Dissertations / Theses on the topic 'Effet Kerr non linéaires'
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Ouadjou, Abdesselam. "Effets electrooptiques non linéaires dans les liquides diélectriques. Inclusion de l'inertie." Perpignan, 1994. http://www.theses.fr/1994PERP0172.
Abstract:
Dans ce memoire, nous avons conduit une etude theorique sur des liquides dielectriques ayant trait a la relaxation dielectrique et a la birefringence. Cela nous a permis d'etablir les reponses electrooptiques du milieu moleculaire sous forme d'expressions analytiques non lineaires permettant de la caracteriser. Notre demarche a ete faite, dans un premier temps, a partir du modele de diffusion de rotation de smolukowski en tenant compte de differents types d'interactions, tels que ceux provenant de la presence de moments induit et permanent. Les resultats obtenus avec ces parametres, en polarisation electrique, sont originaux. Les recents travaux experimentaux de lotshaw dans le domaine de l'infra-rouge revelent que le probleme decrit par l'equation de smolukowski est un probleme pose par surdetermination due essentiellement aux erreurs et aux caracteres finis des mesures. Ainsi, dans le domaine des hautes frequences, l'inclusion du moment d'inertie comme parametre descriptif s'avere importante. Les equations qui rendent compte de ce fait sont les equations de fokker-planck-kramers et d'euler-langevin. Nous avons essaye de resoudre ces equations dans le cas de molecules a la fois polaires et anisotropiquement polarisables, soumises a l'action d'une contrainte electrique correspondant a un double champ alternatif. Le modele choisi est celui du rotateur plan qui permet d'apprecier, malgre sa simplicite, la methode mathematique et de degager des resultats physiques interessants
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Macon, Louis. "Effets polarimétriques en régimes linéaires et non linéaire dans les fibres optiques uni modales biréfringentes." Nice, 1986. http://www.theses.fr/1986NICE4031.
Abstract:
Évolution de la polarisation de la lumière dans une fibre optique monomode perturbée, notion de maintien de polarisation. Manifestations polarimétriques de l'effet Kerr optique en régime monochromatique. Transmission d'impulsions nanosecondes en présence d'un auto-effet Kerr trés faible devant l'effet de la biréfringence intrinsèque de la fibre et transmission d'une onde lumineuse monochromatique en présence d'un auto-effet Kerr comparable à l'effet de la biréfringence intrinsèque du milieu traverse
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Bonnefois, Jean-Jacques. "Modélisation d'effets non linéaires dans les cristaux photoniques, application à la limitation optique." Paris 10, 2006. http://www.theses.fr/2006PA100131.
Abstract:
Ce mémoire concerne l'utilisation de matériaux non-linéaires optiques dans les cristaux photoniques (CPs) destinés à la limitation optique. En effet, le couplage entre des effets de type cubique (effet Kerr) ou de changement de phase et les phénomènes complexes de diffraction dans les CPs peut mener à des basculements ultra-rapides et auto-déclenchés d'un état transparent vers un état opaque. Dans ce but, de nouvelles méthodes de simulation numérique ab-initio, évolutions de la Fast Fourier Factorization (FFF), et de la Matrix Scattering Method (MSM), sont développées et utilisées. Elles permettent de traiter rigoureusement le cas d'inclusions nonlinéaires inhomogènes ainsi que de traiter l'échauffement d'un CP lors d'une illumination par impulsion laser nanoseconde. Dans la dernière partie du mémoire, la précision de l'approximation homogène est étudiée et partiellement remise en cause. Finalement, une solution de limiteur optique à cristal photonique est donnéeWe present here a discussion about the use of optical nonlinear material in photonic crystals (PCs) for optical limiting purpose. The link between cubic (Kerr) nonlinearities or phase transition and the complex diffraction phenomenon occurring inside a PC can allow ultra-frit and self-triggered switching from a transparent state towards an opaque one. To study this, we developed new ab-initio numeric methods evolved from the Fast Fourier Factorization (FFF) and the Matrix Scattering Method (MSM). Those methods allow the rigorous simulation of nonlinear inhomogeneous inclusion and the thermal behaviour of a CP while illuminated by a nanosecond laser pulse. In the last part of this document, the precision of the "homogeneous approximation" will be discussed and partially questioned. Finally, a CP based optical limiter solution is proposed
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Burger, Sylvain. "Synthèse et étude des propriétés optiques non-linéaires d'ordre trois de nouvelles molécules push-pull à transmetteur hétérocyclique hexagonal ou pentagonal." Besançon, 2001. http://www.theses.fr/2001BESA2025.
Abstract:
Le traitement tout optique du signal est l'un des défis majeurs de [ce] début de millénaire. Pour cela, de nombreuses applications peuvent être mises en oeuvre à partir de processus non-linéaires comme les portes logiques. Cependant, malgré tous les efforts réalisés en matière d'ingénierie moléculaire, peu de composés possèdent les propriétés optiques non-linéaires nécessaires pour développer réellement les applications. En effet, si les non-linéarités recherchées peuvent être géantes, elles sont souvent obtenues au voisinage d'une résonance. Ce phénomène occasionne de fortes pertes par absorption et des instabilités de la réponse ONL. Aussi, de nombreux matériaux sont photochimiquement instables. Notre travail a consisté à synthétiser de nouveaux chromophores pour l'effet Kerr optique possédant des propriétés optiques non-linéaires d'origine non-résonantes et structurellement stables vis-à-vis du faisceau laser excitateur. Nous avons réalisé la synthèse de deux types de molécules "push-pull" hautement fonctionnalisées présentant un transmetteur d'électrons hétérocyclique. . .
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Raineri, Fabrice. "Optique non linéaire dans les cristaux photoniques en semiconducteur III-V." Paris 11, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009192.
Abstract:
Depuis la proposition initiale en 1987 par E. Yablonovitch et S. John du concept de cristaux photoniques, un grand nombre d'études ont démontré que ces structures périodiques permettent de contrôler de façon efficace la propagation de la lumière. La recherche concernant les cristaux photoniques traite aujourd'hui des aspects fondamentaux comme le contrôle de l'émission spontanée mais aussi des sujets plus applicatifs comme les lasers à faible seuil et les circuits photoniques pour l'optique intégrée. La principale raison de cette activité intense est que, grâce à la structuration de la matière à l'échelle de la longueur d'onde de la lumière, il est possible de réaliser une véritable ingénierie des propriétés dispersives de ces objets : la propagation de la lumière peut être ainsi empêchée sur de grandes plages de fréquences (gap photonique), la vitesse de phase et la vitesse de groupe de la lumière peuvent aussi être contrôlées. Ceci peut mener à la localisation du champ électromagnétique et, en conséquence, à une exaltation des interactions entre la lumière et la matière. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés d'une part à la conception et à la fabrication de cristaux photoniques unidimensionnels et bidimensionnels en AlGaAs pour réaliser des convertisseurs de fréquence ultracourts pour l'optique intégrée. D'autre part, nous montrons qu'en utilisant de façon avantageuse les fortes non linéarités du troisième ordre des semiconducteurs III-V dans les cristaux photoniques bidimensionnels, on peut obtenir de l'effet laser, de l'accordabilité spectrale, de la commutation ultra rapique et de l'amplificationIt is believed that the future developments in optical networks will rely crucially on all-optical processing. The use of light as the information carrier instead of electrons provides higher data transmission rate across long distances, ina fast and a reliable way. Moreover, all-optical devices with their inherent potentiel to avoid detrimental thermal effects, allows a miniaturization down to the nanoscale. In the search for such all optical devices, photonic crystals are increasingly evoked. These periodic structures with their lattice dimension of the order of the light wavelength constitutes an innovative way to control the electromagnetic field propagation over one, two or the three directions of the space. It has been shown that it is possible to design integrated optical devices using these structures such as filters, routers, etc. , for all optical signal processing. By controlling the opto-geometrical parameters of these structures, it is possible to slow down the light, to localize it and to control ots phase and group velocities. This can lead to a strong enhanement of the nonlinear interactions. Conversely, nonlinear optics brings to photonic crystals new functionalities such as frequency conversion, switching, amplification, etc. In this thesis, we report on the design and the fabrication of 1D and 2D photonic crystals in AlGaAs optimized to obtain efficient second harmonic generation within short distance. We also show that the important non linearities of III-V semiconductors can be avantageously used in 2D photonic crystals to obtain laser effet, tunability, ultrafast switching and amplification
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Jenneve, Philippe. "Analyse Expérimentale des Distorsions Non-Linéaires pour la Construction d’un Estimateur de Performances des Réseaux Optiques Cohérents." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLO014.
Abstract:
Les réseaux optiques à très haut-débit sont à la base des technologies de l’information d’aujourd’hui et le sujet d’intenses recherches. Alors que l’innovation permet de rendre les transpondeurs flexibles et versatiles, les réseaux de transmission par fibres optiques sont encore configurés manuellement et surtout rarement modifiés au cours de la vie du réseau. Un des points bloquants pour aller vers la reconfiguration et l’automatisation des réseaux optiques est le besoin de prédiction de la performance de tous les liens du réseau de façon précise et rapide. Cependant, la prédiction est rendue plus complexe par la diversité du type de fibres optiques déployées et les régimes de propagation utilisés.Au cours de mes travaux, j’ai étudié expérimentalement les distorsions du signal provenant des effets non-linéaires de type Kerr, accumulées sur des centaines de kilomètres de fibres optiques. Au travers d’expériences spécifiques et contrôlées, j’ai mesuré et mis en évidence les propriétés fondamentales des distorsions non-linéaires. Ces analyses m’ont permis de concevoir l’estimateur d’un modèle de performance destiné à des liens optiques hétérogènes, qui s’applique pour différents types de fibre et différents régimes de propagation.La flexibilité des transpondeurs associés à un estimateur de performance permettront de concevoir, d’optimiser et d’adapter de façon dynamique les canaux en fonction de la demande et de la topologie du réseau, ainsi que de calculer la protection et la restauration des cheminsNowadays, high-speed fiber-optic communication networks are the basis of information technology and the subject of intense research. Innovation enables transponders to be flexible and versatile, but fiber optical networks are still configured manually and especially almost never tuned during the life of the network. One of the blocking points toward reconfigurable and automated optical networks is the need of performance prediction for any link of the network in an accurate and fast way. However, the prediction is made even more complex by the diversity of deployed optical fiber types and propagation regimes.During my work, I addressed experimentally the signal distortions coming from nonlinear Kerr effects accumulated on hundreds of kilometers of optical fibers. Based on specific and controlled experiments, I have measured and highlighted the properties of the nonlinear distortions. These analyses allowed me to design a performance model estimator that can be applied to heterogeneous optical links with various optical fiber types and propagation regimes.The flexibility of transponders associated with a performance estimator will optimize and tune the channels dynamically depending on the load and the topology of the network, as well as compute the protection and restoration links
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Lefort, Laurent. "Opérations phoniques rapides basées : sur l'intéraction de solitons spatiaux : sur des processus non-linéaires quadratiques." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0040.
