MIO – Master en Ingénierie Optique

Les enseignements généraux en optique

• Laser, 27h. La cavité laser, l’émission stimulée, les coefficients d’Einstein, le milieu actif, l’équation séculaire, les modes optique de cavité, le laser Helium-Néon, les lasers impulsionnels.
• Technique des lasers, 10h. Principes et technologies des principaux lasers utilisés en laboratoire et dans l’industrie: le laser YAG, les lasers à fibres, les diodes lasers, les lasers femtosecondes.
• Photodétection, 15h. Le principe des photodétecteurs à base de semiconducteurs, jonction p-n, les grandeurs photométriques, la photodiode, les temps de réponse et temps d’intégration, les capteurs CCD, les capteurs d’image CMOS.
• Diffusion et colorimétrie physique, 8h. L’absorption optique, la diffusion optique. Sections efficaces, d’absorption de diffusion, d’extinction. La diffusion de Rayleigh , la diffusion de Mie. Méthodes numériques de calculs de la diffusion. La couleur des objets en lien avec la diffusion. Eléments de de colorimétrie physique.
• Optique non linéaire, 12h. La réponse de la matière aux ondes optiques, susceptibilité électrique. La susceptibilité électrique Chi2 sous fort champ. Tenseur de susceptibilité électrique d’ordre 2. Doublage, triplage de fréquences. Somme de fréquences optiques. La rectification optique. La microscopie non linéaire à doublage de fréquences.
• Optique anisotrope, 16h. Indices optique anisotrope. Ellipsoïde des indices. Introduction aux matrices de Mueller. Mesures de l’état de polarisation de la lumière, paramètres de Stokes, matrice de Jones. Effets électro-optiques (linéaire et non-linéaire) et effets acousto-optiques.
• Optique de la matière condensée, 12h. Permittivité diélectrique des matériaux. Modèle de Drude-Sommerfeld. Approche semi-classique de l’interaction lumière-matière. Equations de dispersion. Description quantique.
• La microscopie optique, 16h. Structure du microscope, objectif, oculaire. Ouverture numérique. Eclairage de Köhler. Puissance et grossissement. La limite de diffraction. La PSF (point spread function). La microscopie de champ sombre. La microscopie de phase. La microscopie de fluorescence. La microscopie non linéaire. La super-résolution. La microscopie OCT (tomographie en cohérence optique).
• Optique de Fourier, 13h. Formation des images par une lentille. La diffraction. Transformée de Fourier. Les montage en double diffraction. Calculs de l’image par un système optique. La FTM (fonction de transfert de modulation).

Les cours d’ouverture scientifique et technologique

• Photonique quantique pour ingénieurs, 10h. Sources de lumière non-classiques, génération de photons uniques et de paires de photons intriqués. Les principes de détection à comptage de photons et les détecteurs quantiques. Les challenges de la communication quantique et notions sur les ordinateurs quantiques.
• Introduction au photovoltaïque, 8h. Principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque à base de semiconducteurs. Rendement d’une cellule, d’un système photovoltaïque. Efficacité quantique. Les différentes technologies photovoltaïques. Enjeux industriels.
• Couches minces optiques, 12h. Rappels sur les facteurs de Fresnel aux interfaces. Calculs dans le cas des multicouches. Principe des couches anti-reflets. Miroirs métalliques. Miroirs diélectriques. Filtre interférentiels. Mises en œuvre technologiques.
• Optoélectronique, 12h. Modulateur acousto-optique. Génération d’un réseau de diffraction dans les cristaux piézo-électriques. Le régime de Raman-Nath et le régime de Bragg. Applications pour le traitement de l’information et les télécoms. L’effet Faraday. Les isolateurs Faraday.
• Plasmonique, 10h. Théorie du plasmon-polariton propagatif. Kretschmann. Applications aux biocapteurs et aux guides d’ondes plasmoniques. Plasmon dans les nanoparticules métalliques. Effets de nano-antenne. Introduction à la nano-optique.
• Traitement d’images, 8h. Capteurs d’enregistrement d’images. Pixels. Compression des images. Traitement numériques des images. Reconnaissance d’images.
• Spectroscopie, 8h. Principes de fonctionnement des spectromètres optiques. Réseaux de diffraction. Spectres d’émission et spectres d’absorption. Signature spectrale des matériaux: fluorescence, diffusion Raman, absorption électronique, absorption infrarouge.
• Informatique, Python. 26h.

Les enseignements professionnalisants

• Coaching métiers, 12h. Introduction aux méthodes pour constituer son réseau professionnel. LinkedIn. Simulations d’entretiens. Accompagnement pour trouver le stage en entreprise.
• Communication scientifique, 8h. Techniques d’expression orale adaptées aux communications scientifiques. Communication non-verbale. Posture. Conseils pour réussir ses présentations orales.
• Gestion et marketing, 12h. Introduction à la gestion en entreprise. Bilan comptable. Chiffre d’affaire. Notion de marketing. Le marché.

Les travaux pratiques

• TP laser, 24h. Laser hélium-néon, laser YAG, laser à diode, laser femtoseconde
• TP de photonique, 16h. Les cellules Pockels. Les cellules photo-acoustiques.
• TP de microscopie optique, 4h. Microscope optique, éclairage de Köhler.
• les TP d’options, voir Option A, Option B.