Au terme de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant aura été initié aux principes fondamentaux et aux applications des fibres optiques, des dispositifs optoélectroniques actifs et des dispositifs passifs, avec accent sur les applications.

Propagation de la lumière dans les fibres optiques. Principes de l’amplification stimulée dans une fibre optique amplificatrice Dispositifs à fibre passifs : connecteurs, coupleurs, multiplexeurs de longueurs d’onde, isolateurs, réseaux de Bragg, capteurs à fibre optique et leurs applications.

Séances de laboratoire portant sur un projet visant la réalisation d’un dispositif photonique avancé : amplificateur à fibre dopée et caractérisation d'un capteur à fibre optique.

À travers les applications qui guident le cours et les laboratoires, ce cours a pour objectif d’introduire les composants photoniques parmi les outils de conceptions de l’ingénieur électrique. À la fin de ce cours, l’étudiant(e) devra être en mesure de :

• connaître et identifier les composants optiques et optoélectroniques de dispositifs photoniques avancés;
• comprendre les principes de propagation guidée de la lumière, d’émission laser et de photodétection et appliquer ces notions au calcul des paramètres importants;
• expliquer le fonctionnement de différents lasers et photodétecteurs à semi-conducteurs et de leurs circuits;
• manipuler adéquatement des composants photoniques de base et les instruments de mesure d'un labo de photonique;
• choisir le dispositif approprié à une situation de conception donnée.

Les principaux moyens pédagogiques envisagés sont :

Cours magistraux  (un cours par semaine)

L’enseignement théorique est présenté durant les heures de cours magistraux à partir d’exemples concrets. L’acquisition des connaissances est renforcée par les travaux dirigés et les laboratoires. L’évaluation globale se compose de devoirs, rapports de laboratoires et examens de contrôle.

Travaux dirigés  (5 séances de deux heures en alternance avec les laboratoires)

Ces séances servent à la résolution des exercices proposés aux étudiant(e)s afin d'approfondir les notions présentées dans le cours. Les diverses relations démontrées dans le cours sont appliquées pour résoudre des problèmes concrets. Les étudiant(e)s sont invités à tenter de résoudre les problèmes avant la séance de travaux dirigés afin de rendre celle-ci interactive. Ils peuvent également poser des questions portant sur la matière du cours.

Laboratoires  (4 séances de deux heures et 2 séance de trois heures, en alternance avec les travaux dirigés)

Les séances de laboratoire portent sur la manipulation et l'utilisation de fibres optiques standards en lien avec des instruments photoniques avancés : source optique laser, amplificateur optique, source large bande, spectromètre, photomètre, fusionneuse à arc électrique, microscope à fibre, etc. L’étudiant(e) y fait l’apprentissage pratique de l’épissure de fibres optiques, des tests de composants optiques fibrés et manipule diode laser et phototodétecteur pour ensuite assembler un montage et tester et évaluer le dispositif photonique réalisé. L'étudiant(e) aura aussi l'occasion de manipuler et caractériser un capteur de température à fibre optique, caractériser les propriétés optiques de liquides semi-transparents, ainsi que fabriquer un réseau de diffraction dans une fibre.

Programmation Matlab pour certains numéros de devoirs. Un support aux étudiants sera fournie à cet égard.

                 * Examen à livre ouvert d'une durée de 3 heures. Seule les calculatrices autorisées par l'école sont permises.

Note :   La note de passage est de 50 %.

- 20 % par journée de retard.

Toute la matière sera disponible sur diapositives en format PDF (via Moodle). Toutefois, il est recommandé de se procurer le livre suivant sur lequel la matière du cours se base:

KASAP, S.O., Optoelectronics and Photonics: Principles and practice, Prentice-Hall, 2ème édition (2013).

SALEH, B.E.A., Teich, MC, Fundamentals of Photonics, New York, Wiley-Interscience, 2e édition (2007).

DESMARAIS, L., Applied Electro-Optics. Upper Saddle River, NJ, Prentice Hall, (1998).

https://ena.etsmtl.ca/