Effet Kerr
mise en évidence expérimentale de l’effet Pockels,
transmission du son par modulation électro-optique.
Montage expérimental(mise en évidence expérimentale de l’effet Pockels)
Schéma synoptique du montage expérimental pour la modulation électro-optique
Schéma synoptique du capteur optique
cellule de PLZT,
laser,
polariseurs,
photodiode BPW21,
amplificateur opérationnel faible tension de décalage,
1. Considérations théoriques 1.1. Définition Sous l’action d’un champ électrique, un matériau non centrosymétrique devient biréfringent. L’axe optique est dirigé selon le champ appliqué. Exemples :
- liquides possédant un moment dipolaire : eau, sulfure de carbone, nitrobenzène, nitrotoluène
- solides : cristaux de céramique : (Plomb-Lanthane-Zirconium-Tantale) (PLZT).
On procède comme suit :
- Pour une tension nulle, on croise le polariseur à l’analyseur : extinction de la tache lumineuse sur l’écran,
- on applique une tension U de l’ordre de 500V, on doit constater la réapparition de la tache lumineuse sur l’écran.
On règle les directions privilégiées du polariseur et de l’analyseur à $45^\circ$ des lignes neutres de la cellule de PLZT, - on fait varier la tension U entre 0 et 1 kV. L’intensité de la tache lumineuse varie de 0 à une intensité maximale.
2. Transmission du son par modulation électro-optique On se place au point d’inflexion par l’application d’une tension continue $U=U_M$ ou $U=U_N$. On superpose à cette tension un signal de faible amplitude : $U=U_M+V_M\cos(\omega t) ;\quad V_M\ll U_M$. Le point de fonction décrit pratiquement la tangente à la courbe en M. L’intensité lumineuse résultante s’exprime sous la forme : $$I=I(U_M)+\left.\frac{dI}{dU}\right)_{U_M}\times (U-U_M)=\frac{I_0}{2}+I_0\frac{\pi}{2\sqrt{2}}\frac{V_M}{U_\pi}\cos(\omega t)$$Le capteur optique à base de la photodiode BPW21 convertit le signal lumineux en une tension électrique : $$V_s=R\alpha\left(\frac{I_0}{2}+I_0\frac{\pi}{2\sqrt{2}}\frac{V_M}{U_\pi}\cos(\omega t)\right)$$L’amplificateur de puissance basse fréquence supprime la composante continue et donne de la puissance à la partie alternative de la tension $V_s$ : avec cette technique on arrive à extraire le signal sonore transporté par le faisceau laser.
