La cavité : filtre spatial

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1 La cavité : filtre spatial
Effet de la diffraction par les bords d'un miroir Amplitude après 1 réflection et diffraction sur les bords Amplitude d'une onde plane injectée initialement M1 M2 axe de la cavité (centre des miroirs) x

2 La cavité : filtre spatial
Effet de la diffraction par les bords d'un miroir Amplitudes après des centaines de réflections et diffractions M1 M2 axe de la cavité (centre des miroirs) x

3 Eclairement dans le plan de l’écran (unité arbitraire)
Confinement spatial de la lumière coordonnée transverse : r Axe de propagation z Ecran Diffraction sur les bords des miroirs -> concentration de lumière sur l'axe de propagation Eclairement dans le plan de l’écran (unité arbitraire) 1 0,8 0,6 Exemple d'une onde gaussienne 0,4 0,2 1/e2 -4 -3 -2 -1 1 w 2 3 4 Coordonnée dans le plan transverse : r

4 Propagation d'une onde gaussienne
Plan du col 2

5 Les différents types de cavités
Cavité linéaire Cavité en anneau Miroir Miroir Milieu amplificateur La lumière revient sur elle même après un aller et retour La lumière revient sur elle même après un tour Cavité stable Cavité instable Rayon perdu Rayon confiné dans la cavité Une onde peut se propager indéfiniment dans la cavité : mode propre de la cavité Les rayons sortent après quelques allers et retours

6 Méthode des cercles Front d'onde de rayon Cercle de diamètre R R(z)
Zr R(z)-z z Plan du waist Le plan du waist est situé dans le cercle

7 Méthode des cercles Front d'onde de rayon Cercle de diamètre R R(z)
Zr z R(z)-z Le plan du waist est situé dans le cercle

8 Méthode des cercles Front d'onde de rayon Cercle de diamètre R R(z)
Zr z R(z)-z Le plan du waist est situé dans le cercle

9 Méthode des cercles Front d'onde de rayon Cercle de diamètre R R(z)
Zr z R(z)-z Le plan du waist est situé dans le cercle

10 Cavité plan-concave Miroir plan Zr L Plan du waist Miroir concave
Cercle de diamétre R2 Miroir plan Zr L Plan du waist Miroir concave (R2 : rayon de courbure )

11 Cavité bi-concave Zr Plan du waist Miroir concave Miroir concave
Cercle de diamétre R1 Cercle de diamétre R2 Zr Plan du waist Miroir concave (R1 rayon de courbure) Miroir concave (R2 rayon de courbure)

12 Cavité symétrique Zr Plan du waist Miroir concave Miroir concave
Cercle de diamétre R Cercle de diamétre R Zr Plan du waist Miroir concave (R rayon de courbure) Miroir concave (R rayon de courbure) Le plan du waist est dans le plan de symétrie

13 Ondes à structure spatiale plus complexe
coordonnée transverse : r r r Axe de propagation z exemples de profils spatiaux Ecran Ondes hermitiennes-gaussiennes Ondes de Laguerre-Gauss

14 Modes d’ordre supérieurs Modes « hermito-gaussiens »

15 Modes d’ordre supérieurs Modes « Laguerre-gaussiens »