Abstract:
Les travaux presentes dans ce memoire portent sur la realisation experimentale d'operations photoniques ultra rapides basees sur l'exploitation de la propagation de solitons spatiaux et leurs interactions dans les milieux homogenes a non-linearite optique de kerr, et sur de nouvelles utilisations de non-linearite d'ordre deux en regime de somme et difference de frequences degenerees. J'ai presente les resultats de la premiere mise en evidence experimentale de la deflexion d'un signal faible par collision et guidage de solitons spatiaux pour realiser une operation elementaire de demultiplexage temporel par solitons spatiaux. Je me suis interesse a l'exploitation des interactions parametriques survenant lors de la propagation dans les cristaux a non-linearite quadratique. Avec un cristal de ktp, le desaccord de phase permet de moduler en phase un signal harmonique faible en fonction de l'intensite du faisceau pompe a la frequence double. J'ai propose une configuration qui met a profit ce phenomene en realisant une porte tout-optique. J'ai mis en evidence pour la premiere fois qu'un doublage de frequence avec accord de phase de type ii pour lequel les composantes ordinaires et extraordinaires du champ incident sont desequilibrees, conduit en sortie a une polarisation dont l'orientation depend de l'intensite. Sur ce principe, j'ai realise un transistor optique original et un dispositif avec une transmission dependante de l'intensite. Un cristal taille pour l'accord de phase de type ii permet egalement de realiser une porte tout optique basee sur l'amplification parametrique. Cette porte permet aussi de realiser une conjugaison de phase et une deflexion d'un faisceau signal
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Dherbecourt, Jean-Baptiste. "Processus non linéaires pour la génération d'impulsions picosecondes accordables dans l'infrarouge moyen." Phd thesis, Palaiseau, Ecole polytechnique, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/92/11/PDF/JBthese.pdf.
Abstract:
De nombreuses applications, telles que la spectroscopie résolue en temps, requièrent de développer de nouvelles sources laser, qui émettent des impulsions courtes et accordables dans l'infrarouge moyen. Dans ce domaine, l'optique non linéaire apporte un grand nombre de solutions. D'une part les processus de conversion de fréquence permettent d'envisager l'extension du domaine spectral couvert par les sources laser. D'autre part les spécificités des processus non linéaires permettent d'envisager la création de fonctions optiques rapides. Dans ces travaux, nous mettons à profit ces deux aspects à travers la réalisation de dispositifs originaux de génération d'impulsions picosecondes. La première contribution de la thèse est la réalisation d'une source OPO à pompage synchrone basée sur un cristal de ZGP émettant des impulsions picosecondes dans la bande 3,8 µm- 5,6 µm. Les performances des différents étages de conversion sont discutées à la fois par des considérations expérimentales et numériques. La seconde contribution est le développement d'une source laser ZnSe:Cr2+ à modes verrouillés par un dispositif de miroir non linéaire d'ordre 2 à base de PPLN, accordable dans la bande 2,45 µm - 2,55 µm. Le miroir non linéaire est tout d'abord caractérisé en dehors de la cavité laser, puis le verrouillage de mode du laser est expérimentalement réalisé. Nous proposons enfin de généraliser la fonction miroir non linéaire en donnant les conditions d'obtention d'un verrouillage de modes par la modulation combinée de l'amplitude et de la phase de l'onde laserMany applications, like time-resolved spectroscopy, require the development of new coherent light sources emitting tunable short pulses in the mid-infrared. In this field, nonlinear optics offer particularly attractive solutions. First of all, the parametric generation process allows extension of the spectral coverage of conventionnal laser sources. Secondly, nonlinear processes display specific properties, which can be controlled in order to create original fast optical functions. In this work, we use these properties to realize picosecond pulses generation devices. We begin with the realization of a synchronously pumped OPO based on a ZGP crystal, emitting tunable picosecond pulses in the 3,8 µm- 5,6 µm spectral range. The performances of the different conversion stages are discussed from experimental and numerical considerations. Then we adress optical sources including a laser medium and a nonlinear crystal. We build a nonlinear mirror using a PPLN crystal and insert it in a Cr2+:ZnSe laser to produce tunable picosecond pulses by passive modelocking in the 2,45 µm - 2,55 µm range. The nonlinear mirror is designed and characterized in an extracavity experiment, then we detail the mode-locking experiment. Finally, we generalize the nonlinear mirror concept, by proposing means of getting passive mode-locking by combination of amplitude and phase modulation in the laser cavity
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Coda, Virginie. "Solitons optiques spatiaux kerr et photoréfractifs : propriétés fondamentales et application à l'adressage optique." Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2006BESA2065.
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Duchesne, Claire. "Etude des propriétés optiques non linéaires dans les verres : cas du système Na₂O-TiO₂-P₂O₅." Bordeaux 1, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR10614.
Abstract:
L'accès aux propriétés optiques non linéaires de matériaux tels que les verres minéraux ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine du transport de l'information par fibre optique, voire dans celui de la commutation optique fonctionnant avec des temps de réponse tres brefs (domaine de la subpicoseconde). Concrètement, leur potentialité peut être estimée par une figure de mérite F, expression d'un compromis qui doit être trouvé entre la nécessité d' accroitre la vitesse et l'amplitude de changement d'indice de réfraction et l'obligation d'atténuer la variation thermique de l'indice due à l'échauffement du matériau que provoque l'intensite du faisceau lumineux. Une analyse des critères de choix des matériaux nous a conduit à centrer cette première étude sur des verres du systeme Na2O-TiO2-P2O5. Les résultats peuvent s'analyser en terme de reconnaissance des entités structurales se formant dans les verres et de performances obtenues sur le plan des non linéarites optiques: l'analyse structurale des verres effectuée essentiellement par spectroscopie d'absorption des rayons X a conduit à l'identification des entités hyperpolarisables à l'origine des propriétés non linéaires, à savoir les groupements TiO5 ; les valeurs des indices non linéaires se situent un peu au-dessous de celles des verres contenant des ions lourds. En revanche, l'absence de tels constituants a permis d'accroitre considérablement les facteurs de mérite. De ce point de vue, ces phosphates se placent sans doute en tête par rapport à tous les résultats publiés à ce jour. Enfin, la pertinence des valeurs expérimentales des indices linéaires et non linéaires a pu être mise en évidence par une tentative de modélisation. Cette approche repose sur le modèle de M. E. Lines qui a décrit la réponse électronique d'un cristal sous l'effet d'une perturbation électromagnetique en terme de processus interionique par une analyse de la liaison anion-cation.
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Shalaby, Badr Mohamed Ibrahim. "Expériences d'interaction entre faisceaux autoguides "solitons" : nouvelles opérations de photonique picoseconde." Limoges, 1993. http://www.theses.fr/1993LIMO0204.
Abstract:
Ce travail porte essentiellement sur l'exploitation de la propagation non lineaire stable de solitons spatiaux dans les milieux homogenes a non-linearite optique de kerr. Ceci a permis de realiser quelques experiences sur l'interaction de solitons spatiaux. J'ai demontre la realisation de commutation d'un faisceau soliton par un autre, la realisation de sommation, division de puissance, d'amplification, etc. . . Ces operations obtenues en regime picoseconde utilisaient les proprietes particulieres d'un couple de solitons spatiaux en quadrature ou l'interaction de solitons dont les trajectoires se traversent. En tirant parti des effets de modulation croisee de phase, j'ai montre la possibilite de commuter ou de diviser des signaux optiques de faible puissance en deux branches. J'ai presente une experience montrant que la propagation soliton dans une geometrie quasi bidimensionnelle et le guidage induit permettaient d'augmenter de maniere appreciable l'efficacite en diffraction de reseaux transitoires induits par laser. La modulation de phase croisee a permis de guider un faisceau de profil d'un soliton noir dans un milieu autofocalisant superpose a un faisceau d'une frequence differente de profil d'un soliton brillant. J'ai enfin etudie la propagation en 3-d dans un milieu non lineaire massif, j'ai analyse l'evolution a forte intensite de faisceaux de profil laguerre-gaussien. L'effet d'autoguidage recherche n'a pu etre obtenu mais la remarquable stabilite de ces faisceaux a ete mise en evidence
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Olmedo, Herrero Elena. "Étude des effets non linéaires dans les lasers et amplificateurs de puissance à fibre double gaine dopée Er3+/Yb3+." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000743.
Abstract:
Depuis quelques années, nous assistons à une augmentation soutenue de la demande en puissance des sources optiques. L'introduction des fibres à double gaine dopées Er3+/Yb3+ dans la conception des lasers et des amplificateurs a permis l'obtention de puissances très élevées, impossibles à imaginer quelques années auparavant. L'évolution de cette technologie, conçue en principe pour des systèmes télécom, permet d'envisager de nombreuses applications dans d'autres secteurs tels que le médical, la découpe laser, le marquage, le lidar, le perçage, le soudage, ou le traitement de surface, entre autres. Du fait des fortes puissances mises en jeu dans de tels composants, l'apparition des effets non linéaires devient incontournable. Les effets non linéaires sont à l'origine d'interférences ou de distorsions qui dégradent considérablement les signaux. La compréhension de ces effets devient donc indispensable dans l'optique de trouver des règles d'ingénierie aidant à les minimiser lors de la conception de nouveaux composants. Ce mémoire présente une contribution, à la fois théorique et expérimentale, à l'étude des effets non linéaires dans les lasers et amplificateurs de puissance à fibre double gaine dopée Er3+/Yb3+, portant plus particulièrement sur l'automodulation de phase et la diffusion Brillouin stimulée. L'automodulation de phase a été traitée dans le cas des impulsions d'une durée inférieure à 4 ps. Après une mise en évidence expérimentale, un outil de simulation a été créé à l'aide de l'équation de Schrödinger non linéaire avec gain. Afin d'obtenir des impulsions de puissance supérieure à celle imposée par l'automodulation de phase, un système d'amplification d'impulsions utilisant l'architecture CPA ('Chirped Pulse Amplification') a été mis en place, permettant l'obtention d'impulsions de 450 fs avec une puissance crête supérieure à 35 kW. Dans le cas des impulsions larges -d'une durée supérieure à 10 ns-, la puissance maximum de sortie est limitée par un autre effet: la diffusion Brillouin stimulée. Cet effet a également été mis en évidence de façon expérimentale, puis modélisé à l'aide d'un système de cinq équations couplées. Comme dans le cas de l'automodulation de phase, un outil de simulation a aussi été créé. D'autres effets, tels que la diffusion Raman stimulée ou l'amplification paramétrique ont également été étudiés de façon expérimentale.
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Boucher, Vincent. "Solitons spaciaux : contribution à l'étude de propagation non linéaire." Angers, 2001. http://www.theses.fr/2001ANGE0018.
Abstract:
Depuis la première observation des solitons optiques spatiaux dans un guide plan rempli d'un liquide organique de type Kerr, différents autres types de solitons spatiaux ont été observés dans les milieux du 2nd ordre (soliton fondamental et soliton second harmonique), et dans les milieux photoréfractifs. Récemment, les tentatives pour créer des solitons spacio-temporels dits balle de lumière ont été publiées (X. LIU et al. Phys. Rev. Lett. 85,1871-4, 2000). L'enjeu de ces solitons est énorme dans les applications comme la commutation ultra-rapide, le contrôle des trajectoires de faisceaux ou le transport et traitement de l'information. Malgré la nécessité d'une puissance lumineuse élevée, la commutation par l'effet Kerr est la plus rapide. Il subsiste néanmoins un sérieux problème de stabilité de propagation dans de tels milieux. Notre contribution concerne le problème de stabilité de propagation dans les milieux de type Kerr en particulier dans les guides plans. Après avoir décrit, par la méthode du Lagrangien, l'instabilité chronique de la propagation (3D) dans un mileu ayant une non-linéarité cubique (ce qui nous a permis de souligner la non uniformité du champ de polarisation, caractéristique des faisceaux gaussiens, confirmée par les mesures expérimentales), nous avons montré toujours par la même méthode la possibilité d'obtenir des solitons spatio-temporels en introduisant une non-linéarité du 5ème ordre négative. Ce travail est purement théorique faute d'avoir pu disposer de matériaux optiquement utilisables ayant cette dernière propriété. La suite de l'étude consiste à examiner la propagation non linéaire dans un guide plan rempli de liquides organiques de type Kerr présentant les effets de diffusion stimulée Rayleigh d'ailes et diffusion stimulée Raman. Ce travail a montré que dans certains milieux les diffusions stimulées peuvent contribuer à stabiliser la propagation de l'onde laser et dans d'autres cas des solitons spaciaux multicolores peuvent être obtenus. Pour tenter d'expliquer ces propagations couplées, la théorie multi-échelles de la propagation dans un guide plan est mise en œuvre conduisant à des équations de Schrödinger non linéaires couplées dont la résolution confirme les observations expérimentales.
