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Année universitaire 2020/21

Semestre 6 CFA

Découvrir

Sommaire

Présentation

Les méthodes de travail

Où trouver les infos ?

A faire Pour la rentrée

Le rythme de travail

Programme

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Accèder au questionnaire

PRÉSENTATION 1/5• Première année

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Semestre 5 FISE FISA

Semestre 6 FISE

Semestre 6 FISA

PRÉSENTATION 2/5 • SEMESTRE 6 CFA

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

1A

2A

3A

Efficacité des apprentissages= Rétention à long terme

AlternanceEcole/Entreprise

Cohésion pédagogique

Objectifs

Objectif 2. Vision globale du semestre- Lien explicites et renforcés entre les disciplines - Démarche scientifique globale

Objectif 1 : un semestre équilibré- 10 semaines "académiques"- 9 semaines en entreprise

Objectif 3Rétention à long terme = capacité à remobiliser des connaissances ou des compétences plusieurs mois, voire plusieurs années après les avoir apprises.

PRÉSENTATION 3/5• SEMESTRE 6 CFA

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

UN TRAVAIL D'ÉQUIPE

DES PRINCIPES

DISPOSITIFPÉDAGOGIQUE

Méthode & moyens

Méthode et moyens

L'équipe enseignante, qui est aussi l'équipe-projet qui a conçu le semestre :M François Balembois, professeur des universités, groupe Lasers du LCF (Laser)M Henri Benisty, professeur des universités, groupe Nanophotonique du LCF(Physique du semiconducteur et STS)Mme Fabienne Bernard, professeure agrégée IOGS(Atelier métacognition, STS et TP d'Optique)M Matthieu Boffety, maître de conférences, groupe Imagerie et Information du LCF (Polarisation et STS)M David Clément , maître de conférences, groupe Gaz quantiques du LCF (Polarisation)M Sébastien De Rossi, maître de conférences, groupe Optique XUV du LCF (Initiation au calcul scientifique et TP d'Optique)M Vincent Josse, Maître de conférences, groupe Gaz quantiques du LCF, directeur du CFa SupOptique (STS)M François Goudail, professeur des universités, groupe Imagerie et Information du LCF (Traitement du signal)Mme Sylvie Lebrun, maîtresse de conférences, groupe Photonique Non-linéaire du LCF(Laser)Mme Gaëlle Lucas-Leclin , maîtresse de conférences, groupe Lasers du LCF (Physique du semiconducteur)M Julien Moreau, maître de conférences, groupe Biophotonique du LCF (Électromagnétisme et STS)M Benjamin Vest, maître de conférences, groupe Nanophotonique du LCF (Électromagnétisme)M Julien Villemejane, Professeur Agrégé IOGS (Initiation au calcul scientifique, STS et TP d'Optique)

PRÉSENTATION 4/5 • SEMESTRE 6 CFA

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

PÉDAGOGIESACTIVES

ALIGNEMENTPÉDAGOGIQUE

ESPACEMENT/ENTRELACEMENTDES APPRENTISSAGES

MÉTACOGNITION

Méthode & moyens

Principes

Pédagogies actives :Par opposition aux pédagogies transmissives (cours magistraux), il s'agit de différentes méthodes d'apprentissages (exposés interactifs, classes inversées, apprentissage par problème, .... la liste est longue) mettant en activité cognitive les étudiant·e·s.L'efficacité des ces méthodes pédagogiques a été démontrée dans la littérature scientifique.(voir en particulier cette analyse : Freeman 2014).Attention :les pédagogies actives ne doivent pas être confondues avec les "pédagogies de la découverte" prônant une construction par essai-erreur, et en autonomie, des connaissances et des compétences.Au cours de ce semestre, une grande part des enseignements est construite pour vous rendre actifs et actives !

Métacogniton« Cognition sur la cognition », la métacognition désigne les constructions mentales sur le fonctionnement de nos modes de pensée.

L'espacement temporel des apprentissagespermet d'améliorer la rétention à long terme des apprentissages.Cet espacement temporel est optimisé par unentrelacementdes différentes notions apprises, permettant de solliciter la mémoire de façon répétée.

