

Un modulateur acousto-optique (MAO), appelé également cellule de Bragg, utilise l’effet acousto-optique pour diffracter et changer la fréquence de la lumière par ondes sonores (généralement proche des fréquences radio). Il est utilisé dans les lasers pour la commutation-Q, en télécommunication pour effectuer de la modulation de signal, et en spectroscopie pour du contrôle de fréquence. Un oscillateur piézo-électrique est relié à un matériau, par exemple du verre. Un signal électrique oscillant force la cellule piézo-électrique à vibrer, ce qui crée des ondes sonores dans le verre. Ceci peut être imaginé comme des plans de dilation et de compression, se déplaçant périodiquement, et venant changer l’indice de réfraction. La lumière entrante est dispersée (voir dispersion de Brillouin) en dehors de la modulation périodique de l’indice résultante, et une interférence a lieu, similaire à celle créée lors d’une diffraction de Bragg. L’interaction peut être pensée comme le mélange de quatre ondes entre phonons et photons. Les propriétés de la lumière sortant du MAO peuvent être contrôlées suivant cinq paramètres :
Les modulateurs acousto-optiques sont plus rapides que leurs homologues mécaniques, comme les miroirs basculants. Le temps que prend un MAO pour modifier le rayon sortant est limité par le temps de transit de l’onde sonore à travers le rayon (généralement compris entre 5 et 100 nanosecondes). C’est suffisamment rapide pour autoriser le verrouillage de mode actif dans un laser ultra-rapide. Quand un contrôle plus rapide est nécessaire, on utilise alors des modulateurs électro-optiques. Il faut cependant les alimenter avec des fortes tensions (de l’ordre de 10 kilovolts), alors que les MAO offrent une plage de déflection plus grande, sont d’une conception simple, et consomment peu de puissance (inférieur à 3 watts).
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Le principe de Huygens-Fresnel est un principe utilisé en optique : il permet entre autres de calculer l'intensité dans les phénomènes de diffraction et d'interférence.
Il consiste à considérer chaque point de l'espace indépendamment. Si un point M reçoit une onde d'amplitude E(M, t), alors on peut considérer qu'il réémet une onde sphérique de même fréquence, même amplitude et même phase. Au lieu de considérer que l'onde progresse de manière continue, on décompose sa progression en imaginant qu'elle progresse de proche en proche.
Considérons une onde plane, le front d'onde est rectiligne. Prenons maintenant des points situés sur un plan P parallèle au front d'onde ; pour simplifier, on ne considérera qu'une période de l'onde, dont le maximum passe en P à l'instant 0 ; pour une onde « complète » (sinusoïde infinie), il suffit de superposer les périodes. Si chaque point de P émet une onde sphérique, alors après un instant t :
Donc, en considérant une réémission sphérique, on obtient bien un front plan progressant à une vitesse c, les deux formulations sont équivalentes.
Il s'agit d'un artifice mathématique que l'on n'utilise en général qu'en un endroit particulier, souvent au niveau d'une fente pour calculer la figure de diffraction en champ lointain.
Dans le cas de la propagation de la lumière dans un solide, l'onde progresse de proche en proche : en effet, le nuage électronique des atomes masque l'onde, de telle sorte que celle-ci ne peut pas progresser mais peut exciter les atomes qui réémettront eux-mêmes une onde (diffusion Rayleigh), qui va exciter l'atome voisin. Ceci explique notamment le « ralentissement » de l'onde (et donc l'indice de réfraction n) : les ondes électromagnétiques ne progressent plus à la vitesse de la lumière dans le vide (c = 300 000 km/s), mais à c/n ; le front d'onde est ralenti par le phénomène de masquage et de réémission. Mais le principe de Huygens est également valable pour la propagation dans le vide, sans support matériel.
Dans le cas de sources planes, le principe de Huygens peut être dépassé en introduisant la notion de spectre d'ondes planes, fournissant la solution exacte à toute distance.
Selon Huygens, chaque point P d'une surface d'onde se comporte comme une source (fictive) ponctuelle de même fréquence que la source mère et dont la phase est celle de l'onde arrivant en ce point P. De plus, Fresnel affirme que les ondelettes sphériques émises par ces sources fictives se propagent jusqu'au point M où elles vont interférer.
