THESE - Université Ferhat Abbas de Sétif

Chapitre III Amélioration de la superrésolution des faisceaux lasers par des éléments optiques de
phase
III.1 Introduction
De nombreuses applications des lasers nécessitent de focaliser le faisceau dans des
volumes de plus en plus petits afin d’assurer une bonne résolution spatiale, tant
longitudinale que transversale, comme par exemple [1-8] :
- Prototypage 3-D par laser basée sur la photo-polymérisation à deux photons
- Microscopie de fluorescence linéaire et non-linéaire
- Micro-usinage laser
- Pinces optiques
- Tomographie cohérente
- …
On dit qu’un faisceau laser possède la propriété de superrésolution si après avoir
été focalisé on obtient une tache focale plus petite que la limite de diffraction [1-8]. Dans
ce travail de théorie et de simulation, on va produire un volume focal quelques centaines de
fois inférieur à celui que l’on obtiendrait si la focalisation concernait un faisceau gaussien.
La technique de superrésolution qui sera mise en œuvre est articulée sur la mise en forme
spatiale de faisceaux lasers par optique diffractive de phase. Pour cette raison la présente
partie est consacrée à la transformation des faisceaux lasers d'ordres supérieurs, qui sont les
faisceaux de Laguerre-Gauss LGp0 en faisceaux gaussiens. On va voir après que cette
transformation est accompagnée par une amélioration de la résolution longitudinale
(réduction de ZR) et de la résolution transversale (réduction de la largeur du faisceau
focalisé Wf). La transformation est faite par des éléments optiques diffractifs annulaires de
phase binaire.
III.2 L'élément optique diffractif de phase binaire utilisé:
On commence par montrer les caractéristiques de l'élément de phase binaire qu'on a
utilisé pour effectuer la transformation.
L'élément est un réseau de phase annulaire composé de (p+1) rayon tel que p est l'ordre du
mode de Laguerre-Gauss à transformer, ces rayons sont modelés selon les zéros du
polynôme de Laguerre (voir tableau),