Dans cette partie, nous étudierons les concepts d'interférences multimodales et de ré-imagerie (reimaging). Pour cela, nous allons dans un premier temps effectuer des expériences nous permettant d'observer les interférences des modes de propagation de la lumière à l'intérieur d'une fibre optique. Sachant que les modes se propagent à des vitesses différentes et donc à des phases différentes en un point donné de la fibre, nous allons, dans une deuxième partie, déterminer la longueur pour laquelle la différence de phase entre deux modes est égale à 2π, c'est à dire la longueur de fibre multimode à la quelle on aura ré-imagerie du mode excitateur.

Expérience 1: Interférences multimodales

Expérience 1.2: Observation des modes en champ lointain sur la caméra

Protocole

Afin d’avoir les images des différents modes, sortant de notre fibre monomode, en champ lointain, on projette directement la lumière sur la caméra. La distance entre la caméra et la sortie de la fibre est de 2.2cm pour toutes les observations qui suivent.

Résultats

On observe ici le mode fondamental sortant de la fibre monomode en champ lointain (sans lentille): Observation du mode fondamental LP01 en champ lointain

Interprétation

On constate que la puissance est très intense au centre de la figure d'interférence, puis elle décroit progressivement en se rapprochant des bords du cercle. Sachant que le faisceau laser est décrit comme gaussien (la variation de la puissance suit une loi gaussienne) on peut donc en déduire que le mode fondamental a la même forme qu'un faiseau gaussien ( la fibre monomode ne modifie pas la forme du faisceau du laser).