Ces notions peuvent se traduire mathématiquement par :
avec :
Voir aussi : Les ondes électromagnétiques - Intensité du champ électrique d'une onde - Polarisation d'une antenne -
Formation de l'onde électromagnétique dans un dipôle
Deux phénomènes électriques distincts se conjuguent dans un dipôle parfait isolée dans l'espace pour donner lieu à la formation d'une onde électromagnétique :
- les courants circulant dans les brins de l'antenne produisent un champ magnétique autour de chacun des conducteurs. A chaque endroit du fil, les lignes de champ se développent dans un plan perpendiculaire au conducteur.
- les différences de potentiel existant entre les deux brins du dipôle provoquent l'apparition d'un champ électrique dont les lignes de champ sont réparties dans des plans sécants dont le dipôle est sur la ligne d'intersection.
Si les courants et tensions étaient d'amplitude constante, il n'y aurait pas formation d'une onde radio. Ce sont les variations extrêmement rapides et l'inversion de sens à chaque période des courants et tensions dans les brins de l'antenne qui font que les vibrations locales des champs électriques et magnétiques se propagent dans l'espace. Des fréquences très élevées, des vitesses de propagation du courant et des ondes qui ne sont pas infinies, des champs électriques variables qui provoquent l'apparition de champs magnétiques de fréquences identiques et réciproquement, toute une foule de phénomènes complexes qui concourent à l'expulsion vers l'infini de paquets d'énergie issus de l'émetteur.
Onde plane
Dans un espace isotrope et homogène, la vitesse de propagation d'une onde est constante et son affaiblissement dû à la distance est lui-même constant dans toutes les directions. Au bout de quelques périodes, le front de l'onde (le début de la perturbation des champs électrique et magnétique) a la forme d'une sphère, comme une immense bulle de savon se gonflant à la vitesse de la lumière. Le rayon de cette sphère est tellement grand qu'on peut considérer que, sur une surface limitée, le front de l'onde est plan. Cette approximation sans grandes conséquences facilite la compréhension de ce qui suit.
Orientation des champs électriques et magnétiques de l'ondeTant qu'un obstacle ne vient pas perturber le déplacement de l'onde, les orientations des champs électriques et magnétiques qui composent l'onde radio restent constantes. Si on se place à quelques centaines de longueurs d'onde de l'antenne, celle-ci sera vue comme un petit point situé au centre de la sphère représentant le front de l'onde.
Considérons à la surface de cette sphère une aire S de 1 mètre au carré. Par rapport à un dipôle considéré comme horizontal, on remarque que, à la surface de S :
- les lignes de champ électrique sont horizontales
- les lignes de champ magnétique sont verticales
Définition :
La polarisation d'une onde radioélectrique est celle du champ électrique qui la compose.
Le champ électromagnétique proche de l'antenne ne répond pas aux même lois que le champ lointain, situé à quelques dizaines de longueurs d'onde de l'antenne. Par exemple, dans le champ lointain le rapport entre l'amplitude du champ électrique et l'amplitude du champ magnétique est une constante. Ainsi il suffit de mesurer l'une pour évaluer l'autre.
Polarisation linéaire et polarisation circulaire
A un instant t, le champ électrique peut être représenté par un vecteur perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde. Le champ magnétique, lui aussi, est un vecteur perpendiculaire au vecteur champ électrique et perpendiculaire à la direction de propagation. Si la direction du vecteur champ électrique est constante (comme ci-dessus) la polarisation de l'onde est dite linéaire. Certaines antennes (antenne hélice, dipôle ou yagi croisés...) rayonnent des ondes à polarisation elliptique, c'est à dire dont le vecteur champ électrique E tourne autour de l'axe de propagation. La polarisation elliptique peut être à droite (si le vecteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre en tournant le dos à l'antenne) ou à gauche dans le sens contraire. Si l'amplitude maximum du champ électrique est la même quelle que soit sa direction, la polarisation est dite circulaire, un cas particulier de la polarisation elliptique.
La polarisation réelle d'une onde
En pratique la polarisation d'une onde radio ne reste pas longtemps celle que l'antenne lui a imprimé. La moindre réflexion sur un obstable l'affecte et on constate en radiogoniométrie sur VHF (144 MHz) que l'onde émise par une balise dont l'antenne est verticale reste polarisée verticalement tant que la balise est en vue directe sinon le signal sera généralement plus fort en polarisation horizontale qu'en polarisation verticale. Ce phénomène peut aider à savoir si une balise est en vue directe ou non.
