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Amplification passive d’images périodiques par auto-imagerie

publié le , mis à jour le

Considérons une distribution périodique d’images. Est-il possible, en optique cohérente, de modifier arbitrairement la période du motif, sans perte d’énergie et sans modifier la forme des images individuelles ? Tandis que l’effet Talbot (ou auto-imagerie) ne permet qu’une division entière de la période, nous avons démontré une généralisation de l’effet Talbot, permettant de contrôler arbitrairement la période des images. Etant donné que le processus se fait sans perte d’énergie, il permet aussi de faire de l’amplification passive d’images.

L’effet Talbot est un effet remarquable en optique classique. En éclairant un réseau périodique de motifs identiques par une onde plane et en observant l’intensité diffractée à des distances bien spécifiques du plan du réseau, des images exactes des motifs individuels apparaissent, mais avec une périodicité égale à un sous-multiple de la période du réseau de départ. Par conséquent, la densité des images dans un plan de Talbot est toujours plus grande que dans le plan de départ. Étant donné que l’effet Talbot est un processus sans perte (propagation dans l’espace libre), l’intensité des images de Talbot est donc également un sous-multiple de celle des images de départ. Ici, nous proposons une version généralisée de l’auto-imagerie, qui repose sur l’ajout d’un masque de phase avant le réseau. Ceci permet de contrôler de façon totalement arbitraire, la période des images de Talbot, et en particulier, de produire des images de Talbot de période supérieure au réseau de départ, donc d’intensité plus élevée. Ce processus d’amplification sans milieu à gain actif, peut s’interpréter simplement comme une addition cohérente des fronts d’onde.
Ces résultats ont été publiés dans Phys. Rev. Lett.