiley (1992).
-
(4) - ROYER (D.), DIEULESAINT (E.) - Elastic waves in solids. - New York : Wiley (1999).
-
(5) - AULD (B.A.) - Acoustic Fields and Waves in Solids. - New-York : Wiley (1973).
-
(6) - ROUVAEN (J.M.) et al - On a general treatment of acousto-optic interactions in linear anisotropic crystals. - In : J. Appl. Phys. 50.8, p. 5472-5477 (1979).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
AA Opto-Electronic, France
http://www.aaoptoelectronic.com/
Gooch & Housego, Royaume-Uni
Isomet, Etats-Unis
Brimrose Corporation, Etats-Unis
HAUT DE PAGE1.2 Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Institut d’Électronique et de Microélectronique du Nord IEMN
Franche-Comté Électronique Mécanique Thermique et Optique – Sciences et Technologies FEMTO-ST
HAUT DE PAGE
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Bruit et vibrations
(97 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Bruit et vibrations
(97 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