Rotation de polarisationRéfraction et réflexion sont parmi les phénomènes qui peuvent provoquer un changement de l'orientation de la polarisation d'une onde. En optique, l'image d'un objet reflété dans un miroir incliné à 45 degrés pivote de 90 degrés. Un objet vertical est vu horizontal dans le miroir (figure ci-contre).
A. Introduction à l'électrocardiogramme
(Ref: Richard E. Klabunde, Cardiovascular Physiology Concepts, 1999-2004)
Comme le coeur subit des dépolarisations et des repolarisations, les courants électriques générées ne s'étendent pas seulement à l'intérieur du coeur mais également à travers tout le corps. Cette activité électrique peut être mesurée via des électrodes placées sur la peau. Le tracé enregistré est appelé électrocardiogramme (ECG). Les différentes vagues qui forment l'ECG représentent les séquences de dépolarisation et de repolarisation des oreillettes et des ventricules.
L'onde P, représente l'onde de dépolarisation s'étendant du noeud sinusal à travers les oreillettes, est habituellement de 0.08 à 0.1 seconde.
Le complexe QRS représente la dépolarisation ventriculaire. Ce complexe dure normalement entre 0.06 et 0.1 seconde. Cette durée très courte indique que la dépolarisation ventriculaire apparaît normalement très rapidement. Si la durée du complexe QRS est prolongée (plus d'un dixième de seconde) alors la conduction est altérée à l'intérieur des ventricules.L'onde T représente la repolarisation ventriculaire et est plus longue en durée que la dépolarisation (la vitesse de conduction de l'onde de repolarisation est plus faible que celle de l'onde de dépolarisation).
Il n'y a pas d'onde visible représentant la repolarisation des oreillettes car elle se produit pendant la dépolarisation ventriculaire. Comme l'onde de repolarisation des oreillettes est relativement faible en amplitude, elle est masquée par le complexe QRS généré par les ventricules.
B. Méthode
Le complexe QRS durant très peu de temps et ayant une amplitude très élevée par rapport au reste du signal, il est très facile de le faire repérer à l'aide d'un programme de recherche automatique.
Ce complexe ne durant que très peu de temps par rapport à un intervalle entre deux pics R, son amplitude ne représente que très peu de valeurs et n'influe donc que faiblement la valeur moyenne et l'écart type. Le sommet du pic R se trouve en dehors de l'écart type et est donc facilement repérable.
On stocke alors dans une mémoire l'indice temporel de chaque pic R pour calculer la durée des intervalles RR successifs et extraire des informations utiles sur un éventuel problème cardiaque, ou de synchronisation avec la respiration.
C. Les applications
( source : site )Le tracé des intervalles RR peut être étudié d'un point de vue spectral. Deux principales composantes sont utiles à l'étude du système nerveux: la bande de basse fréquence, entre 0.04 et 0.15 Hz, et la bande de haute fréquence, entre 0.15 et 0.4 Hz. L'observation de ces bandes de fréquences permet d'estimer l'activité des deux composantes du système nerveux végétatif ou système nerveux autonome.
Le système nerveux autonome assure l'homéostasie et l'équilibre du milieu intérieur. Il conduit et permet l'adaptation des réactions viscérales par rapport à l'environnement, comme par exemple dans le cas d'une agression. Il se compose de deux branches, les systèmes sympathique, ou orthosympathique, et parasympathique, qui agissent dans des directions opposées.
La bande de basse fréquence correspond à l'activité du système nerveux sympathique, régissant la réponse de fuite ou de lutte (que ce soit une activité physique ou intellectuelle) par dilatation des bronches, accélération de l'activité cardiaque, dilatation des pupilles, augmentation de la sécrétion de la sueur et de la tension artérielle, mais diminution de l'activité digestive. Le système nerveux sympathique est associé aux neurotransmetteurs noradrénaline et adrénaline.