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Messaad, Khalida. "Contribution à la conception de guides optiques à fortes susceptibilités non-linéaires d'ordre 3." Phd thesis, Université Rennes 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00456183.
Abstract:
Pour accompagner la demande accrue en termes de débits d'informations (40 Gb.s-1 et au-delà) dans les réseaux, il devient nécessaire d'insérer des fonctions optiques rapides pour le traitement du signal. Afin de pouvoir les réaliser, cette thèse s'intéresse à l'exploitation des effets des susceptibilités diélectriques non linéaires d'ordre 3 (ou ki(3)). Ainsi la thèse présente l'étude de la conception de guides monomodes à base de P3AT (Poly(3-AlkylThiophène)), polymère n'ayant jamais été utilisé en guides d'ondes. Après un état de l'art des fonctions cibles et des matériaux, nous montrons que les guides en P3AT pourraient aboutir à des fonctions miniaturisées tout-optique ultra-rapides. Afin de prévoir la mesure de l'effet Kerr de ces matériaux en structure guidante à 1550 nm, un premier banc de caractérisation par auto-modulation de phase a été optimisé et validé avec des fibres standards et spéciales. Pour la conception des guides ensuite, il a été nécessaire de faire la synthèse du polymère pour assurer une bonne solubilité pour la mise en oeuvre. Nous avons ensuite travaillé à l'étude de plusieurs structures de guides : ‘‘ridge'', induits par ruban, ruban inversé, hybrides. Chaque structure a été validée avec des polymères passifs ou standards, mais la propagation dans les guides P3AT n'a pu être mise en évidence. Cependant nous avons démontré que les pertes optiques n'étaient pas intrinsèques au matériau P3AT, mais plutôt causées par la diffusion de lumière par des centres diffusants extrinsèques.
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Doutte, Anne. "Étude expérimentale et théorique de la dynamique des lasers Raman à fibre optique." Lille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LIL10158.
Abstract:
Le laser Raman a été réalisé dans les années 70. Cependant la configuration ne permettait pas de l'utiliser à des fins industrielles. Il a fallu attendre les années 90, avec l'arrivée des diodes laser et des réseaux de Bragg pour que la configuration de ce laser évolue vers un système "tout fibre" utilisables dans des applications industrielles. Cependant pour rendre ce système vraiment attractif, la puissance de sortie doit être stable. C'est dans ce contexte que se situe ce travail de thèse. Deux axes essentiels sont développés : l'étude du laser Raman muni d'une fibre standard de télécommunication (laser LSF) et l'étude du laser Raman muni d'une fibre à maintien de polarisation (laser LPMF). Les expériences ont montré que la dynamique du LSF est très riche. En effet la puissance de sortie du signal Stokes est instable et ces instabilités dépendent de la polarisation des différentes ondes se propageant dans la cavité du laser. Le laser PMF quant à lui a un comportement différent : quelque soit l'état de polarisation de l'onde pompe incidente, le signal Stokes en sortie est stable. De plus, nous avons mené une étude résolue en polarisation du laser PMF, mettant en évidence le fait que le laser PMF est constitué de deux lasers indépendants linéairement polarisés le long des axes de biréfringence de la fibre. Ce travail de thèse a également consisté en la modélisation théorique du LSF ainsi que du PMF. Les résultats obtenus sont qualitativement très proches des résultats expérimentaux. Pour cela nous avons inclus dans notre modélisation les effets liés à la polarisation tels que l'effet Kerr et la biréfringence des fibres utilisées.
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Cornet, Marion. "Développement de sources térahertz intenses et applications en optique non-linéaire." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0194/document.
Abstract:
Ces travaux de thèse portent sur l’étude de différents phénomènes non-linéaires ayantlieu dans le domaine térahertz (THz) au sein de cristaux de structure zinc-blende.En premier lieu, nous avons mis en place au laboratoire deux sources de rayonnementTHz intense, aux caractéristiques temporelles et spectrales bien distinctes. La premièrerepose sur le redressement optique d’une impulsion laser de durée femtoseconde dansun cristal de niobate de lithium, et la seconde est, quant à elle, basée sur la créationd’un plasma par focalisation d’un champ optique compos´e de l’impulsion fondamentalede pompe et de son second harmonique. Ces deux sources permettent de générer desondes THz dont l’amplitude est bien adaptée à la mise en oeuvre d’expériences d’optiquenon-linéaire.Nous avons ensuite caractérisé le comportement non-linéaire de cristaux de structurezinc-blende soumis à des champs THz intenses. Nous nous sommes ainsi intéressés àl’effet Pockels lors de l’interaction d’une impulsion THz intense et d’un champ optiquede faible intensité, dit sonde, au sein du matériau. Ceci nous a conduits à démontrerexpérimentalement et numériquement la possibilité de caractériser la phase spectrale del’impulsion sonde, à l’aide d’une technique équivalente au X-FROG. Nous avons égalementidentifié l’existence d’un processus non-linéaire dit de cascade, consistant en la générationde second harmonique induite par effet Pockels. Enfin, nous avons observé expérimentalementl’apparition d’un effet Kerr THz dans le cristal, nous permettant de déduire unevaleur moyenne de la susceptibilité non-linéaire du troisième ordre de ce matériau, `a l’aidede calculs théoriques et de simulations numériquesThis thesis project aims to study different non-linear processes in zinc-blende crystals,which take place in the terahertz (THz) range.First of all, two different light sources have been built in the laboratory, allowing us togenerate intense THz radiations with different temporal and spectral characteristics. Thefirst source is based on the optical rectification of a femtosecond laser pulse in a lithiumniobate crystal using the tilted pulse front technique, while the second one is based on aplasma, created through the focalization of a two-color femtosecond laser field. These twoTHz sources reach very high amplitudes, which allows us to study non-linear phenomenain the THz range.Among these, we have measured the non-linear behavior of zinc-blende crystals underintense THz radiation. We were particularly interested in the Pockels effect happeningduring the interaction of an intense THz field and a weak optical probe beam. This droveus to the experimental and numerical demonstration of a new method to characterize thespectral phase of the optical probe field. This method is equivalent to the X-FROG technique.We also identified a new non-linear phenomenon, consisting of the cascade of twosecond-order processes, namely the Pockels effect and the Second Harmonic Generation.Finally, we experimentally observed some THz Kerr effect in a gallium phosphide crystal,which allowed us to calculate an average value of its third-order non-linear susceptibility,thanks to theoretical considerations and simulations
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Boughdad, Omar. "Fluides de lumière dans un milieu non-linéaire photoréfractif." Thesis, Université Côte d'Azur, 2020. http://www.theses.fr/2020COAZ4014.
Abstract:
L’objet de cette thèse est l’étude expérimentale des comportements hydrodynamiques d’un faisceau laser se propageant dans un milieu à réponse non-linéaire. Pour un milieu presentant un indice de réfraction qui depend de l’intensité du laser, ainsi que dans le cadre de l’approximation paraxiale, l’intensité du faisceau est assimilée à une densité de fluide. L’axe de propagation représente le temps d’évolution du fluide, le gradient de phase du faisceau définit sa vitesse d’écoulement et la variation de l’indice de réfraction permet de définir une vitesse du son dans le fluide. Dans le cadre de cette analogie, nous appelons le faisceau qui se propage, fluide de lumière. Dans cette thèse, nous étudions la notion de superfluidité de la lumière dans un régime non linéaire auto-défocalisant (self-defocusing). Cette notion est définie par l’absence de diffraction lorsque le fluide de lumière se propage en présence d’un obstacle. Les paramètres permettant de contrôler la transition superfluide sont : la vitesse du fluide de lumière ainsi que la vitesse du son. La première est pilotée par la direction du vecteur d’onde, ainsi que la deuxième est contrôlée par l’intensité du laser. Nous étudions aussi dans le cadre de cette analogie, le régime d’émission de vortex quantifiés suite à l’interaction entre le fluide de lumière et l’obstacle, considéré dans ce cas comme étant fort. Quand deux fois la vitesse d’écoulement aux pôles de l’obstacle dépasse la vitesse du son, des paires de vortex/anti-vortex sont émises, démontrant ainsi un comportement hydrodynamique de la lumière. Dans le but de comprendre l’effet non linéaire mis en jeu, nous présentons également dans cette thèse, une étude de l’effet photoréfractif non-linéaire en exploitant l’effet de l’automodulation de phase (self-phase modulation)This thesis presents an experimental study of hydrodynamical phenomena of a laser propagating nonlinearly. For a medium presenting an intensity-dependent refractive index, and in the frame of the paraxial approximation, The intensity of the laser beam is equivalent to a density of a fluid, the propagation direction is seen as a time evolution of the fluid as well as the phase gradient of the laser beam defines a flow velocity and the nonlinear refractive index change allows defining a sound velocity of the fluid. Under this analogy, we call the propagating laser beam a fluid of light. In this thesis, we provide a study of the superfluidity concept of a fluid of light in a selfdefocusing regime of the nonlinearity. It is defined as the absence of diffraction when the fluid of light encounters an obstacle. The parameters which control the superfluid transition are: the flow velocity as well as the sound velocity. They are controlled respectively through the wave vector and the intensity of the laser beam. In the frame of this analogy, we also present in this thesis a study of vortex shedding regime as a result of the interaction between the fluid of light and the obstacle. Here, the obstacle is considered to be strong. When twice the flow velocity at the poles of the obstacle is larger than the sound velocity, pairs of vortex/anti-vortex are emitted demonstrating a hydrodynamical behaviour of the fluid of light. In order to underline the nonlinear refractive index change, we also report in this thesis a study of the photorefractive effect using the self-phase modulation effect
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Cortès, Pierre-Yves. "Compensation de la dispersion chromatique et des effets non-linéaires par conjugaison de phase optique pour les systèmes de télécommunications par fibre à haut débit." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0036.
Abstract:
Avec l'apparition des amplificateurs a fibres dopees erbium, le debit des transmissions a considerablement augmente. Cette augmentation est rendue possible si les effets de dispersion chromatique sont compenses. La conjugaison de phase est une des solutions qui permet de compenser cette dispersion. Dans cette these, nous avons etudie le systeme de conjugaison de phase comme solution pour compenser a la fois la dispersion chromatique et les effets non-lineaires lors de la propagation d'un signal dans les liaisons de transmissions terrestres et sous-marines. La conjugaison de phase est realisee par melange a quatre ondes soit dans une fibre a dispersion decalee soit dans un amplificateur a semiconducteurs. La premiere transmission a 10 gbit/s utilisant un module de conjugaison de phase independante de la polarisation du signal dans un amplificateur a semiconducteur a ete demontree. Un travail de simulation sur la conception d'un terminal contenant un systeme de conjugaison de phase est mene en fonction de l'espacement entre les amplificateurs, la dispersion des fibres et la longueur totale de la liaison. Enfin une analyse des instabilites de bandes laterales et une solution pour reduire ces effets sont ici etudiees. Des resultats de simulation sur des distances de 6 000 km et 8 000 km a 10 gbit/s sont donnes en fonction de l'espacement entre les amplificateurs
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Bergmann, Emeric. "Optique non linéaire quadratique et cubique des nanoparticules d'or uniques." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10291/document.