L'alignement pédagogique est une démarche pour atteindre la cohérence entre les objectifs pédagogiques, les modalités d’évaluation et les activités d’apprentissage .

PRÉSENTATION 5/5 • SEMESTRE 6 CFA

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Méthode & moyens

Dispositif

3 séquences à l'école / 4 séquences en entreprise.2 à 4 semaines par séquence.Pendant les séquences à l'école :Des créneaux de durée courte, 2 fois par semaine pour la plupart des matières.Un rythme régulier tout au long du semestre.

Un semestre conçu dans sa globalité :Des liens explicites entre les matières, en particulier :Initiation au calcul scientifique et TP d'Optique,Polarisation et Electromagnétisme.Une charge de travail personnel anticipée et répartie (équipes de travail stables sur la durée du semestre)

Exposés interactifsClasses inverséesApprentissage par projetDu travail personnel, en binômes, en équipe de 4Des tests réguliers pour s'auto-évaluer

Un "atelier métacogniton"Un enseignement au format et au contenu original, pour une attitude réflexive sur ses apprentissages

LA formation

Séances tutorées scientifiques

6N-046-SCI

6N-089-FHP

Anglais

6N-091-PHO

Photonique 2 - CFA

6N-091-PHO

Physique 2 - CFA

6N-092-PHY

Laser

6N-093-PHO

POlarisation

6N-094-PHO

TP Optique

6N-095-PHO

Physique dusemiconducteur

6N-097-PHY

Traitementdu signal

6N-098-SCI

Initiation auCalcul scientifique

6N-099-SCI

AtelierMétacognition

6N-075-FHP

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Electromagnétisme

6N-094-PHY

Laser

Présentation

Les lasers sont l'une des clef de la photonique. Il est important pour un ingénieur SupOptique d'en connaître les principes et de savoir s'en servir. Le cours est conçu pour donner une grille de lecture permettant de s'orienter dans le monde des lasers : une bonne connaissance des principes physiques et des points de repère technologiques.Les cours sont illustrés par une pédagogie active avec des études de cas.

Crédits

1,8

Modalités

Etudes de cas

Durée

24 h

Evaluation

QCM / CC / Exam

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Pour en savoir +

2 séances de 1h30 par semaine

Etude de cas

30 % de l'UE 6N-091 PHY, de 6 ECTS

Polarisation

Présentation

Ce cours introduit la notion de polarisation de la lumière et ses propriétés au travers de deux présentations complémentaires : une approche en terme de fonction de transfert et une approche microscopique.Fortement lié au cours d'électromagnétisme, le cours de Polarisation donne les outils conceptuels et pratiques aux futurs ingénieurs pour aborder les situations dans lesquelles la lumière ne peut être simplement traitée scalairement.

Ce cours introduit la notion de polarisation de la lumière et ses propriétés au travers de deux présentations complémentaires : une approche en terme de fonction de transfert (à travers un composant ou un système de détection) utile à l'ingénieur opticien pour l'analyse et la conception de systèmes optiques dans lesquels la polarisation joue un rôle ; une approche microscopique, s'appuyant sur l'électromagnétisme dans les milieux, nécessaire à la compréhension physique des phénomènes de polarisation.

Crédits

Exam final 75%QCMs 25%

Modalités

Cours/TD interactifs avec manipulations

Durée

24 h

Evaluation

Pour en savoir +

1,8

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

2 créneaux de 1h30 par semaine

Cours interactifsTD en équipeTD avec manipulations expérimentalesDM sur un cas concret

30% de l'UE 6N-091-PHO, de 6 ECTS

Travaux pratiques d'optique

Présentation

Le savoir-faire dans la mise en œuvre pratique de dispositifs photoniques est un atout reconnu des ingénieur·e·s SupOptique.En première année, on aborde les savoirs-faire fondamentaux sur l’utilisation des instruments optiques, l’utilisation et l’analyse de la diffraction et des interférences lumineuses, ainsi qu’une première utilisation de sources laser.