La bande de haute fréquence correspond à l'activité du système nerveux parasympathique, régissant le ralentissement général des fonctions de l'organisme afin de conserver l'énergie. Tout ce qui était augmenté, dilaté ou accéléré par le système nerveux sympathique est diminué, contracté et ralenti. La fonction digestive et l'appétit sexuel sont favorisé par le système nerveux parasympathique. Il est associé au neurotransmetteur acétylcholine. Dans la bande de fréquence au système nerveux parasympathique, la fréquence présentant le maximum de puissance spectrale est liée à la fréquence respiratoire. Si ces deux fréquences ne sont pas synchronisées, on observe alors un problème cardiorespiratoire.
Une troisième bande de fréquence, de 0 à 0.04 Hz, peut également être étudiée. Elle correspond à des processus physiologique comme les mécanismes thermorégulatoire et l'activité des chemorécepteurs périphériques.Il existe également une méthode basée sur une observation rythmique des battements de cœur. Pour cela, on code la variation de durée des intervalles RR par des nombres: « -1 » quand la durée est réduite, « +1 » quand la durée s'allonge et « 0 » quand la durée ne change pas. Le cas « 0 » est très rare et ne représente normalement que 1% du nombre de variations d'intervalles RR observés. Si plus de « 0 » apparaissent, on peut penser à une pathologie du système nerveux autonome.
Le rythme normal du battement du cœur est de 7 pour 2 cycles respiratoires. En excluant la non-variation (c'est-à-dire une absence de différence entre deux intervalles RR consécutifs) et en recodant en 1 pour l'augmentation et 0 pour la diminution, on trouve un codage du type 1001101 et toutes ses variations: 1100101, 1011001, 0110010, 0011010, 0100110. Quelques légères différences peuvent apparaître pour rattraper une rythmique normale. La variation de l'intervalle RR est nécessaire pour contrôler la concentration en oxygène et en dioxyde de carbone dissous dans le sang. (F. Yasuma and J.-I. Hayano, "Respiratory sinus arrhythmia why does the heartbeat synchronize with respiratory rhythm." Chest Journal, vol. 125, pp. 683-690, 2004.) Lorsque que l'on inspire, les alvéoles pulmonaires se remplissent d'air. Le sang circule plus rapidement afin de ne pas avoir de perte en oxygène puisqu'il se dissout rapidement dans le sang. Par contre, lorsque l'on expire, les alvéoles se vident. Le sang circule plus lentement pour permettre une capture plus efficace de l'oxygène par les globules rouge lors de leurs passages par les poumons. Cela permet d'éviter l'hypoxie, c'est lorsque la quantité d’oxygène délivrée aux tissus est insuffisante par rapport aux besoins cellulaires.Le rythme cardiaque et la respiration sont parfaitement synchronisés pour obtenir les meilleurs performances en circulation sanguine et distribution d'oxygène dans l'organisme. Cela engendre moins de pertes d'énergies lors de la réalisation d'activités, qu'elles soient physiques ou intellectuelles.
Introduction
Au fondement même des télécommunications se trouve l'idée de transformer un signal pour pouvoir en assurer la transmission. Ainsi le signal sonore, qui occupe une bande de fréquences de 15 Hz à 16 kHz et qui est transmis via des variations de pression grâce à l'élasticité de l'air, a une portée réduite à quelques mètres. Le principe de la téléphonie (comme de la radiophonie) est de transformer ce signal sonore en un signal électromagnétique porté par une onde qui peut aller loin sur un support approprié (espace hertzien dans le cas de la radiodiffusion, câble en cuivre, fibre optique ou faisceau hertzien dans le cas des télécommunications), puis de reconstituer le signal sonore à l'arrivée par décodage du signal électromagnétique.
Le codage du signal sonore sur les réseaux télécoms, comme celui du son sur le réseau radiophonique ou de l'image sur le réseau de télévision, s'est d'abord fait en utilisant un procédé qui, tout en le transformant pour pouvoir le transporter, reproduit la forme même du signal que l'on veut communiquer. On parle alors de transmission (ou de codage) analogique. Les procédés qui permettent de passer d'un signal sonore à un signal électromagnétique, et vice versa, sont des procédés de modulation et démodulation connus depuis longtemps.