Abstract:
Le manuscrit présente une étude de la réponse optique non linéaire quadratique et cubique de nano-structures métalliques d'or déposées sur substrat. Le travail s'inscrit plus généralement dans le domaine de la plasmonique non linéaire et vise à mieux comprendre l'interaction entre les nanostructures et la lumière, dans un régime d'intensités incidentes fortes, lorsque la réponse n'est plus linéaire. Les exaltations des champs électromagnétiques locaux dans ces structures par les résonances de plasmon de surface, excitations collectives des électrons de conduction, favorisent en effet considérablement ces processus. Dans le cadre de la réponse quadratique, l'étude a essentiellement porté sur le processus appelé génération de second harmonique (SHG, acronyme pour Second Harmonic Generation) par lequel deux photons incidents à la fréquence fondamentale sont convertis en un photon à la fréquence harmonique double. Ce processus est fortement dépendant de la morphologie des nanostructures métalliques. Pour la réponse cubique, l'étude a porté sur les effets Kerr optiques qui décrivent la variation de l'indice optique des nanostructures avec l'intensité de l'onde incidente. Une attention toute particulière a été donnée aux conditions géométriques d'éclairement effectué avec une grande ouverture numérique. Le champ électromagnétique incident ne doit en effet plus être considéré dans l'approximation paraxialeThe manuscript reports a study about the quadratic and cubic nonlinear optical response from gold metallic nanostructures which are deposited onto substrates. The field of this work is more commonly known as nonlinear plasmonics and it consists in trying to understand the interaction between nanostructures and light, in a regime of high incident intensities when the response is no longer linear. The local electromagnetic field enhancement in these structures due to the surface plasmon resonance, the latters being collectives excitations of the conduction band electrons, increase drastically the cross-section for these processes. In the context of a quadratic response, the study has been focused on the Second Harmonic Generation (SHG) process whereby two incident photons at the fundamental wavelength are converted into one photon at twice the harmonic frequency. This process is highly dependent to the metallic nanostructures morphology. For the cubic response, the study has been focused on the optical Kerr effect which describes the optical index variation of nanostructure with the intensity of the incident wave.Specifics considerations have been taken into account about the geometrical illumination conditions which are performed with a large numerical aperture. The electromagnetic incident field cannot be anymore considered within the paraxial approximation
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Lefkir, Miloud. "Mesure des susceptibilités non linéaires d'ordre trois par auto-modification de l'état de polarisation d'une onde lumineuse : rôle des gradients transversés du champ." Angers, 1996. http://www.theses.fr/1996ANGE0025.
Abstract:
Ce travail porte essentiellement sur la mesure des susceptibilités non linéaires par automodification de l'état de polarisation d'une onde polarisée elliptiquement dans des milieux à non-linéarité de Kerr lorsqu'ils sont excités par une impulsion laser picoseconde intense. En modèle d'onde plane dans un milieu sans absorption non linéaire, l'ellipse de polarisation tourne d'un angle proportionnel à la composante #(#3#)xyyx du tenseur de susceptibilité non linéaire du troisième ordre et conserve son ellipticité. Nous présentons pour la première fois l'observation simultanée du profil transverse de l'onde, du comportement de l'état de polarisation et de la transmission d'une onde. Nous mettons en évidence les effets de gradients transverses sur le profil transverse de l'intensité et l'état de polarisation de l'onde transmise. Nous montrons que le modèle d'onde plane est insuffisant pour exploiter les résultats des mesures, même pour de très faibles densités d’énergie excitatrice, puisque ne reste pas proportionnel a #(#3#)xyyx et que l'ellipticité n'est pas conservée. En conclusion, l'influence des dispersions temporelle et spatiale dans la susceptibilité non linéaire est clairement montrée.
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Rigneault, Hervé. "Perturbations photo-induites dans les couches minces diélectriques soumises à un flux laser de puissance." Aix-Marseille 3, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX30074.
Abstract:
Diverses methodes sont envisagees pour etudier les variations photo-induites des proprietes optiques des materiaux dielectriques en couches minces lorsqu'ils sont soumis a un flux laser de puissance. On rappelle tout d'abord differentes origines possibles de ces variations en s'attachant plus particulierement a celles responsables d'une variation d'indice qui suit l'intensite lumineuse (effet non lineaire de type kerr optique localise). Une etude theorique basee sur l'electromagnetisme est ensuite menee pour determiner les aptitudes de chacune des configurations experimentales envisagees a detecter les consequences d'un effet de type kerr optique dans la couche. On s'attache ensuite a decrire la mise en uvre des appareillages developpes. Il apparait alors que la technique du coupleur a prisme a reflexion totale est la mieux adaptee a notre etude. On obtient, dans ce cas, des lignes sombres dans le faisceau reflechi correspondant a l'excitation des modes guides dans la structure planaire couplee au prisme. Avec la theorie developpee; on interprete les perturbations de ces lignes sombres avec la puissance lumineuse incidente. On determine ainsi les coefficients d'indice de refraction non lineaires de differents materiaux en couches minces pour un eclairement laser continu et impulsionnel. On trouve que ces coefficients dependent du materiau considere et de la technique utilisee pour le depot (evaporation-condensation classique, assistee par faisceau d'ions, assiste par plasma)
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Labidi, Tarek. "Amplification sensible à la phase de signaux analogiques sur porteuse optique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS340/document.
Abstract:
Les liaisons opto-hyperfréquences sont appelées à jouer un rôle important dans les futurs systèmes micro-ondes. Elles permettent par exemple de transporter des signaux radars ou des oscillateurs locaux sur porteuse optique sur de longues distances. Elles permettent également de réaliser un certain nombre de fonctions comme des déphasages, l’introduction de retards vrais sur de larges bandes passantes, le filtrage reconfigurable des signaux, ou même des fonctions plus complexes comme de l’analyse spectrale ou de la corrélation de signaux hyperfréquences. Comme tous les systèmes opto-hyper, elles souffrent de pertes dues soit à la conversion opto-hyper, soit tout simplement à la propagation. Les amplificateurs classiques, par exemple à fibre dopée erbium, à semi-conducteur, ou à effet Raman dans les fibres, ne permettent pas de compenser ces pertes sans dégrader le rapport signal sur bruit. L’objectif de la thèse est l’étude et la réalisation expérimentale d’un amplificateur optique sensible à la phase basé sur des fibres hautement non linéaires (HNLF) pour amplifier des signaux analogiques sans ajouter du bruit. La majeure partie de ce travail de thèse a été consacrée à la mise en œuvre d’une expérience qui porte sur l’amplification sensible à la phase avec une seule pompe. Notre étude a également porté sur l’étude des performances de cet amplificateur en termes de linéarité et de bruit. La linéarité de l’amplificateur a été testée en comparant les produits d’intermodulation d’ordre 3 (IMD3) lorsque le PSA est activé et le PSA est désactivé. Nous avons montré à partir de ces mesures que l’introduction de l’amplificateur sensible à la phase dans la liaison n’a pas dégradé la dynamique libre de parasite (SFDR). De plus, nous avons étudié les performances de notre amplificateur sensible à la phase en termes de bruit en effectuant des mesures de son facteur de bruit (NF). En effet, nous avons mesuré un facteur de bruit de -2.07 dB dans le cas où l’on ne détecte que le signal, tandis qu’un facteur de bruit de 0.2 dB est obtenu lors de la détection de l’ensemble « signal et idler »Microwave photonic links are expected to play an important role in future RF systems. Based on low loss optical fibers, analog photonic links (APLs) have become the heart of the emerging field of microwave photonics, in which various functionalities are explored such as the generation and distribution of radar signals and local oscillators, phase shifting, reconfigurable true time delays, or even more complex functions such as spectrum analysis or correlation of RF signals. Unavoidably, microwave photonics systems undergo losses due either to microwave-to-optical conversion or to propagation. Classical amplifiers based on erbium doped fibers, semiconductor amplification, or Raman scattering in fibers, do not allow to compensate for these losses without degrading the signal-to-noise ratio. The aim of this thesis is to address this issue and to theoretically study and experimentally an optical phase-sensitive amplifier based on highly nonlinear fiber (HNLF) in order to amplify an analog signals without adding noise. We experimentally investigate the linearity of a phase sensitive amplifier based on nonlinear optical fiber in the context of microwave photonics. The linearity of the PSA amplifier is assessed by performing third order intermodulation distortion products (IMD3) measurements using two RF tones. The results show that the PSA is, in the explored domain, perfectly linear for the RF modulation, leading to amplification without any increase of distortion, thus proving the compatibility with future microwave photonics applications. In addition, we study the performance of our PSA in terms of noise by taking measurements of the noise figure (NF). Indeed, we measure a noise factor of -2.07 dB in the case where when we detect only the signal, while a 0.2 dB noise factor is obtained when both "signal and idler" are detected
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Tang, Xuefeng. "Optical phase conjugation and its application in the compensation of fiber Kerr nonlinearities." Lorient, 2005. http://www.theses.fr/2005LORIS052.
Abstract:
Avec l'augmentation du débit et du nombre de canaux dans les télécommunications optiques, la non linéarité de la fibre, en particulier l'effet de Kerr, est considérée comme une des limitations les plus importantes de la performance au niveau de la transmission. La conjugaison de phase optique (OPC, optical phase conjugation), une technique optique non-linéaire, reçoit de plus en plus d'attention grâce à sa capacité à compenser la dispersion, ainsi que les effets non linaires. Dans cette thèse, nous étudions le processus de la compensation pour les effets non linéaires, incluant l'auto-modulation de phase, la modulation de phase croisée, l'interaction non-linaire intra canal, l'amplification non-linaire du bruit dans le système OPC. Il est démontré que l'OPC a une capacité de compenser efficacement les effets non linéaires, pourtant sa performance de compensation est influencée considérablement par plusieurs facteurs tels que la symétrie de l'évolution du signal, le régime de la dispersion et la configuration de la liaison. Avec l'optimisation pour la carte de dispersion, la performance de l'OPC peut être fortement améliorée, ce qui facilite la mise en œuvre de schéma de multiplexage soit par TDM ( time-division-multiplexing ), soit par WDM (wavelength-division-multiplexing). De plus, à partir de l'étude de l'effet de réglage de la température sur le processus QPM-DFG (quasi-phase-matching difference-frequency generation) basé sur un cristal de PPLN ( periodically poled LiNbO3), nous proposons une méthode de réglage correspondant aux différentes zones de température du PPLN pour améliorer la performance du QPM-DFGWith the increase of the bit rate and channel number in optical fiber communications, the fiber nonlinearity, especially the Kerr nonlinearity, has been reconsidered as one of the most important limitations on the transmission performance. As an important nonlinear optical technique, optical phase conjugation (OPC), has been paid increasing attention due to its ability to compensate for the dispersion and the nonlinear effects in fiber transmissions. In this dissertation, we investigate the compensation process of nonlinear effects, including self-phase modulation (SPM), cross-phase modulation (XPM), intrachannel nonlinear interaction and nonlinear noise amplification in OPC systems, using theoretical analysis and numerical simulations. It is shown that OPC has a very promising ability to compensate for the fiber nonlinearities, while its performance is affected by some factors such as the signal evolution symmetry, the dispersion regime and the fiber-link configuration. With the optimization of the dispersion map design (fiber-link configuration), the compensation performance of OPC can be improved considerably, which shows a very attractive implementation in either time division multiplexing (TDM) or wavelength division multiplexing (WDM) schemes. In addition, we have made a contribution to the study of the temperature tuning effect on the quasi-phase-matching (QPM) difference-frequency-generation (DFG), and a multi-segment temperature tuning method is proposed to optimize the QPM-DFG performance
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Coda, V. "Solitons optiques spatiaux Kerr et photoreactifs : propriétés fondamentales et application à l'adressage optique." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00373624.