Crédits

2,4

Modalités

Travaux Pratiques

Durée

27 h

Evaluation

CC 50%Exam pratique 50%

Pour en savoir +

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

6 séances de 3h (Optique physique et Optique Instrumentale)2 séances de 2h (Laser)1 atelier d'1h30 de fabrication d'hologramme

En binôme

40 % de l'UE 6N-091-PHO de 6 ECTS

Contrôle continu= compte-rendus Examen pratique individuel

electromagnétisme

Présentation

Ce cours vise à montrer qu'une très large gamme de phénomènes physiques impliquant la lumière, depuis une simple réflexion sur un miroir, jusqu'au fonctionnement d'une antenne ou même la couleur bleu du ciel, peuvent s'expliquer par un petit nombre de concepts issus de la théorie électromagnétique.Ces concepts peuvent être décrit et manipulé par un formalisme relativement simple qui sera illustré dans le cours à la fois par des application concrètes et l'utilisation d'outils numériques.Un des objectif majeur du cours est d'apprendre une démarche d'ingénierie électromagnétique.

Crédits

Exam final (double)33%Livrables 33%Mini-projet 33%

Modalités

Cours interactifsMini-projet en groupe

Durée

24 h

Evaluation

Pour en savoir +

2

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

2 créneaux de 1h30 par semaine

25 % de l'UE 6N-092-PHY, de 8 ECTS

Physique du semiconducteur

Présentation

Ce cours vise à familiariser les étudiants avec les fondamentaux de la physique des semi-conducteurs,. Il leur apportera les éléments nécessaires à la compréhension du fonctionnement des principaux composants électroniques et opto-électroniques.

Crédits

Modalités

Cours interactifsTD en équipe

Durée

24 h

Evaluation

Pour en savoir +

2

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

QCMSoutenancesExamen final

2 créneaux de 1h30 par semaine

25 % de l'UE 6N-092-PHY, de 8 ECTS

traitement du signal

Présentation

Le signal provenant de tout système de mesures physiques doit subir un traitement afin d’en extraire l’information utile. Tout scientifique, qu’il soit ingénieur ou chercheur, doit donc maîtriser les notions fondamentales de traitement du signal.

Crédits

Modalités

Exposés interactifs

Durée

24 h

Evaluation

Pour en savoir +

2,8

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Exam final /CC

2 créneaux de 1h30 par semaine

35 % de l'UE 6N-092-PHY, de 8 ECTS

Initiation au calcul scientifique

Présentation

Dans le métier d'ingénieur·e le calcul scientifique sur ordinateur est devenu une nécessité dans les phases de conception et de traitement des données. Basé sur approche active en mode projet, l'enseignement utilisera le logiciel Matlab pour aborder cette compétence métier. Vous découvrirez quelques méthodes numériques permettant de simuler des phénomènes physiques de notions acquises en cours d'optique et d'électronique et de traiter des données expérimentales obtenues en travaux pratiques (diffraction, optique de Fourier).

Crédits

Modalités

Apprentissage par problème/projet

Durée

20 h

Evaluation

Pour en savoir +

1,2

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Soutenance de projetDélivrables de projet

1 créneau de 2h par semaine

Travail en binômes et en équipe sur ordinateur

15 % de l'UE 6N-092-PHY, de 8 ECTS

Atelier métacognition

Présentation

Savez-vous comment votre cerveau fonctionne ? Quelles sont ses forces et ses faiblesses ?Depuis 40 ans et les apports de l’imagerie cérébrale, les scientifiques décrivent le fonctionnement si complexe du cerveau humain. Votre cerveau est votre outil de travail principal, mieux le connaître peut vous permettre de mettre en place des stratégies pour une meilleure utilisation de ses phénoménales capacités !

Crédits

1

Modalités

Classe inversée

Durée

10 h

Evaluation

QCM final

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Pour en savoir +

Un créneau d'1h30 par semaine est prévu à l'emploi du temps.Sur ce créneau, 30mn sont prévues pour vos lectures personnelles et consultations de ressources.L'heure restante est consacré à la restitution des connaissances acquises par un groupe de 4 élèves et d'échanges avec l'ensemble du groupe.

