Bonjour !
Je suis en plein dans l'étude de la diffraction de Fresnel/Fraunhofer dans mon Unité d'Optique, et je ne suis pas tout à fait sûr d'avoir compris les tenants et les aboutissants de l'hypothèse d'une lentille "très grande".
Je m'explique : Je pense comprendre qu'on utilise l'hypothèse d'une lentille "très grande" dans certaines situations afin de ne pas s'encombrer d'une fonction géométrique (circR(X,Y) par exemple) affectant par la suite la transmission en amplitude de l'onde. Ce qui me pose problème, c'est de connaître la condition pour laquelle celle-ci sera considérée comme "très grande". Est-ce une comparaison entre la focale de celle-ci et la longueur d'onde de l'onde incidente ? Entre une dimension de la lentille et la longueur d'onde ? Ou alors entre une dimension de la lentille et une dimension caractéristique du faisceau incident ?
Voici le passage d'un exercice qui a provoqué cette interrogation :
Un faisceau gaussien présente une amplitude A(X,Y) = A0exp(-(X2+Y2)/w02) dans le plan z=0. On rajoute dans ce plan une lentille de focale f de très grande dimension latérale, expliquer le critère que doit vérifier cette dimension pour que la lentille soit considérée comme telle.
Ma réponse serait de dire que la dimension latérale de la lentille doit être plus grande que la largeur du faisceau (de l'ordre de w0 ici ?), ce qui serait donc "juste" un argument géométrique et structurel.
Merci d'avance
Bonjour
Sans connaître exactement ton programme, je ne suis pas certain de répondre avec précision...
A mon avis, la très grande "dimension latérale" dont tu parles à deux objectifs :
- Un premier que tu as partiellement évoqué : le diamètre utile de la lentille (ou de l'ensemble diaphragme - lentille) doit être supérieur à la largeur du faisceau pour ne pas provoquer de phénomène de diffraction supplémentaire.
- Un second : pour que l'image soit nette dans le plan focal de la lentille (je raisonne sur une diffraction de Fraunhofer), la lentille doit travailler dans les conditions géométrique de Gauss : rayons peu inclinés par rapport à l'axe optique et passant tous au voisinage du centre de la lentille. La distance entre l'axe optique et les points d'entrée de la lumière dans la lentille doivent être petits devant les rayons de courbure de la lentille. Les conditions de Gauss sont d'autant mieux respectés que les rayons de courbures sont grands, ce qui suppose, pour une lentille convergente mince une focale élevée. De plus, les mesures dans le plan focal sont d'autant plus précises que la focale est élevée puisque la figure de diffraction est plus grande.
Dans ton exercice, je pense que le concepteur pense essentiellement au premier point. Si, comme souvent en physique, on considère exp(-x)0 pour x>5, tu peux facilement répondre à la question.
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