Abstract:
Cette thèse porte sur l'autofocalisation de faisceaux et la propagation solitonique optique. Les résultats présentés s'appuient sur l'utilisation de deux milieux aux propriétés non linéaires complémentaires, un milieu Kerr en configuration planaire offrant une réponse ultrarapide et un milieu photoréfractif siège d'une autofocalisation stable bidimensionnelle opérationnelle à très basse puissance. Les analyses présentées sont basées sur des modélisations analytiques et numériques vérifiées par de nombreuses expériences. Nous nous intéressons en particulier au potentiel des guides autoinduits par les solitons pour des applications de routage optique et d'interconnexions reconfigurables. La première partie présente des résultats sur les solitons Kerr, aux longueurs d'onde des télécommunications, formés dans des guides plans basés sur le semiconducteur AlGaAs. Nous avonsmontré que les absorptions non linéaires, bien que faibles, influencent de manière déterminante l'autofocalisation des faisceaux. Par ailleurs, nous avons déterminé expérimentalement les durées d'impulsions compatibles avec la génération de solitons. Une propagation solitonique a été obtenue sur une distance de 17 longueurs de diffraction. Dans une seconde partie, nous avons étudié un nouveau type de soliton brillant bidimensionnel, le soliton photoréfractif-photovoltaïque avec champ appliqué dans le LiNbO3. Ce soliton est caractérisé par l'application d'un champ électrique qui s'oppose à l'effet photovoltaïque intrinsèque au matériau afin de produire un effet non linéaire focalisant. En accord avec le modèle semi-analytique et les simulations numériques développés, les expériences réalisées montrent que ces solitons constituent une technique simple pour générer des guides à symétrie circulaire, droits ou courbes, utilisables aux longueurs d'onde du visible mais également dans l'infrarouge. Enfin, nous avons testé les potentialités des solitons pour l'adressage optique à travers deux applications. La première a permis de vérifier les capacités des solitons Kerr dans AlGaAs pour des interconnexions rapidement reconfigurables. Dans une seconde configuration, un composant d'optique intégrée 3-D remplissant la fonction de routage 1 vers 4 a été réalisé dans le LiNbO3 à l'aide de solitons photoréfractifs.
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Coda, Virginie. "Solitons optiques spatiaux Kerr et photoréfractifs : propriétés fondamentales et application à l'adessage optique." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00137257.
Abstract:
Cette thèse porte sur l'autofocalisation de faisceaux et la propagation solitonique optique. Les résultats présentés s'appuient sur l'utilisation de deux milieux aux propriétés non linéaires complémentaires, un milieu Kerr en configuration planaire offrant une réponse ultrarapide et un milieu photoréfractif siège d'une autofocalisation stable bidimensionnelle opérationnelle à très basse puissance. Les analyses présentées sont basées sur des modélisations analytiques et numériques vérifiées par de nombreuses expériences. Nous nous intéressons en particulier au potentiel des guides autoinduits par les solitons pour des applications de routage optique et d'interconnexions reconfigurables.La première partie présente des résultats sur les solitons Kerr, aux longueurs d'onde des télécommunications, formés dans des guides plans basés sur le semiconducteur AlGaAs. Nous avons montré que les absorptions non linéaires, bien que faibles, influencent de manière déterminante l'autofocalisation des faisceaux. Par ailleurs, nous avons déterminé expérimentalement les durées d'impulsions compatibles avec la génération de
solitons. Une propagation solitonique a été obtenue sur une distance de 17 longueurs de diffraction.
Dans une seconde partie, nous avons étudié un nouveau type de soliton brillant bidimensionnel, le soliton photoréfractif-photovoltaïque avec champ appliqué dans le LiNbO3. Ce soliton est caractérisé par l'application d'un champ électrique qui s'oppose à l'effet photovoltaïque intrinsèque au matériau afin de produire un effet non linéaire focalisant. En accord avec le modèle semi-analytique et les simulations numériques développés, les expériences réalisées montrent que ces solitons constituent une technique simple pour générer des guides à symétrie circulaire, droits ou courbes, utilisables aux longueurs d'onde du visible mais également dans l'infrarouge.
Enfin, nous avons testé les potentialités des solitons
pour l'adressage optique à travers deux applications. La première a permis de vérifier les capacités des solitons Kerr dans AlGaAs pour des interconnexions rapidement reconfigurables. Dans une seconde configuration, un composant d'optique intégrée 3-D remplissant la fonction de routage 1 vers 4 a été réalisé dans le LiNbO3 à l'aide de solitons photoréfractifs.
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Nguyen, Duc Minh. "Investigations et caractérisations de fibres et guides optiques très fortement non-linéaires." Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00663282.
Abstract:
L'étude des effets optiques non-linéaires suscite un vif intérêt pour un large champ d'applications dans les systèmes de transmission optiques, comme la régénération des données ou le démultiplexage temporel. La réalisation de ces fonctions exige de nouvelles fibres ou guides d'ondes qui possèdent une très forte non-linéarité Kerr. Dans le cadre de cette thèse nous avons retenu l'étude de guides polymères et de fibres en verres de chalcogénures pour leur très fort coefficient non-linéaire n2 dont la valeur atteint 10000 respectivement 500 fois celui de la silice à la longueur d'onde de 1550 nm. Dans cette thèse, nous proposons de nouvelles méthodes de caractérisations non-linéaires de fibres et guides optiques. Ces méthodes permettent de déterminer simultanément le coefficient non-linéaire Kerr et la dispersion ainsi que d'améliorer la précision de mesure par rapport aux techniques précédentes. Une nouvelle solution d'analyse modale est également développée. La méthode permet non seulement de calculer le nombre de modes, mais aussi de déterminer la distribution de puissance entre les modes. Nous proposons ensuite la caractérisation et la démonstration d'effets non-linéaires dans deux nouvelles fibres microstructurées en verre de AsSe fabriquées en 2010 et 2011 par Perfos, Lannion et SRC, Rennes. Deux records de non-linéarité de 31300 W-1km-1 et 41000 W-1km-1 sont mesurés Pour la dernière fibre (fabriquée en 2011), la conversion de longueur d'onde à 10 GHz et 42,7 GHz a été réalisée avec une puissance d'entrée compatible avec les télécoms. Finalement, les conditions nécessaires à l'observation des effets non-linéaires dans les guides polymères sont étudiées.
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Godard, Pierre. "Optique électromagnétique non-linéaire polyharmonique : théorie et modélisation numérique." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00439833.
Abstract:
Les équations de Maxwell, qui gouvernent le comportement des champs électromagnétiques mésoscopiques, ne forment pas un ensemble clos d'équations. Il faut donc les compléter avec des relations constitutives, qui caractérisent un matériau. Nous avons voulu donner des relations fort générales, et les simplifier ensuite, en explicitant toutes les restrictions physiques que cela comportait, jusqu'à obtenir un système fini d'équations aux dérivées partielles non-linéaires couplées résoluble numériquement (méthode des éléments finis). Cela nous a permis d'étudier la diffraction d'un champ électromagnétique par un système, ayant la forme d'un cylindre ou d'un cristal photonique, fini ou infini, générant une deuxième et une troisième harmonique. Ces différentes composantes du champ électrique interagissent entre elles, par l'effet Kerr-optique ou la déplétion de l'onde de pompe. Nous avons aussi généralisé à l'optique non-linéaire quelques propriétés des matériaux bien connues dans le régime linéaire, comme l'anisotropie ou la perte d'énergie électrique.
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Fahmi, Abdelilah. "Contrôle des effets non linéaires dans des liquides en mélange d'ondesApplication à la mesure de la susceptibilité non linéaire et à la conjugaison de phase." Angers, 1995. http://www.theses.fr/1995ANGE0022.
Abstract:
La mesure des susceptibilités non linéaires d'ordre 3 dans des matériaux nécessite une bonne maitrise de l'ensemble des non-linéarités apparaissant dans ces matériaux en particulier dans les expériences faites en mélanges d'ondes. L'étude présentée est consacrée à la maitrise des non-linéarités dans des matériaux de référence. Nous avons montré la présence d'une diffusion Rayleigh stimulée des cs#2 et des absorptions linéaire et non linéaire dans c#6h#5no#2. Ces effets diminuent considérablement la réflectivité de conjugaison de phase par mélange quatre ondes dégénéré. L'analyse théorique et la démonstration expérimentale de ces processus sont présentées. On a observé que les effets de couplages pompe/sonde dans le cas de la diffusion Rayleigh stimulée dépendent de l'angle entre l'onde pompe et l'onde sonde. On a de plus montre l'effet des gradients transverses de champ dans les mesures. Les absorptions linéaire et non linéaire observées produisent un échauffement du matériau qui conduit à la formation d'une onde acoustique. Nous avons analysé les répercussions de cette onde acoustique sur les mesures de la susceptibilité non linéaire. Les résultats obtenus permettent d'envisager, par exemple, des applications a la mesure de la partie réelle de la susceptibilité non linéaire par mélange d'ondes dans des matériaux organiques nouveaux qui peuvent être absorbants ou diffusants et ou l'ordre de grandeur de la non-linéarité d'indice est inconnu à l'avance.
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Nguyen, Duc Minh. "Investigations et caractérisations de fibres et guides optiques très fortement non-linéaires." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1E006.
Abstract:
L’étude des effets optiques non-linéaires suscite un vif intérêt pour un large champ d'applications dans les systèmes de transmission optiques, comme la régénération des données ou le démultiplexage temporel. La réalisation de ces fonctions exige de nouvelles fibres ou guides d'ondes qui possèdent une très forte non-linéarité Kerr. Dans le cadre de cette thèse nous avons retenu l’étude de guides polymères et de fibres en verres de chalcogénures pour leur très fort coefficient non-linéaire n2 dont la valeur atteint 10000 respectivement 500 fois celui de la silice à la longueur d’onde de 1550 nm. Dans cette thèse, nous proposons de nouvelles méthodes de caractérisations non-linéaires de fibres et guides optiques. Ces méthodes permettent de déterminer simultanément le coefficient non-linéaire Kerr et la dispersion ainsi que d’améliorer la précision de mesure par rapport aux techniques précédentes. Une nouvelle solution d’analyse modale est également développée. La méthode permet non seulement de calculer le nombre de modes, mais aussi de déterminer la distribution de puissance entre les modes. Nous proposons ensuite la caractérisation et la démonstration d’effets non-linéaires dans deux nouvelles fibres microstructurées en verre de AsSe fabriquées en 2010 et 2011 par Perfos, Lannion et SRC, Rennes. Deux records de non-linéarité de 31300 W-1km-1 et 41000 W-1km-1 sont mesurés Pour la dernière fibre (fabriquée en 2011), la conversion de longueur d’onde à 10 GHz et 42,7 GHz a été réalisée avec une puissance d’entrée compatible avec les télécoms. Finalement, les conditions nécessaires à l’observation des effets non-linéaires dans les guides polymères sont étudiées.
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Malvache, Arnaud. "Optique non-linéaire à haute intensité : Compression d'impulsions laser Interaction laser-plasma." Phd thesis, Palaiseau, Ecole polytechnique, 2011. https://theses.hal.science/index.php?halsid=uofsba7dj5fa0catc3i9mh00v0&view_this_doc=pastel-00677295&version=1.