Une classe inversée ?A l'inverse du cours magistral qui transmet des nouvelles connaissances, appliquées en TD et lors du travail personnel, le parti pris est inversé ici.Les apprentissages sont réellement réalisés en dehors des créneaux de présence en groupe en salle, par vos lectures personnelles.Le créneau en présence est consacré aux révisions et l'approfondissement des connaissances.

UE indépendante acquise en Tout ou Rien (pas de note)

Un QCM en ligne final permet de vérifier les connaissances acquises.70% de réponses justes permet de valider l'UE.Plusieurs essais sont possibles.

Séances Tutorées scientifiques

Présentation

Les séances tutorées scientifiques 1A consistent à faire travailler les apprenti·e·s sur un sujet technique et scientifique en rapport avec leur projet en entreprise. Ces séances sont encadrées par des enseignant·e·s spécialistes sur les différents domaines qui au sont au cœur de la formation d’ingénieur à l’IOGS (optique instrumentale, optique physique, radiométrie, électronique, traitement du signal).

Crédits

3

Modalités

Séances tutorées

Durée

12 h

Evaluation

50 % Travail en séance50 % Qualité livrable

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Pour en savoir +

2 premiers créneaux de 1h30 pour les présentations initiales1 créneau de 1h30 pour les séances tutorées1 créneau forum de fin de semestre

Séances tutorées scientifiques

La note attribuée est la moyenne de deux notes :la note évaluant la qualité du travail réalisé, attribuée par l’enseignant·e référent·e,la note évaluant la qualité du poster, de la présentation orale associée et des qcms conçues, note attribuée par l’équipe enseignante constituée en jury.

Rythme d'apprentissage

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

3 séquences de 3 semaines

23h /semaine+ 12h environ de travail personnelDes tests réguliers

EDT panoramique disponible sur le cloud de l'IOGS

Rythme d'apprentissage

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

3 séquences de 3 semaines

23h /semaine+ 12h environ de travail personnelDes tests réguliers

EDT panoramique disponible sur le cloud de l'IOGS

Rythme d'apprentissage

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

3 séquences de 3 semaines

23h /semaine+ 12h environ de travail personnelDes tests réguliers

EDT panoramique disponible sur le cloud de l'IOGS

Semestre 6 = 19 semaines

Examens

Entreprise

École

Février

Juin

Rythme d'apprentissage - Atelier métacognition

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Semestre 6 = 19 semaines

Examens

Entreprise

École

Juin

Février

Intro

Thème 2

Thème 1

Retours et complémentsThèmes 1 à 4

Compléments

Thème 3

Retours et complémentsThèmes 1 &2

Thème 5

Thème 4

Quizz thème 1

Quizz thèmes 1 à 4

Quizz thèmes 1 à 3

Quizz thèmes 1 &2

Quizz final

Méthodes de travail

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Individuel

Binôme

Equipe

Tous les enseignements !!

TP d'OptiqueInitiation au calcul scientifiquePhysique du semiconducteur

Atelier métacognitionLaserInitiation au calcul scientifiqueElectromagnétismePolarisation

où trouver les Infos

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

RESSOURCESPÉDAGOGIQUES

ORGANISATIONGLOBALE DU SEMESTRE

EMPLOIDU TEMPS

Page eCampusde l'UE/UC correspondante

EDT panoramique : sur le cloud de l'IOGSPlanning personnel : Synapses

Page eCampus du semestre

POUR LA RENTRÉE 1/2

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Binôme

Equipe

S'INSCRIRE

S'INSCRIRE

INDÉPENDANTS

Sur la page eCampus du semestre 6CFAEntre le 07 et le 20 janvier 2021

sur la page eCampus des TPs d'Optique S6-CFAEntre le 07 et le 20 janvier 2021.

