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Concept
Peigne de fréquences optiques
Résumé
vignette|Schéma représentant les caractéristiques du spectre associé à un train d'impulsions à modes bloqués, c'est-à-dire un peigne de fréquences. En pointillés rouge est représenté l'enveloppe du spectre. En bleu est représenté les composantes du spectre (les dents du peigne).|300x300px
Un peigne de fréquences est la structure spectrale d'une source optique spécifique. Celle-ci est composée d'une succession de fréquences discrètes régulièrement espacées, aussi appelées les raies ou « dents » du peigne. À l'opposé d'un arc-en-ciel qui est un spectre lumineux constitué d'une infinité de fréquences, un peigne de fréquences n'en possède qu'un nombre fini et dénombrable.
Ce type de spectre est généralement obtenu à l'aide d'un laser à modes bloqués, comme un laser femtoseconde émettant un train d'impulsions ou bien par modulation d'un laser continu. Les peignes de fréquences sont également connus sous le nom de peignes de Dirac mais cette dénomination est plutôt employée dans le domaine des mathématiques que de la physique.
Dans le domaine de la physique, un peigne de fréquences est généralement assimilé au spectre associé à un train d'impulsions bloqué en phase, c'est-à-dire à la transformée de Fourier du train. Il est toutefois à noter que d'autres types de sources optiques peuvent produire un spectre en forme de peigne, comme un laser modulé en phase.
Mathématiquement, un peigne de fréquences ou peigne de Dirac, est une distribution périodique usuellement notée Ш « sha », que l'on peut exprimer sous la forme suivante :
Lorsque cette relation est utilisée en physique des lasers pour décrire un spectre, il doit être considéré la fréquence porteuse du laser , l'enveloppe du spectre et un possible décalage de phase entre la porteuse et l'enveloppe. Le champ électrique du spectre s'écrit alors :
où et correspond à un décalage globale du peigne par rapport à l'origine des fréquences.
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