Abstract:
Cette thèse principalement théorique se situe dans le cadre de l'utilisation du laser de la Salle Noire du LOA, qui fournit des impulsions ultracourtes (2 cycles optiques) et énergétiques (1mJ) à 1kHz, stabilisées en CEP, pour générer des harmoniques sur cible solide. D'une part, pour profiter pleinement des ressources du laser, j'ai développé un code de simulation de propagation dans une fibre creuse qui, associé à une analyse expérimentale, a permis de repousser la limite en énergie de cette technique de compression. J'ai d'autre part utilisé des simulations PIC et j'ai développé un modèle de simulation de l'émission CWE pour quantifier sa dépendance aux conditions laser et plasma. Ce travail a servi premièrement à expliquer la variation expérimentale du spectre CWE à la CEP de l'impulsion laser. Deuxièmement, à partir d'une étude paramétrique expérimentale des spectres CWE, de remonter à des informations sur le plasma tels que le gradient de densité et la température électroniqueThis mainly theoretical PhD thesis has been done in the framework of high-order harmonics generation on solid targets using 1mJ ultrashort laser pulses (2 optical cycles) at high repetition rate (1kHz), CEP-stabilized. On the one hand, in order to fully use the laser source, I developed a simulation code of hollow-core fiber propagation. The results of this code, associated with an experimental study, allowed to push the energy limitation of this compression technique. On the other hand, I used PIC simulation and I developed a simulation model of CWE in order to quantify its dependence to the laser and plasma parameters. This work first helped to explain the CWE spectrum changes with pulse CEP. Second, by comparing theoretical results with an experimental parametric study, it provided information about the plasma conditions such as density gradient and electronic temperature
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Cassagne, Christophe. "Développement des procédés de mesure de déphasage optique : applications aux non linéarités induites par effet Kerr dans certaines molécules organiques." Thesis, Angers, 2018. http://www.theses.fr/2018ANGE0010/document.
Abstract:
Notre étude concerne la mesure du déphasage optique non linéaire (NL) d’ordre trois. Deux catégories de procédés seront abordées : i) la technique interférométrique à décalage de phase qui permet la caractérisation de la phase avec une bonne résolution spatiale, ce qui est crucial pour un faisceau focalisé dans le milieu non linéaire. Cette technique utilise le critère des moindres carrés associé à plusieurs interférogrammes. Mise en œuvre à l'aide d'un modulateur spatial de lumière, elle fournit un calibrage pratique pour chaque déphasage considéré. La fiabilité de la méthode proposée est vérifiée par comparaison directe avec la méthode de transformation de Fourier ; ii) les méthodes innovantes de type Z-scan combinées avec un montage imageur. Elles seront ici appliquées aux mesures des coefficients NL d’ordre trois et d’ordres supérieurs. Nous montrerons que la flexibilité d’emploi d'une caméra CCD permet un meilleur pointage et suivi en temps réel du faisceau. Enfin nous nous intéresserons au montage Dark-field Z-scan bénéficiant des avantages de la microscopie à champ sombre à fort contraste. Ces améliorations ouvrent potentiellement un nouveau champ d’exploration microscopique pour l’investigation et la cartographie des effets non linéairesOur study concerns the measurement of the nonlinear (NL) optical phase shift of order three. Two categories of methods will be addressed: i) the phaseshift interferometric technique that allows phase characterization with good spatial resolution, which is crucial for a focused beam in the non-linear medium. This technique uses the least squares criterion associated with several interferograms. Implemented using a spatial light modulator, it provides a practical calibration for each phase shift considered. The reliability of the proposed method is verified by direct comparison with the Fourier transformation method; ii) innovative Z-scan methods combined with an imager assembly. They will be applied here to measurements of the NL coefficients of order three and higher. We will show that the flexibility of using a CCD camera allows for better pointing and real-time tracking of the beam. Finally, we will focus on the Dark-field Z-scan setup, which benefits from the advantages of high contrast dark field microscopy. These improvements potentially open up a new field of microscopic exploration for the investigation and mapping of non-linear effects
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Bourassa, Jérôme. "Non-linéarité et couplages lumière-matière en électrodynamique quantique en circuit." Thèse, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6677.
Abstract:
L'électrodynamique quantique en circuit est un contexte unique pour l'optique quantique et le calcul quantique. Dans cette architecture où des qubits supraconducteurs, composés de jonctions Josephson, sont fortement couplés au champ électromagnétique de résonateurs coplanaires, la dynamique du système est semblable à celle des atomes dans des cavités optiques. La polyvalence de la conception des circuits supraconducteurs permet d'étudier l'interaction lumière-matière de différents régimes et manières. Ainsi, plusieurs qubits peuvent être couplés à un seul résonateur afin de les enchevêtrer. Une jonction Josephson peut également être intégrée directement au résonateur afin de produire une interaction non linéaire entre les photons. De la même manière, il a été suggéré que le couplage qubit-résonateur pourrait devenir l'échelle d'énergie dominante du système : le régime de couplage ultrafort. Malgré que la dynamique qubit-résonateur soit bien comprise, les modèles actuels ne permettent pas de prédire correctement les effets dispersifs du résonateur sur les qubits tels : le décalage de Lamb, l'interaction d'échange virtuelle et le temps de relaxation. Comme il n'y a pas non plus de modèle général permettant de déterminer les caractéristiques d'un résonateur non linéaire, on comprend mal comment rendre la non-linéarité plus forte, ni même si le régime de couplage ultrafort peut être physiquement réalisé dans ces circuits. Dans le cadre de ma thèse, je me suis intéressé à la modélisation de qubits et de résonateurs afin de mieux comprendre l'interaction lumière-matière en circuits, dans le but de développer des conceptions alternatives d'architectures plus performantes ou qui explorent des régimes d'interactions méconnus. Pour ce faire, j'ai développé une méthode analytique générale permettant de trouver l'hamiltonien exact de circuits distribués non linéaires, une méthode basée sur la mécanique lagrangienne et la représentation des modes propres d'oscillation. La grande qualité de la méthode réside dans la description analytique détaillée des paramètres de l'hamiltonien du système en fonction de la géométrie et des caractéristiques électromagnétiques du circuit. Non seulement le formalisme développé réconcilie le modèle quantique avec l'électromagnétisme classique et la théorie des circuits, mais va bien au-delà en formulant d'importantes prédictions sur la nature des interactions et l'influence des fluctuations du vide du résonateur sur la dynamique des qubits supraconducteurs. À l'aide d'exemples numériques réalistes et compatibles avec les technologies actuelles, je montre comment de simples optimisations de conception permettraient d'augmenter grandement l'efficacité et la rapidité d'exécution de calculs quantiques avec l'architecture, en plus d'atteindre des régimes de non-linéarité et de couplage lumière-matière inédits. En permettant de mieux comprendre l'interaction lumière-matière dans les circuits et d'optimiser l'architecture afin d'atteindre de nouveaux régimes de couplages, la méthode d'analyse de circuit développée dans cette thèse permettra de tester et raffiner nos connaissances sur l'électrodynamique quantique et la physique quantique.
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Hache, François. "Effet Kerr optique dans les petites sphères et les colloïdes métalliques : étude théorique et expérimentale dans le cas de l'or." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112169.
Abstract:
Présentation d'un formalisme général local permettant d'étudier les réponses linéaire et non-linéaire à partir des équations fondamentales de l'électrodynamique classique. Analyse de l'origine de la susceptibilité non-linéaire des colloïdes métalliques. Résultats expérimentaux relatifs à l'effet Kerr optique et étude de l'influence de divers paramètres (fréquence, taille des sphères de métal, température, polarisation des faisceaux lumineux) sur le signal lumineux obtenu avec des verres à l'or.
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Besse, Valentin. "Dynamique spatiale de la lumière et saturation de l’effet Kerr." Thesis, Angers, 2014. http://www.theses.fr/2014ANGE0030/document.
Abstract:
Nous présentons une étude de la dynamique de la lumière et des mesures des caractéristiques non-linéaires optiques dans le disulfure de carbone.Dans la première partie, nous calculons dans le cadre d’un modèle classique des expressions des susceptibilités non-linéaires jusqu’au cinquième ordre, en tenant compte des corrections de champ local. Nous formulons différentes hypothèses que nous confirmons ou infirmons par la mesure des indices d’absorption et de réfraction non-linéaires. Celles-ci sont obtenues en combinant deux méthodes de caractérisation des non-linéarités au sein d’un système 4fd’imagerie. L’analyse des données expérimentales utilise une méthode nouvellement développée, qui consiste à inverser numériquement, par la méthode de Newton, les solutions analytiques des équations différentielles qui décrivent l’évolution du faisceau.Dans la deuxième partie, nous observons la filamentation d’un faisceau laser à la longueur d’onde de 532 nm et en régime picoseconde. Puis nous procédons à la mesure de l’indice de réfraction non-linéaire effectif du troisième ordre n2,eff en fonction de l’intensité incidente. Par un ajustement de la courbe de saturation de l’effet Kerr,nous développons un nouveau modèle. La résolution numérique de celui-ci reproduit la filamentation observée.La dernière partie est consacrée à l’étude de la dynamique des solitons dissipatifs au sein de milieux à gains et pertes non-linéaires. La résolution numérique de l’équation complexe de Ginzburg-Landau cubique-quintique est réalisée suivant différentes configurations :soliton fondamental, dipôle, quadrupôle,vortex carré et rhombiqueWe present a study of light dynamics and measurements of the nonlinear optical characteristics of carbon disulphide. In the first part, we calculate using the classical model, the nonlinear susceptibilities up to the fifth order taking into account local field corrections. We express different assumptions that we confirm or refute by measuring the nonlinear absorption coefficient and the nonlinear refractive index. The measurements are performed by means of two nonlinear characterization methods combined with an imaging 4f system. We analyse the experimental data using a newly developed method which numerically inverts the analytical solutions of the differential equations which describe the evolution of the beam, using Newton’s method. In the second part, we observe light filamentation at wavelength 532 nm, in the picoseconds regime. Then we measure the effective third order nonlinear refractive index n2,eff versus the incident intensity. By fitting the curve of the Kerr effect saturation, we develop a new model. Numerically solving this model, allows us to reproducethe experimentally observed filamentation. The last part is dedicated to the study of dissipative solitons dynamics. The complex Ginzburg-Landau equation with cubic-quintic nonlineraties is numerically solved in various configurations : soliton fundamental dipole, quadrupole, vortex and square rhombic
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Diallo, Souleymane. "Utilisation des non-linéarités Kerr et Brillouin dans les résonateurs à mode de galerie cristallins pour la synthèse de micro-ondes." Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2028/document.