TP d'OptiqueInitiation au calcul scientifique

Atelier métacognitionLaserInitiation au calcul scientifiqueElectromagnétisme

POUR LA RENTRÉE 2/2

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Le 07 janvier 2021 :un créneau est prévu pour répondre à vos questions : sur le semestresur les séances tutorées (STS)

Merci d'utiliser aussi le formulaire pour nous soumettre vos questions (et vos remarques !)

Le 22 février 2021 :Petit déjeuner de rentrée à 9h30 !

Proposez-nous une première piste pour les séances tutorées (STS) via le formulaire.

Laser

ÉQUIPE Enseignante

Travail demandé

Répondre à un QCM sur chaque thème (5)Détailler les calculs des études de cas (3) par équipePréparer et présenter les résultats d'une étude de cas par équipe

François Balembois, professeur, groupe Lasers du LCF

Etudes de cas

+info

Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable de

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

vous orienter dans le monde des lasers avec une bonne connaissance des principes physiques et des points de repère technologiques.

Sylvie Lebrun, maîtresse de conférences, groupe Photonique Non-linéaire du LCF

Pour cela, les élèves devront être capables de :Maîtriser les grandeurs caractéristiques des lasers : forme de raie, temps de vie, section efficace, inversion de population, gain, efficacité, seuil, plan de waist, divergence, longueur de Rayleigh, modes longitudinaux,Décrire les systèmes à 2-3-4 niveaux, les régimes impulsionnels caractéristiques (régime de déclenchement par le gain, régime de déclenchement par les pertes, régime de synchronisation des modes en phase) et les conditions de stabilité d'une cavitéCalculer analytiquement et numériquement les grandeurs caractéristiques des lasers : densités de population sur des systèmes spectroscopiques à plusieurs niveaux, gain d'un milieu laser, puissance de sortie d'un laser, paramètres d'un laser en régime impulsionnel : énergie, durée, cadence, zones de stabilité d'une cavité, taille d'un faisceau gaussien après propagationFormuler les notions clef intervenant dans les lasers : notion de saturation, conditions d'oscillation, compétition entre les différentes émissions, relation entre les populations d'atome et le nombre de photons, propagation d'un faisceau gaussienRépondre aux questions fondamentales qui permettent la mise en oeuvre de lasers :Comment réaliser un amplificateur laser à partir d'un système spectroscopique? Comment réaliser un oscillateur laser? Comment contrôler la fréquence d'un laser? Comment réaliser un laser impulsionnel? Comment manipuler le faisceau d'un laser (spatialement)?Comprendre une fiche de spécification d'un laser,Lire un schémas optique comprenant des sources laserFaire de la veille sur les sources laserConcevoir des sources lasers

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POLARISATION

ÉQUIPE Enseignante

Travail demandé

Répondre à des quizz réguliersRédiger un devoir à la maison (seul ou en binôme)Expériences / démo en séance

Matthieu Boffety, maître de conférences, groupe Imagerie et Information du LCF

Cours/TD intéractifs avec manipulations

+info

Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable de

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Représenter et modéliser la polarisation de la lumière et son interaction avec un milieuDécrire et concevoir des systèmes simples de génération et d'analyse de la polarisationModéliser l'effet d'un système de mesure et le lier avec la notion de polarisation partielle

David Clément , maître de conférences, groupe Gaz quantiques du LCF

Acquisition de connaissancesdécrire un état de polarisation de la lumière via le formalisme de Jonesreprésenter un état de polarisation de manière géométrique (ellipse de polarisation, sphère de Poincaré)décrire les propriétés polarimétriques simples (biréfringence/anisotropie linéaire et/ou circulaire, diatténuation) d’un milieu (ellipsoïdes des indices, surfaces des vitesses, matrice de Jones)construire les rayons réfractés par un milieu anisotrope en s’appuyant sur la surface des vitessesdécrire le comportement d’un composant simple (polariseurs, lames d’onde, rotateurs) en s’appuyant sur l’ellipse de polarisationCompréhension et Analyse(faire le lien entre ellipsoïdes des indices et matrice de Jones )calculer un déphasage dû aux propriétés anisotropes d’un milieudécrire simplement le comportement de composants actifs (cristaux liquides, électro-optiques) et de prismesconcevoir un générateur d’état de polarisation et un analyseur d’état de polarisation à base de composants simples (polariseur, retardateurs)Transfertlier les notions de polarisation partielle et de degré de polarisation avec la détection/ la mesuremodéliser la polarisation via le formalisme de Stokes-Mueller + matrice cohérenceutiliser les phénomènes d’interférence en lumière polarisée dans l’analyse de propriétés des milieux

