TP effet modulation acousto-optique avec laser He-Ne

Les expériences proposées sont riches pédagogiquement puisqu’elles permettent non seulement d’étudier les différents phénomènes physiques intervenant lors de l’interaction acousto-optique mais aussi de proposer un aperçu des applications potentielles aussi bien en modulation d’intensité qu’en déflexion.

Les systèmes acousto-optiques sont ou ont été utilisés dans de nombreux domaines : imprimante laser, scanner, projection, laser impulsionnel, filtres accordables, etc ...

Un produit équivalent est présenté dans le chapitre consacré aux ondes : il s’agit d’une interaction entre une onde optique et un réseau acoustique généré par des ultrasons dans un liquide.

Thèmes abordés :
- Cellule de Bragg / Détermination de l’angle de diffraction de Bragg
- Étude des faisceaux diffractés en fonction de la fréquence de l’onde acoustique
- Évaluation de la vitesse de l’onde acoustique dans le matériau
- Mesure de l’intensité de diffraction en fonction de la puissance de l’onde acoustique
- Calcul du rendement de diffraction et de l’absorption du milieu
- Étude de la modulation acousto-optique et application à l’inscription et au transport d’un signal audio sur une porteuse optique
- Étude de la déflexion acousto-optique et application à la projection et à l’adressage optique

Principes et objectifs :
L’effet acousto-optique concerne l’interaction entre une onde ultrasonore et une onde optique dans un milieu solide ou liquide. L’onde acoustique provoque la propagation d’une déformation et par suite une variation de l’indice de réfraction dans le milieu. L’onde acoustique est produite par exemple par un transducteur piézoélectrique. La variation d’indice de réfraction présente une périodicité spatiale et temporelle. Le réseau d’indice se déplace parallèlement à lui-même à la vitesse de l’onde acoustique. Comme cette vitesse est très inférieure à celle de la lumière, l’onde acoustique peut être considérée comme stationnaire et le réseau fixe vis à vis du faisceau lumineux incident. Le réseau d’indice de réfraction constitué par interaction acousto-optique est alors utilisé pour provoquer la diffraction d’une onde optique.

Composition :
▪ 1 banc prismatique de 1 m avec jeu de pieds réglables (réf.202519)
▪ 2 cavaliers prismatiques standards (réf.202234)
▪ 1 cavalier prismatique à réglage angulaire (réf.202514)
▪ 1 pied d’optique (réf.203212)
▪ 1 laser He-Ne 632,8 nm <1mW, polarisé avec alimentation (réf.204886)
▪ 1 support laser sur tige (réf.202674)
▪ 1 polariseur en monture graduée (réf.202374)
▪ 1 modulateur / déflecteur acousto-optique (cellule de Bragg)
▪ 1 alimentation de commande pour cellule acousto-optique
▪ 1 plateau porte-objets avec réglage d’horizontalité
▪ 1 détecteur amplifié à gain réglable (réf.204888)
▪ 1 écran métallique blanc et quadrillé 20x20 cm (réf.202368)
▪ 1 capteur CCD/CMOS numérique + filtres OD1, OD3, polariseur + logiciel (réf.204354)
▪ 1 kit multimédia (radio + enceintes + toute la connectique nécessaire au bon fonctionnement)
▪ 1 notice d’expériences