• Connaissance et maîtrise du matériel de base : forme de la source, du faisceau, réaliser l’image d’une fente, puissance et intensité d’une source lumineuse.
  • Etude des lois de la réflexion et de la réfraction à l’interface air/verre ou air/eau. Application aux guides d’ondes (fontaine lumineuse).
  • Mesure d’indices à l’aide du réfractomètre de Pulfrich. Mesure des indices ordinaire et extraordinaire d’un matériau biréfringent. La loi de variation de l’indice extraordinaire avec l’angle entre la normale au plan d’onde et l’axe d’optique.
  • Focométrie, vérification des formules de conjugaison (sur bancs d’optique).
  • Détermination du rayon et de l’indice d’une lentille plan-convexe, étude d’une lentille boule.
  • Miroirs : distinction convexe - concave - plan, mesure de distances focales.
  • Détermination expérimentale des paramètres de la matrice de transfert d’un objectif de projection.
  • Mise en évidence des aberrations chromatiques et géométriques (sphéricité, coma, astigmatisme, courbures de champ, distorsions). Corrections (achromat, objectif de projection).
  • Projection d’une image sur un écran éloigné, principe du rétroprojecteur.
  • Modélisation de l’œil, ses défauts. Principe de la loupe, mesure de puissance, cercle oculaire.
  • Réalisation et étude d’un modèle d’instrument d’optique (lunette astronomique, microscope, téléobjectif, …). Notion de diaphragmes d’ouverture, de champ, pupilles, lucarnes, champ de contour et champ de pleine lumière. Cercle oculaire, verre de champ. Latitude de mise au point.
  • Etude d’un instrument d’optique réel : mesure du grossissement commercial d’un microscope. Exploitation des informations portées sur l’oculaire et l’objectif.
  • Etude de la profondeur de champ à l’aide d’un objectif de projection : influence du diaphragme.
  • Pouvoir séparateur : influence de la diffraction, du photorécepteur (barrette CCD).
  • Prisme : étude de la déviation en fonction des différents paramètres (matériau, angle, longueur d’onde). Goniomètre à prisme : loi de dispersion de l’indice d’un matériau.
  • Simulation : utilisation d'un logiciel professionnel de conception de systèmes optiques OSLO LT, version 6 de chez Sinclair Optics). Propagation de faisceaux, formations d’images, aberrations, optimisations de systèmes optiques. Il s’agit d’un TP " virtuel " pour voir et quantifier la formation des images et surtout les aberrations. Pour les futurs professionnels, c’est un outil qu’on ne peut ignorer. Ce TP pourrait être complété par la manipulation d’un logiciel plus axé sur la photométrie (calcul de la répartition d’éclairement, de taux de lumière diffusée, et du transfert d’énergie lumineuse). Application à la conception de composants asphériques, propagation de faisceaux lasers gaussiens, leur focalisation dans des fibres optiques …