L'équipe enseignante est formée par Matthieu BoffetyetDavid Clément.L’interaction lumière-matière se trouve au centre de l’activité de recherche de David pour la manipulation de gaz quantiques. David porte un intérêt particulier aux concepts fondamentaux de cette interaction dans les milieux dilués et il enseigne également l’interaction lumière-matière en Master 2.Matthieu effectue ses activités de recherche sur l’imagerie polarimétrique depuis 2011 et enseigne le cours de polarisation en filière classique depuis 2016. Il porte un intérêt particulier au développement conjoint de techniques d’imagerie polarimétrique et de traitements d’image permettant une extraction optimale de l’information recherchée.

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électromagnétisme

ÉQUIPE Enseignante

Travail demandé

Travailler avec des livres, consulter des capsulesRésoudre des petits exercices de cours "sur le pouce"Réaliser en petit groupe un mini projet d'ingénierie électromagnétique étalé sur la durée du cours.

Julien Moreau, maître de conférences, groupe Biophotonique du LCF

Une classe inversée, des problèmes ouverts !

+info

Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable de...

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

proposer des interprétations de phénomènes physiques et modéliser les interactions lumière-matière en utilisant les concepts de la physique ondulatoire.de mettre en œuvre une démarche d'ingénierie électromagnétique dans le but de contrôler la lumière grâce à la structuration de la matière.

Benjamin Vest, maître de conférences, groupe Nanophotonique du LCF

Voici les objectifs pédagogiques détaillés du cours d'Electromagnétisme. A l'issue de ce cours, vous serez capable de...Écrire les équations d’onde du champ électromagnétique dans le vide et les milieux homogènes et vérifier que les ondes planes en sont les solutions naturellesPrédire le comportement électromagnétique d’un matériau à partir de sa constante diélectrique et relier cette dernière à des modèles microscopiques élémentaires des milieux matérielsCalculer une distribution de champ EM après propagation en utilisant le développement en ondes planesCalculer le champ rayonné par des distributions de sources rayonnantes simplesCalculer les modes d’une structure électromagnétique simple analytiquement à l’aide de l’équation de Helmholtz ou numériquement à l’aide de logicielsD’appliquer les approximations de champ lointain et dipolaire à leurs calculs, d’en expliquer les implications physiques et de justifier leur validitéProposer des interprétations qualitatives ou quantitatives des observations expérimentales de phénomènes électromagnétiques courants ou d’expressions littérales, en utilisant notamment les notions d’interférences et de rayonnement dipolaire.

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traitement du signal

Enseignant

Travail demandé

QCMs

François Goudail, professeur, groupe Imagerie et Information du LCF

Exposés interactifs

+info

Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

d'appliquer la méthode optimale de traitement en fonction de la problématique (d’estimation ou de détection d’un signal entaché de bruit)

Pour cela, les élèves seront capables de :Lister des méthodes classiques de traitement du signalDécrire les enjeux et les paramètres de ces méthodesModéliser un signal aléatoire (à partir des notions de proba et de TF vues auparavant)Définir le rapport signal à bruit en fonction de la problématiqueLister les sources de bruit classiques en physique (grenaille, Johson) et en déterminer les paramètres pertinentsAssocier un critère d’optimalité et une méthode de traitementDéfinir un estimateur et caractériser ses performancesDéfinir un problème inverse (et faire la différence avec un estimateur) et définir les enjeux de la régularisation.Construire un test d’hypothèse à partir d’un modèle statistique d’un problème de détectionDéfinir et déterminer l’entropie d’une source dans des cas simplesDéfinir le codage d’une informationDéterminer le code de Huffman d’une source définie par la probabilité relative de ces messages