Abstract:
Les résonateurs à modes de galerie sont des cavités diélectriques qui supportent des modes à très haut facteur de qualité et à faible volume qui demeurent confinés à l'interface air-diélectrique pour des durées pouvant atteindre voire dépasser la microseconde. L'intérêt de ce fort confinement des modes pour de longues durées est l'accentuation de l'interaction lumière-matière. Par conséquent, de nombreuses interactions non-linéaires telles que l'effet Kerr ou encore l'effet Brillouin à des puissances seuil inversement proportionnelles au carré voire au cube du facteur de qualité du résonateur ont lieu en son sein. Ces propriétés donnent accès à de nombreuses applications dans des domaines divers et variés tels que la spectroscopie, les télécommunications ou encore les micro-ondes. Les travaux de cette thèse ont pour but d'exploiter les non-linéarités Kerr et Brillouin dans les résonateurs à mode galerie à la longueur d'onde de 1550 nm afin de générer des micro-ondes ultra-stables à des fréquences comprises entre 5 et 30 GHz. Le premier chapitre introduit la théorie, la fabrication, le couplage et la caractérisation de résonateurs à des modes de galerie. Le second chapitre concerne la génération de micro-ondes. Nous y présentons nos résultats expérimentaux, la modélisation numérique de peignes de Kerr, ainsi que l'analyse d'instabilités oscillatoires d'origine thermique observées lors de nos travaux expérimentaux, puis nous concluons. Le dernier chapitre traite de l'interaction photons-phonons via le processus de diffusion Brillouin stimulée dans ces mêmes expérimentaux ainsi que le modèle temporel que nous avons développé pour suivre la dynamique de l'onde transmise et de celle rétrodiffusée. Le dernier chapitre conclue nos travaux. Les travaux présentés dans ce manuscrit ont été financé par l'European Research Council dans le cadre du projet NextPhaseWhispering galery mode resonators are dielectric cavities that support modes with ultra-high quality factor and small volume that remain confined in their inner periphery for time duratioons that can be as long as few microseconds. The strong confinement of these modes for such long durations strongly enhances nonlinear effect suchs as Kerr effect or Brillouin effect. These resonators can therefore be used for several applications such as spectroscopy, telecommunications or microwave generation. The objective of this thesis is to use Kerr and Brillouin nonlinearities in these resonators at the laser wavelength of 1550 nm, in order to generate high spectral purity microwave signals with frequencies rangong fros 5 to 30 GHz. The first chapter oh the thesis intriduces the theory, fabrication, coupling and characterisation of whispering gallery mode resonators. The second chapter is about the generation of Kerr optical frequency combs in these resonators and their application to the generation of microwave signals. We present our experimental resuktsdn the numerical modelling of Kerr combs, the analysis of oscillatory instabilities (due to thermal effect) observed during our experiments, and conclue. The third chapter concerns photon-phonon interactions via stimulated Brillouin scattering in these resonators and their application to the generation of microwave signals. We present our experimental results and the temporal model that we developed to track the dynamics of the forward and backscattered fields. The last chapter conclude the thesis. The research presented in this thesis has benne funded by the European Research Council through the project Nextphase
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Malvache, Arnaud. "Optique non-linéaire à haute intensité : Compression d'impulsions laser Interaction laser-plasma." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00677295.
Abstract:
Cette thèse principalement théorique se situe dans le cadre de l'utilisation du laser de la Salle Noire du LOA, qui fournit des impulsions ultracourtes (2 cycles optiques) et énergétiques (1mJ) à 1kHz, stabilisées en CEP, pour générer des harmoniques sur cible solide. D'une part, pour profiter pleinement des ressources du laser, j'ai développé un code de simulation de propagation dans une fibre creuse qui, associé à une analyse expérimentale, a permis de repousser la limite en énergie de cette technique de compression. J'ai d'autre part utilisé des simulations PIC et j'ai développé un modèle de simulation de l'émission CWE pour quantifier sa dépendance aux conditions laser et plasma. Ce travail a servi premièrement à expliquer la variation expérimentale du spectre CWE à la CEP de l'impulsion laser. Deuxièmement, à partir d'une étude paramétrique expérimentale des spectres CWE, de remonter à des informations sur le plasma tels que le gradient de densité et la température électronique.
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Caumes, Jean Pascal. "Caractérisation de l'indice nonlinéaire induit en présence de génération de second harmonique ou de redressement optique : application à la compensation de l'intégrale de rupture." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12606.
Abstract:
L'objectif consistait à compenser l'intégrale B présente dans les chaînes laser de puissance par cascade d'effets non-linéaires d'ordre deux. Les deux voies amenant une non-linéarité de type Kerr ont été étudiées. Le déphasage non-linéaire via une onde TeraHertz (THz) a été mesuré à l'aide d'une expérience d'effet Kerr. Sa dynamique femtoseconde non locale et la compétition avec la non-linéarité d'ordre trois sont présentées. Le modèle analytique permet de décrire chaque étape du processus : la génération de l'onde THz et la rétroaction sur une onde optique. Le déphasage non-linéaire via une onde harmonique, n2GSH, a été caractérisé pour des impulsions à spectre large. Les expériences d'auto-diffraction mesurent l'amplitude tandis que les mesures de phase précisent la forme spectrale et spatiale de n2GSH. Ces études indiquent que n2GSH est susceptible de corriger l'intégrale B. Expérimentalement, une intégrale B~4π a été compensée par un cristal de BBO sur une plage d'intensité importante.
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Liu, Jingtian. "Shaping Strategies to Embrace Nonlinear Effects in Optical Fiber Communications." Electronic Thesis or Diss., Institut polytechnique de Paris, 2024. http://www.theses.fr/2024IPPAT007.
Abstract:
Le principal obstacle aux communications longue distance est l'interférence non linéaire (NLI), résultant des effets non linéaires dans les canaux de fibres optiques. Bien que les algorithmes de traitement du signal numérique offrent une atténuation partielle, la nature intrinsèquement non linéaire, couplée aux effets de dispersion prédominants, continue de défier la fidélité de transmission. Aborder la non-linéarité directement à la source par des modulations intrinsèquement moins sensibles aux distortions non-linéaires est au coeur de notre stratégie de recherche. Les schémas traditionnels de modulation, à mesure que l'efficacité spectrale augmente, i.e formats QAM, deviennent de plus en plus sensibles à NLI et la distance euclidienne moyenne au carré (MSED) diminue. Bien que la modulation multi-dimensionnelle (MD) offre des gains linéaires améliorés et non linéaires partiels, elle est insuffisante. L'émergence de la mise en forme probabiliste de constellation (PCS), privilégiée pour son gain linéaire accru et sa compatibilité avec le matériel de modulation conventionnel, introduit une NLI supplémentaire. Par conséquent, la conception de PCS tolérante aux non-linéarités émerge comme une direction de recherche cruciale. Notre thèse commence par une nouvelle modulation MD pour les signaux uniformes. Ensuite, nous proposons une approche novatrice combinant MD avec PCS pour examiner les variations de performance. En explorant la PCS, nous étudions le coupleur de distribution de mise en forme (DM) sphérique énumérative, initialement d'un point de vue MD, et concevons un DM optimisé pour la tolérance non linéaire sur de courtes distances. Par la suite, nous introduisons une nouvelle technique de mesure d'NLI, prenant en compte les effets de dispersion. En intégrant cela au cadre de sélection de séquence de la PCS, nous réalisons une transmission longue distance réussie avec des gains non linéaires notablesThe main impediment in long-distance communications is nonlinear interference (NLI), stemming from nonlinear effects in optical fibers. While Digital signal processing algorithms offer partial mitigation, the inherent nonlinear nature of the fiber, coupled with predominant dispersion effects, continues to challenge the increase of transmission throughputs. Addressing nonlinearity at the information source through signal modulation technology is at the heart of our research. Traditional modulation schemes, as spectral efficiency climbs, such as QAM, become increasingly susceptible to NLI while their Mean Squared Euclidean Distance (MSED) diminishes. While multi-dimensional (MD) modulation yields improved linear and partial nonlinear gains, it has not yet demonstrated tangible benefits. On the other hand, the emergence of probabilistic constellation shaping (PCS), preferred for its enhanced linear gain and compatibility with conventional modulation hardware and software, introduces additional NLI. Consequently, the design of nonlinear-tolerant PCS is emerging as a pivotal research direction. Our thesis begins with a novel MD modulation for uniformly distributed signals. Then, we propose a novel approach combining MD with PCS to examine performance variations. Delving into PCS, we investigate the enumerative sphere shaping distribution matcher (DM), initially from an MD stance, and design a DM optimized for nonlinear tolerance over shorter distances. Subsequently, we introduce a new NLI measurement technique, accounting for dispersion effects. Integrating this with the sequence selection framework of PCS, we achieve successful long-distance transmission with notable nonlinear gains
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Astic, Magali. "Exaltation des Non Linéarités du Troisième Ordre dans les Structures à Cristal Photonique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00579136.
Abstract:
Grâce à leurs propriétés originales de propagation de la lumière, les structures à cristal photonique présentent d’excellents atouts pour la réalisation de dispositifs de faibles dimensions et d’excellente qualité en vue du traitement classique ou quantique du signal. L’objectif de ce travail est de montrer l’exaltation des non linéarités du troisième ordre dans les structures à cristal photonique et de favoriser, grâce à des calculs théoriques et aux expériences conduites, la compréhension de ce phénomène aux multiples facettes. Nous montrons que la clé réside en la formidable capacité des cristaux photoniques à localiser la lumière en bord de bande interdite. Ce phénomène, directement relié au ralentissement de l’onde lumineuse à l’intérieur de la structure, permet de favoriser largement les processus non linéaire d’ordre trois. Au plan théorique, nous avons étudié, grâce à un formalisme matriciel étendu au cas non linéaire du mélange à quatre ondes, différentes structures 1D. Nous avons montré la forte exaltation de la réflectivité conjuguée en bord de bande interdite, celle-ci étant directement reliée à la forte localisation de la lumière à cette longueur d’onde. Les paramètres structuraux favorisant cette localisation sont également mis en évidence. Nous avons d’autre part mené différentes études spectroscopiques et résolues en temps sur des structures 1D à faible (CP II-VI) ou fort contraste (CP III-V) d’indice. Ces études ont montré que de très forts changements d’indice de réfraction sont possibles. Nous montrons également que de fortes densités de porteurs libres photo-générés par absorption multi photonique sont extrêmement favorisées en bord de bande interdite. Nous avons en outre étudié les structures 2D grâce à une décomposition en série de Fourier du réseau 2D et nous comparons les performances du cristal photonique 1D incliné et du cristal photonique 2D.
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Kasparian, Jérôme. "Propagation non-linéaire d'impulsions laser ultrabrèves dans l'atmosphère et applicationsDes filaments blancs pour sonder l'atmosphère." Habilitation à diriger des recherches, Université Claude Bernard - Lyon I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011448.
Abstract:
Lorsqu'elles se propagent dans l'air les impulsions laser ultrabrèves (fs) et de forte puissance forment des filaments ionisés sur de longues distances, où est produit un continuum de lumière blanche qui s'étend de l'ultraviolet (230 nm) à l'infrarouge (4,5 µm). Ce processus fortement non-linéaire résulte d'un équilibre dynamique entre deux effets dus au profil spatial du faisceau : la focalisation par effet Kerr, et la défocalisation par le plasma issu de l'ionisation multiphotonique de l'air. Mon travail de ces dernières années, présenté ici, est consacré à l'étude de cette propagation non-linéaire, et à ses applications pour la physique de l'atmosphère.Une première catégorie d'applications, comme le Lidar à lumière blanche, repose sur l'exploitation du continuum de lumière blanche, par exemple pour réaliser une télédétection multi-composants dans l'air. Une seconde famille repose sur la capacité des filaments de délivrer à grande distance des intensités suffisantes pour induire in situ des effets non-linéaires à distance. Nous avons utilisé cette propriété pour identifier à distance des simulants d'aérosols biologiques ou des cibles solides. Enfin, l'ionisation de l'air dans le filament nous a permis de contrôler des décharges électriques de haute tension, ouvrant la voie vers un paratonnerre laser.
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Mouketou, Missono Alain Stephen. "La technique de Z-scan : développement et application à l'étude de la réponse optique non-linéaire de matériaux nanocomposites." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066069.
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Er-Rhaimini, Salih. "Reconstruction d'image par rétrodiffusion stimulée Raman et amélioration du rendement de conversion." Angers, 1995. http://www.theses.fr/1995ANGE0007.
