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Exercices et problèmes
m Photons polarisés, lame demi-onde
Dans cet exercice, on examine l'effet combiné de polariseurs et d'une lame demionde sur des photons qu' on suppose polarisés rectilignement. Les vecteurs d'état IH)
et 1 V) décrivent respectivement un photon polarisé horizontalement et verticalement.
axe
opt!que
1
demi-onde
Figure 3 - Une« lame demi-onde» (LDO) est un élément optique taillé dans un cristal
biréfringent, c'est-à-dire possédant un axe privilégié qu'on appelle« axe optique». Cet
élément modifie la polarisation d'une onde lumineuse sans en altérer son intensité
(contrairement à un polariseur par exemple). Ainsi, lorsqu'une onde lumineuse polarisée
rectilignement traverse une lame demi-onde, il n'y a pas d'absorption et la direction de
polarisation de l'onde sortante est symétrique de la direction de polarisation incidente
par rapport à l'axe optique de la lame demi-onde. Dit autrement, si la polarisation de
l'onde incidente fait un angle +a avec l'axe optique de la lame demi-onde, alors la
polarisation de l'onde sortante fait un angle -a avec cet axe optique.
a)
b)
c)
La polarisation des photons incidents fait un angle Bo avec l'horizontale. Donner 1' expression du vecteur d'état 10) décrivant la polarisation de ces photons
dans la base {IH), IV)}.
On met, sur le trajet de ces photons, un premier polariseur P 1 faisant un angle B 1
avec 1' horizontale.
1. Donner le vecteur d'état 11) décrivant un photon transmis dans la base
{IH), IV)} .
2. Donner la probabilité de passage d'un photon 10) à travers P 1 en fonction
de Bo et B1.
On enlève ce polariseur P 1 et on le remplace par une lame demi-onde « LDO »
dont 1' axe optique fait un angle B1 avec } 'horizontale .
1. Faire un schéma pour représenter les polarisations entrante et sortante ainsi
que la lame demi-onde LDO.
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