Durant les deux dernières décennies, une véritable révolution s’est déroulée
dans le domaine de l’optique. En effet, après la découverte des lasers dans les
années soixantes et leur développement extrêmement rapide dans les laboratoires
de recherche au cours des deux décennies suivantes, une multitude d’applications ont émergé, sortant des laboratoires pour toucher notre vie de tous les
jours : compacts-disques, lectures de codes-barres dans les caisses enregistreuses
de grandes surfaces, communications par fibres optiques... Ainsi, de nouvelles
technologies optiques sont venues modifier notre environnement, comme l’ont
fait auparavant les technologies électroniques puis les technologies informatiques. Cependant, ces deux dernières disciplines se sont pratiquement créées en
même temps qu’émergeaient leurs applications. L’optique, au contraire, bénéficie d’une très longue histoire et son évolution dans les dernières années présente
des aspects tout à fait originaux.
De nouveaux domaines sont nés, bien sûr, avec l’avènement des sources lasers
cohérentes de l’optique : la physique des lasers, l’optique non-linéaire, l’optique
quantique, en particulier. Ils ont fait l’objet de beaucoup d’attention de la part
des chercheurs et de nombreux ouvrages ont été publiés pour faire le point
concernant nos connaissances sur le sujet. La nouvelle vision que nous avons
maintenant de l’optique a cependant profondément modifié aussi la façon dont
nous percevons ses bases anciennes. L’originalité de la propagation des ondes
lasers cohérentes met en évidence directement les limitations de l’optique géométrique qui traite simplement la lumière comme un ensemble de rayons lumineux. Cette optique géométrique peut néanmoins continuer à être utilisée avec
beaucoup de profit dans un grand nombre d’applications de sources lasers, à
condition que ses limitations soient bien dominées. De même, l’optique physique
(qui analyse les phénomènes d’interférences et de diffractions) et le traitement
général des ondes électromagnétiques, ne peuvent plus être présentés de la même
manière depuis que l’on dispose des sources cohérentes, si l’on souhaite permettre une formation bien connectée avec les soucis actuels des expérimentateurs. Or, dans tous ces derniers domaines, peu d’efforts pédagogiques ont été
réalisés pour adapter notre ancienne façon de percevoir les phénomènes optiques
aux nouvelles données expérimentales. C’est dans ce contexte que les auteurs de
cet ouvrage, très familiers des technologies actuelles lasers, proposent très opportunément une présentation originale de l’optique géométrique.
L’enseignement de l’optique géométrique, tel qu’il est encore pratiqué le plus souvent, laisse une image un peu poussiéreuse de simple application mathématique
des relations de Chasles ou de la géométrie des triangles, la physique sousjacente étant réduite à quelques considérations très générales. Il ne peut alors
vraiment intéresser que les étudiants férus de géométrie, qui vont d’ailleurs vite
P R É F A C E
dans le domaine de l’optique. En effet, après la découverte des lasers dans les
années soixantes et leur développement extrêmement rapide dans les laboratoires
de recherche au cours des deux décennies suivantes, une multitude d’applications ont émergé, sortant des laboratoires pour toucher notre vie de tous les
jours : compacts-disques, lectures de codes-barres dans les caisses enregistreuses
de grandes surfaces, communications par fibres optiques... Ainsi, de nouvelles
technologies optiques sont venues modifier notre environnement, comme l’ont
fait auparavant les technologies électroniques puis les technologies informatiques. Cependant, ces deux dernières disciplines se sont pratiquement créées en
même temps qu’émergeaient leurs applications. L’optique, au contraire, bénéficie d’une très longue histoire et son évolution dans les dernières années présente
des aspects tout à fait originaux.
De nouveaux domaines sont nés, bien sûr, avec l’avènement des sources lasers
cohérentes de l’optique : la physique des lasers, l’optique non-linéaire, l’optique
quantique, en particulier. Ils ont fait l’objet de beaucoup d’attention de la part
des chercheurs et de nombreux ouvrages ont été publiés pour faire le point
concernant nos connaissances sur le sujet. La nouvelle vision que nous avons
maintenant de l’optique a cependant profondément modifié aussi la façon dont
nous percevons ses bases anciennes. L’originalité de la propagation des ondes
lasers cohérentes met en évidence directement les limitations de l’optique géométrique qui traite simplement la lumière comme un ensemble de rayons lumineux. Cette optique géométrique peut néanmoins continuer à être utilisée avec
beaucoup de profit dans un grand nombre d’applications de sources lasers, à
condition que ses limitations soient bien dominées. De même, l’optique physique
(qui analyse les phénomènes d’interférences et de diffractions) et le traitement
général des ondes électromagnétiques, ne peuvent plus être présentés de la même
manière depuis que l’on dispose des sources cohérentes, si l’on souhaite permettre une formation bien connectée avec les soucis actuels des expérimentateurs. Or, dans tous ces derniers domaines, peu d’efforts pédagogiques ont été
réalisés pour adapter notre ancienne façon de percevoir les phénomènes optiques
aux nouvelles données expérimentales. C’est dans ce contexte que les auteurs de
cet ouvrage, très familiers des technologies actuelles lasers, proposent très opportunément une présentation originale de l’optique géométrique.
L’enseignement de l’optique géométrique, tel qu’il est encore pratiqué le plus souvent, laisse une image un peu poussiéreuse de simple application mathématique
des relations de Chasles ou de la géométrie des triangles, la physique sousjacente étant réduite à quelques considérations très générales. Il ne peut alors
vraiment intéresser que les étudiants férus de géométrie, qui vont d’ailleurs vite
P R É F A C E