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Physique du semiconducteur

ÉQUIPE Enseignante

Travail demandé

Quizz d'auto-évaluationPréparation &présentation d'exercicesAnalyse de documents

Henri Benisty, professeur, groupe Nanophotonique du LCF

Cours interactifs / travail en équipe

+info

Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable de

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Comprendre l'origine des propriétés specifiques des matériaux semiconducteursDécrire les principaux processus de transport et de recombinaisons des charges dans un semiconducteurExpliquer le fonctionnement des principaux composants de l'optoélectronique

Gaëlle Lucas-Leclin , maîtresse de conférences, groupe Lasers du LCF

Acquisition de connaissancesDécrire la structure cristalline des semiconducteurs usuelsDécrire les électrons dans un semi-conducteur massif à partir du diagramme d’énergie, en terme de vecteur d’onde et d’énergie.Connaître les différents processus de déplacements de porteurs dans un matériau semiconducteurInterpréter les processus d’absorption et d’émission en terme de transition interbandeExpliquer en quoi consiste le dopage d’un matériau.Appliquer les équations de transport-diffusion des porteurs de charge mobiles dans des dispositifs simples (diode, résistance).Compréhension et AnalyseExpliquer la conception et le principe de fonctionnement de différents capteurs de lumière (cellule photoconductrice, photodiodes)Déduire les propriétés et le comportement d’une jonction à partir de son diagramme de bandesCalculer les densités de porteurs dans un matériau semiconducteur à l’équilibre thermodynamiquePrévoir l’évolution de la conductivité des matériaux avec la températureAnalyser une spécification technique d’une diode en lien avec ses caractéristiques physiquesTransfertSchématiser le diagramme d’énergie d’une homojonction ou hétérojonction simple à l’équilibre

Henri Benisty et Gaëlle Lucas-Leclin sont deux enseignants qui mènent depuis de nombreuses années une activité de recherche dans la thématique des composants et des sources à semiconducteur. Ils souhaitent partager leurs connaissances dans ce domaine dynamique et riche d’innovations appliquées au quotidien.

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INitiation au calcul scientifique

équipe EnseignantE

Travail demandé

Travail en binôme sur machine.Rédaction de deux livrables de mini-projet par équipePréparer et présenter le travail de projet par équipePréparer et rédiger une simulation liée aux TPs de diffraction.

Séquence 1 / Acquisition de signaux 1D et traitement via MatlabPossibilité de travail en salle de TP d’électronique pour la séquence 1, acquisition de signauxModulation de signaux analogiques (AM)FFT 1D + démodulationLivrable: code commenté + figures + analyse (CR) Séquence 2 / Analyse d’images liées au TP de diffractionLien avec les images de diffraction et analyse FFT2DLivrable: code commenté et figures + analyse sur CR de TP Diffraction Séquence 3 / Simulation des expériences de détramageEn mode un peu plus projet autonome par binôme.Livrable: code commenté

Sébastien De Rossi, maître de conférences, groupe Optique XUV du LCF

Apprentissage par problème/projet

+info

Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable de

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

concevoir et mettre en place un programme informatique de simulation ou/et de traitement de données (sous Matlab ou langage équivalent) dans un contexte scientifique.

