Filtre de Lyot

Le quartz est un matériau uniaxe (maille rhomboédrique). Une lame de quartz à faces parallèles d'épaisseur $ e$ a été taillée de telle sorte que l'axe optique soit parallèle aux faces. Cette lame est placée entre deux polariseurs de directions parallèles et faisant un angle de 45$ ^\circ$ avec l'axe optique de la lame. Cette lame est éclairée sous incidence normale par un faisceau parallèle de lumière blanche naturelle.
  1. Quelles sont les expressions de l'amplitude et de l'intensité de l'onde transmise en fonction de la différence de phase $ \phi=2\pi(n_O-n_E)\, \frac{e}{\lambda}$ , $ \lambda$ est la longueur d'onde considérée, $ n_O$ et $ n_E$ les indices ordinaire et extraordinaire.
  2. Tracer l'allure du spectre (intensité en fonction de $ \lambda$ ) transmis par la lame pour $ \lambda \in [0.5,0.7] \mu$ m, $ n_E-n_O=9\, 10^{-3}$ et $ e=1$  mm. On négligera la dispersion (dépendance avec $ \lambda$ ) de $ n_E$ et $ n_O$ .
Des combinaisons de deux ou trois lames d'épaisseurs différentes sont utilisées comme filtre dans les lasers accordables (tel le Titane-Saphir) pour sélectionner la longueur d'onde d'émission. On parle de filtre de Lyot.