Le cours expose l'origine des aberrations géométriques des systèmes optiques, et évalue leur importance pour des systèmes simples (lentilles, miroirs, ...). Il donne les outils nécessaires à la caractérisation des aberrations, en s'appuyant en particulier sur les notions d'écart normal, de réponse percussionnelle et de fonction de transfert. Les méthodes générales d'évaluation et de compensation des aberrations sont étudiées. Les principes de l'optimisation de systèmes optiques sont abordées sur un logiciel de conception optique. Enfin, les principales méthodes expérimentales de caractérisation sont décrites.
A l'issue de ce cours, les étudiants sont en mesure d'évaluer la qualité d'un système optique, selon plusieurs critères, et de concevoir et optimiser des systèmes simples.

PLAN DU COURS

Méthodes d'évaluation des aberrations
Approche géométrique
Ecart normal et surface d'onde
Approche ondulatoire :

Réponse percussionnelle

Rapport de Strehl et critère de Maréchal

Aberrations des systèmes centrés
Développements limités de l'écart normal : polynômes de Seidel et de Zernike
Les aberrations du 3ème ordre :

Aberration sphérique, Coma,

Astigmatisme, Courbure de champ

Distorsion

Evaluation des aberrations géométriques de systèmes classiques
Les optiques simples : dioptres, miroirs, lentilles
Association de systèmes

Les outils de la conception de systèmes optiques
Fonction de transfert de modulation
Modélisation et optimisation numérique des systèmes optiques
Défauts des systèmes réels : aberrations d'excentrement & tolérancement
Méthodes expérimentales de caractérisation des systèmes optiques


TRAVAUX DIRIGES

TD "papier" : aberrations de systèmes simples, étude de systèmes classiques, analyse de front d'onde, ...
TD "machine" avec le logiciel de conception optique OSLO : calculs de réponses percussionnelles, évaluation des aberrations, optimisation, tolérancement...


PROJET

environ 40h consacrées à l'étude et l'optimisation d'un système optique complexe

Niveau requis : Optique instrumentale; Optique de Fourier.

Modalités d'évaluation : Devoir à la maison (coef 1) Mini-projet de conception optique (coef 1) Examen écrit final (coef 3) : document autorisé = feuille A4 R/V de notes personnelles

Dernière mise à jour : Thursday 4 September 2014