Acquisition de connaissancesdécrire un état de polarisation de la lumière via le formalisme de Jonesreprésenter un état de polarisation de manière géométrique (ellipse de polarisation, sphère de Poincaré)décrire les propriétés polarimétriques simples (biréfringence/anisotropie linéaire et/ou circulaire, diatténuation) d’un milieu (ellipsoïdes des indices, surfaces des vitesses, matrice de Jones)construire les rayons réfractés par un milieu anisotrope en s’appuyant sur la surface des vitessesdécrire le comportement d’un composant simple (polariseurs, lames d’onde, rotateurs) en s’appuyant sur l’ellipse de polarisationCompréhension et Analyse(faire le lien entre ellipsoïdes des indices et matrice de Jones )calculer un déphasage dû aux propriétés anisotropes d’un milieudécrire simplement le comportement de composants actifs (cristaux liquides, électro-optiques) et de prismesconcevoir un générateur d’état de polarisation et un analyseur d’état de polarisation à base de composants simples (polariseur, retardateurs)Transfertlier les notions de polarisation partielle et de degré de polarisation avec la détection/ la mesuremodéliser la polarisation via le formalisme de Stokes-Mueller + matrice cohérenceutiliser les phénomènes d’interférence en lumière polarisée dans l’analyse de propriétés des milieux

Julien Villemejane, Professeur Agrégé IOGS

Pour cela, les élèves seront capables de :Modéliser simplement une problématique scientifique autour de l’interférométrie, de la diffraction et du traitement de l’informationMobiliser l’environnement Matlab pour résoudre un problème numériquevisualiser des données 1D (tracé de courbes, ...)et 2Dutiliser quelques fonctions intégrées de base de calcul numériqueécrire des programmes simples pour réaliser des calculs numériques particuliersRendre compte des résultats de manière synthétique et en utilisant des représentations pertinentesValider les résultats de simulation ou/et de traitement vis-à-vis de la problématique scientifique abordée (limitations du calcul numérique, codage des nombres, discrétisation)Identifier des ressources variées (en ligne, forum, polycopiés de cours, expert·e·s,...) pertinentes et fiables pour résoudre une problématique de calcul scientifique

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Atelier Métacognition

Enseignante

Travail demandé

Décrire des aspects du fonctionnement du cerveau : plasticité neuronale, biais cognitifs, rôle du sommeilAmorcer une justification et une critique des pratiques pédagogiques qui vous sont proposées,Analyser vos stratégies d’apprentissage et votre mode de travail personnel.

Consulter des ressources fournies (livres, vidéos, MOOCs, ...) chaque semaineArgumenter à l'oral lors des séancesPréparer et présenter par équipe une analyse de documents, une fois au cours du semestreTester ses connaissances sur des QCMs chaque semaine

Fabienne Bernard, PRAG IOGS

fabienne.bernard@institutoptique.fr

Classe inversée

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Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable de

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

Fabienne Bernardest enseignante en électronique et en photonique, responsable du LEnsE. Son intérêt pour la pédagogie s'est élargi depuis une dizaine d'année aux sciences de l'éducation et à la psychologie cognitive. Persuadée que tout ce que la science a découvert dans ces domaines peut être très utile aux jeunes scientifiques que vous êtes, elle a conçu ce module de découverte des fonctions cognitives. Elle espère vous faire partager son enthousiasme pour toutes ces découvertes !

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Séances tutorées scientifiques

Equipe pédagogique

Travail demandé

Identifier et décrire un aspect scientifique précis du travail en entrepriseSituer cette problématique rencontrée dans l'entreprise dans un domaine scientifique plus largeConstruire un support de présentation pédagogique

Choisir et définir une problématique scientifique en lien avec le travail en entrepriseMettre en oeuvre une démarche personnelle d'analyse de la problématique, en étant guidé·e par l'enseignant·e référent·eConstruire un support (poster) d'analyse de la problématique à l'aide d'un·e enseignant·e référent·e.Présenter à l'oral les résultats lors du Forum

Séances tutorées

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Objectifs

A l'issue de cet enseignement, vous serez capable de

Année 2020/21

semestre 6 • Cycle Ingénieur·e FISa

M Vincent Josse, Responsable pédagogique du CFAM Henri Benisty, professeur des universités, groupe nanophotonique du LCFMme Fabienne Bernard, professeure agrégée IOGSM Matthieu Boffety, maître de conférences, groupe Imagerie et Information du LCFM Julien Moreau, maître de conférences, groupe Biophotonique du LCFMme Eirini Papagiannouli, maîtresse de conférences, groupe Optique XUV du LCFM Julien Villemejane, professeur agrégé IOGS

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