TP 3 : InterfÃ©romÃ©trie de speckle

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4.1.2 Distance dépoli-caméra croissanteOn eectue à présent une translation unique de 100 µm pour les valeurs croissantes de la distancel entre la caméra et le dépoli. (l=20, 25, 30, 35, 40 cm)1. Tracer la courbe i = f(l) pour les diérentes valeurs de l2. Comment interpréter ce résultat ?4.2 Expositions multiples4.2.1 Deux translations de même amplitudeRéaliser successivement deux translations de même amplitude du dépoli (translation perpendiculaireau banc optique) ; après chaque déplacement faire l'acquisition de l'image du speckle ; moyennezles trois images (dans ce cas, le calcul de la moyenne est nécessaire pour ne pas saturer les images)puis calculez la TFD.1. Qu'observez-vous ?2. A l'aide de l'outil prol et déplacement mesurer la distance i M (en pixels) entre les centresde deux maxima principaux successifs.3. Mesurer la distance δ m entre le centre d'un maximum principal et le premier minimum nuladjacent.4. Vos résultats sont-ils en accord avec la théorie ? On pourra par exemple calculer le rapport entreles deux valeurs mesurées en 2 et 3.4.2.2 Trois translations de même amplitudeRefaire la même expérience avec trois translation identiques, donc additionner quatre images. Il estpréférable dans ce cas d'eectuer de petites translations de l'ordre de 5 à 10 µm de manière à obtenirune grande distance entre les pics principaux, ce qui permet d'observer plus aisément les maximasecondaires.1. Quel est le nombre de minima nuls entre deux maxima principaux ?2. Le nombre de maxima secondaires est-il en accord avec les prédictions théoriques ?Remarque : On pourra éventuellement utiliser les outils de traitement d'image pour modier laluminosité ou le contraste de la gure d'interférences.4.3 Ecrans complémentairesLes diérents éléments conservent les positions approximatives décrites en 4.1.1. On eectue unepremière acquisition du speckle, puis le dépoli est translaté. La TFD est calculée sur la somme desdeux images puis sur la somme de la première image et du négatif de la seconde ; on obtient ainsideux gures d'interférence complémentaires : à un point où l'on trouve un maximum d'intensité dansl'une des gures correspond un minimum dans l'autre. (Formation du négatif d'une image : dans
la barre menu choisir traitements puis l'option négatif de l'image ). Sélectionner l'outil prolet déplacement de l'option outils, choisir une origine au centre de la gure d'interférence (noter lescoordonnées du centre car il faut utiliser la même origine dans les deux gures) puis déplacer le curseursur une horizontale en notant les coordonnées des minima et maxima de lumière.1. Porter dans un tableau les abscisses des extrema de lumière en précisant s'il s'agit dun minimumou dun maximum.2. Conclusion4.4 Découpage d'une imageChoisir deux images de speckle enregistrées qui correspondent à une translation donnée. Sommerpuis calculer la TFD. A l'aide de l'outil sélection copier une partie de limage somme dans une nouvellefenêtre, calculer la TFD.1. Qu'observe-t-on ?2. Dans quel autre domaine de la physique retrouve-t-on ce même phénomène ?5 Mesures de déplacement par interférométrie de speckleLes expériences réalisées précédemment ont montré qu'une gure de speckle obtenue par réexiondiuse ou transmission à travers un dépoli est très sensible à un déplacement de la surface dansune direction perpendiculaire à la direction de propagation de la lumière incidente. Cette propriétécaractéristique est mise à prot dans la photographie speckle pour la mesure de petits déplacementsde translation.La distance lentille-dépoli sera approximativement xée à 50 cm et la distance lentille-caméra àenviron 70 cm.5.1 Procédure de calibrationLa procédure de calibration a pour objet de déterminer la valeur d'une constante C, permettant depasser d'une longueur en unité pixel à une longuer en µm. C dépend des caractéristiques géométriquesdu dispositif. Pour une conguration donnée (distance lentille dépoli-caméra xées) elle est calculéeune seule fois.1. Sachant que la dimension du pixel sur le capteur CCD est d'environ 6 µm choisir un couple (r, l)(r rayon de la portion éclairée du dépoli) tel que d soit du même ordre de grandeur que le pixel ducapteur.2. Etablir l'expression de la constante de calibration C en fonction du nombre de pixel Np, del'interfrange i, et du déplacement a eectuer.On eectue une première acquisition de la gure despeckle. Le dépoli est alors translaté de 200 µm et un nouvel enregistrement du speckle est réalisé.La somme des deux images est calculée par le programme puis la transforméee de Fourier discrète esteectuée sur la somme.Mode opératoire2.1. Activer la fonction Mesure prol en cliquant sur l'icône : une fenêtre graphique s'ouvre.2.2. A l'aide du bouton gauche de la souris, mesurer la largeur d'un certain nombre de franges dansla gure d'interférence.2.3. Les boutons èche dans la fenêtre graphique permettent d'ajuster le nombre de franges sélectionnées.Sans quitter la fenêtre graphique cliquer sur le bouton droit de la souris et choisir calibrage.2.4. La fenêtre Calibrage déplacement s'ouvre et permet d'introduire la valeur du déplacementréel eectué ( on peut également contrôler que le nombre de franges est correct).2.5. Cliquer sur calcul, puis sauver et quitter.2.6. Fermer la fenêtre graphique. La procédure de calibration est terminée.
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