Cependant le développement des outils informatiques a banalisé les équipements numériques (qui traitent des bits ou des octets, comme les composants des ordinateurs) dont le coût a baissé rapidement. Il est possible, nous le verrons, de coder un signal sonore sous la forme d'une suite de bits, la technique la plus courante associant au circuit téléphonique un débit numérique de 64 000 bit/s. Les calculs de coûts ont montré qu'il était rentable d'utiliser la technique numérique sur le réseau de transport, entre les commutateurs.
Dès lors le signal émis lors d'une conversation téléphonique subit deux codages : un signal analogique est émis par le téléphone et transmis au commutateur de rattachement, où il est codé à 64 kbit/s ; il sera ainsi véhiculé jusqu'au commutateur de rattachement du correspondant, où il subira un décodage numérique/ analogique avant d'être acheminé sur le réseau de distribution jusqu'au terminal téléphonique, qui assurera enfin le décodage analogique/son.
La coexistence de deux techniques de codage différentes dans le réseau comporte évidemment un coût : on a donc cherché à définir un réseau purement numérique, le codage numérique du signal se faisant dans l'installation même de l'utilisateur. Ce réseau est le RNIS (réseau numérique à intégration de services), dont nous aurons l'occasion de reparler.
Transmission analogique
Codage analogique
La sensibilité de l'oreille humaine va de 15 Hz à 16 kHz ; cet intervalle comprend les fréquences de la voix humaines, ainsi que celles utilisées en musique (en prenant en compte les harmoniques les plus aiguës).
Le téléphone utilise une bande de fréquences de 300 à 3400 Hz, jugée suffisante pour garantir l'intelligibilité de la parole. Il en résulte que la voix est déformée par le téléphone, ce qui rend parfois difficile la distinction entre certaines consonnes (les s et les f par exemple), et rend fatiguante une longue conversation. La largeur de bande du téléphone est notoirement insuffisante pour assurer une transmission musicale de qualité.
Pour transmettre le signal sonore, le réseau téléphonique utilise un codage analogique : le signal sonore est utilisé pour moduler une onde porteuse.
Onde porteuse avant modulation
Signal sonore à transporter
Onde porteuse modulée
Cette technique de codage est utilisée pour d'autres types de signaux : ainsi, on peut transporter sur un câble coaxial un signal de télévision qui occupe une largeur de bande de 5 MHz.
Le signal analogique peut subir trois sortes de modulation : en amplitude (c'est le dessin ci-dessus), en fréquence et en phase, en jouant sur les trois paramètres qui définissent une onde sinusoïdale S, l’amplitude A, la fréquence f = w /2p, la phase j :
S(t) = A sin(w t + j )
( source : site de Michel Volle )
L'appareil de mesure Fluke 199C , détecte un signal radar ( porteuse ) avec un signal électromagnétique ( sous porteuse ) et un un signal sonore .
serge a ajouté une photo dans Mes vidéos 17 déc. 2009 14:29:07
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'Torture made in USA' documentaire d'investigation réalisé par Marie-Monique Robin |
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Le documentaire est diffusé en accès libre jusqu'au du 19 décembre 2009 - une première sur le web - sur le site de Mediapart avec le soutien de l'ACAT-France, Amnesty International et Human Rights Watch.
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Les représentants de l'administration Bush peuvent-ils être poursuivis pour " crimes de guerre " ? C'est à cette question, ouvertement débattue aux Etats-Unis depuis quelques mois, que tente de répondre " Torture made in USA ". Ce documentaire d'investigation, qui s'appuie sur des interviews exclusives de grands témoins, comme le général Ricardo Sanchez, l'ancien chef des forces de la coalition en Irak, Larry Wilkerson, l'ancien chef de cabinet de colin Powell, ou Matthew Waxma, l'ancien conseiller de Condoleeza Rice à la Maison Blanche, mais aussi sur des archives filmées inédites des auditions parlementaires conduites entre 2004 et 2008, notamment par la commission des forces armées du sénat, décortique la machine qui a conduit la " plus grande démocratie du monde " à utiliser massivement et systématiquement la torture en Afghanistan, à Guantanamo et en Irak. |
>>> Voir le documentaire <<< |
Marie-Monique Robin "Pourquoi j'ai réalisé Torture Made in USA?" Ecouter l'interview de Lire l'article "Obama et la torture : un an après" de
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ACTION DES CHRETIENS POUR L'ABOLITION DE LA TORTURE |