Abstract:
La rétrodiffusion Raman stimulée peut être utilisée pour différentes applications, en particulier la fabrication des fréquences laser nouvelles et conjugaison de phase. Dans notre travail, nous montrons qu'il est possible de transférer sur le rayonnement Raman stimule l'image d'un objet éclairé par un faisceau laser avec de bons rendements de conversion. Nous améliorons d'abord le rendement de rétrodiffusion en choisissant des matériaux actifs (exemple : l'acétone) et des conditions géométriques d'excitation convenables. Nous trouvons les conditions géométriques et énergétiques pour un bon transfert d'image et montrons que deux phénomènes jouent un rôle important dans la reconstruction d'image : l'amplification Raman, et la relation de phase entre ondes laser et Raman. Nous montrons le rôle possible des variations non linéaires de l'indice de réfraction qui peut accompagner l'effet Raman. Nous proposons des applications en particulier à la visualisation d'objets de phase et a l'étude de la cohérence de la diffusion Raman.
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Mauger, Sarah. "Couplage entre auto-focalisation et diffusion Brillouin stimulée pour une impulsion laser nanoseconde dans la silice." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00638962.
Abstract:
Dans le cadre des études sur l'endommagement laser liées au projet Mégajoule, nous analysons le couplage entre l'auto-focalisation induite par effet Kerr et la rétrodiffusion Brillouin stimulée pour des impulsions de durée nanoseconde se propageant dans des échantillons de silice. L'influence de la puissance d'entrée, des modulations de phase ou d'amplitude ainsi que la forme spatiale du faisceau sur la dynamique de filamentation est discutée. Nous montrons qu'une modulation d'amplitude appropriée divisant l'impulsion incidente en train d'impulsions de l'ordre de la dizaine de picosecondes supprime l'effet Brillouin pour toute puissance incidente mais réduit notablement la puissance laser disponible. A l'inverse, des impulsions modulées en phase avec une largeur spectrale comparable peuvent subir de la filamentation multiple et une auto-focalisation à distance plus courte causées par des instabilités modulationnelles. Nous démontrons cependant l'existence d'une largeur spectrale critique à partir de laquelle la rétrodiffusion peut être radicalement inhibée par une modulation de phase, même pour des fortes puissances. Cette observation reste valide pour des faisceaux de forme carrée avec des profils spatiaux plus larges, qui s'auto-focalisent beaucoup plus rapidement et se brisent en filaments multiples sur de courtes distances. L'inclusion de la génération de plasma pour limiter la croissance des ondes pompe et Stokes est finalement abordée.
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Cambournac, Cyril. "Instabilités spatiales en milieu de Kerr : réseaux de solitons spatiaux et brisure de symétrie des solitons multimodes dans un guide plan." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008017.
Abstract:
Cette thèse a porté sur l'étude théorique et expérimentale d'instabilités spatiales transverses liées à l'interaction non linéaire d'ondes électromagnétiques cohérentes avec un milieu de Kerr homogène et isotrope en configuration guidée planaire — c'est-à-dire une configuration unidimensionnelle transverse ou (1+1)D. L'objectif a été d'améliorer la compréhension de certains phénomènes lumineux liés à la propagation solitonique en milieux de Kerr. En outre, notre recherche s'est inscrite dans une perspective tout autant appliquée que fondamentale, étant donné le fort potentiel de ces guides d'ondes auto-induits et reconfigurables que sont les solitons Kerr en traitement tout-optique et ultrarapide de l'information. La majeure partie de notre travail a été consacrée au processus d'instabilité de modulation spatiale en régime impulsionnel picoseconde. Intrinsèquement liée à une variation non linéaire de l'indice de réfraction via l'effet Kerr optique, cette instabilité est maîtrisable en propagation dans un guide plan et permet de créer des réseaux périodiques de faisceaux quasi-solitons, reconfigurables optiquement. Chaque soliton du réseau constitue alors un guide d'onde à gradient d'indice, dynamique et auto-induit. Ce travail a porté à la fois sur la génération et sur la stabilisation en propagation de tels réseaux, en vue d'applications au traitement parallèle optique ultrarapide de l'information. Une étude phénoménologique complète de l'instabilité de modulation spontanée (démarrant à partir du bruit spatial superposé à l'onde incidente) ou induite (par une modulation interférentielle de faible contraste) a été réalisée dans un guide plan de disulfure de carbone (CS2) à la longueur d'onde de 532 nm. Nous y avons montré pour la première fois la génération et le contrôle de réseaux de solitons spatiaux, dont la stabilité à la fois transverse et en propagation, bien que non prévue par les modèles théoriques usuels, a pu être assurée par l'inertie temporelle de la réorientation moléculaire responsable de l'effet Kerr optique dans le CS2. Par ailleurs, cette inertie de la réponse non linéaire provoque une dynamique spatio-temporelle nouvelle, responsable de l'apparition, le long de l'impulsion, d'un réseau secondaire intercalé spatialement. Quelques applications de tels réseaux de solitons, comme le guidage multiple et l'adressage, ont enfin été discutées. Le deuxième volet de cette thèse a été effectué dans le cadre d'une collaboration avec le Service d'optique et acoustique de l'université libre de Bruxelles. En utilisant une disposition particulière de la polarisation et des profils individuels d'une paire de faisceaux solitons, nous avons démontré pour la première fois expérimentalement, tout d'abord la propagation d'un état lié de ces solitons puis sa déstabilisation brutale et aléatoire par une instabilité de brisure de symétrie. Nous avons pu confirmer que l'instabilité est initiée par les fluctuations incontrôlables de l'amplitude de bruit de la source laser utilisée. Cette instabilité provient de la forte intermodulation de phase subie par la paire de solitons dans le guide CS2. Au-delà du caractère universel d'une telle instabilité, cette étude préliminaire permet d'envisager une possible application de commutation tout-optique et ultrarapide à puissance de commande arbitrairement faible.
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Thomazeau, Isabelle. "Résolution temporelle, à l'échelle subpicoseconde, de non-linéarités optiques du 3ème ordre dans des milieux isotropes transparents." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112148.
Abstract:
Des expériences d'effet Kerr optique ont montré que le verre SF 59 (verre silicaté contenant 57% de moles de PbO) constitue un excellent obturateur optique pour des impulsions très courtes (de l'ordre de 10-13 seconde) ; en effet: son efficacité est équivalente à celle du CS2 ; sa réponse temporelle est limitée par la largeur des impulsions. Une expérience de mélange de fréquences a permis de mesurer la non-linéarité électronique dans CS2 et de vérifier la règle de Kleinman. La technique des réseaux induits, utilisée suivant les cas en géométrie de Bragg ou de Raman-Nath, a permis de mesurer les relations entre coefficients du tenseur de susceptibilité. On a ainsi vérifié : la théorie moléculaire pour les phénomènes "lent" (de temps de relaxation 1. 55 psec. ) et "rapide" (de temps de relaxation 0. 2 ps) de CS2; la théorie électronique pour le verre SF 59Optical Kerr effect technique has been used to time resolve the third order nonlinearities of silicate glasses. Among them SF59 Schott glass may be a good optical shutter well suited for subpicosecond pump pulses. Its efficiency is of the same order of magnitude as that of liquid CS2 and takes advantage of temporal resolution limited by the pulses widths. Wave mixing experiments have been performed on liquid CS2, in the 620 nm – 650 nm frequency range. The associated electronic nonlinearities have been measured and the Kleinmann symmetry rule verified. The temporal behaviour of transient phase gratings has been analysed for a liquid (CS2) and glass (SF59). Two geometries have been built up: Raman-Nath and Bragg. The results obtained confirm the electronic and molecular theories which describe the relations encountered by the elements of the third order susceptibility tensor
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Charlet, Gabriel. "Etude des formats de modulation et des méthodes de détection pour les transmissions multiplexées en longueurs d’ondes sur fibre optique au débit de 40Gb/s et 100Gb/s." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112008/document.
Abstract:
Des méthodes de modulation et de détection de la lumière originales ont été étudiées afin d’améliorer la performance des systèmes de transmission optique longue distance. Des formats de modulation multiplexés en polarisation, utilisant plusieurs niveaux de phase ont été étudiés en particulier. La détection cohérente associée à un traitement numérique du signal a également été choisie au niveau de la réception afin d’optimiser la performance du système. Cela permet notamment de compenser de façon très efficace les distorsions linéaires introduites par la propagation dans le fibre optique, telles que la dispersion chromatique et la dispersion modales de polarisation. Après propagation sur grande distance, le rapport signal à bruit devient une limitation importante. L’autre limitation provient des interactions non linéaire entre la lumière et la fibre optique qui limitent la puissance maximale que l’on peut injecter dans la fibre optique.La première transmission multiplexée en longueur d’onde sur grandes distances (>1000km) utilisant la détection cohérente a notamment été démontrée.Afin de minimiser l’impact de ces effets non linéaires, différentes stratégies ont été proposées et investiguées. L’impact du multiplexage de polarisation a notamment été quantifié dans des configuration où la dispersion chromatique de la fibre est compensée régulièrement dans la liaison et dans le cas où elle n’est compensée qu’en fin de liaison de façon numérique.La proposition d’utiliser un format de modulation à 2 niveaux de phase ainsi que les algorithmes permettant de le détecter ont été fait. Le gain de performance obtenu par rapport à la solution conventionnelle à 4 niveaux de phase a été montré.Au débit de 100Gb/s, la démonstration de la première transmission sur des distances transocéanique a également été faite.Ces travaux de recherche ont été notamment utilisés pour définir puis développer des produits Alcatel-Lucent qui sont maintenant commercialisés, à 40Gb/s en utilisant un format de modulation multiplexé en polarisation à deux niveaux de phase, et à 100Gb/s en utilisant un format multiplexé en polarisation à quatre niveaux de phaseModulation and detection methods have been studied to improve the performance of optical long distance communication systems. Polarization division multiplexed modulation and multilevel phase modulation format have been evaluated. Coherent detection associated with digital signal processing has been selected at the receiver side to optimize system performance. This receiver design allows especially to compensate linear distortions induced by fiber optics propagation very efficiently. After long distance propagation, optical signal to noise ratio is a major limitation. The other main limitation comes from non linear interactions of light and fiber optics which put a limit on the maximum power to be injected within fiber optics.The first wavelength division multiplexed transmission over long distances (>1000km) using coherent detection has been demonstrated.Various strategies have been proposed to minimize the impact of non linear effect. The impact of polarisation multiplexing has been quantified in configuration where chromatic dispersion is either regularly optically compensated within the line or digitally compensated at the receiver end.The proposition to use a polarization multiplexed format using only 2 phase levels as well as the algorithms capable to detect them has been done. The performance gain obtained compared to the convention solution using 4 phase levels has been demonstrated.At 100Gb/s bit rate, the demonstration of the first transmission over trans-oceanic distance has also been done.These research work have been used to define and then develop Alcatel-Lucent products which are now commercialized, at 40Gb/s by using a polarization multiplexed and 2 phase levels modulation format, and at 100Gb/s by using a polarization multiplexed 4 phase levels format
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Berthereau, Anne. "Les matériaux vitreux pour l'optique non linéaire: - étude des verres à base d'oxyde de tellure a fort effet Kerr optique- le phénomène de génération de seconde harmonique dans un verre." Phd thesis, Bordeaux 1, 1995. http://www.theses.fr/1995BOR10660.
Abstract:
Les verres se placent actuellement parmi les candidats potentiels pour des applications en optoélectronique (transport de l'information par fibres optiques, commutation. . . ). Dans la perspective du développement de tels matériaux, cette thèse analyse l'origine du fort effet Kerr optique des verres a base d'oxyde de tellure TeO2. Des calculs ab initio ont permis d'établir des corrélations entre la structure locale des entités polarisables TeOn et leur activité optique. En outre, le phénomène de génération de seconde harmonique dans les verres a été appréhendé dans le cas particulier de la silice.
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Kaassamani, Shatha. "Polarization Spectroscopy of High Order Harmonic Generation in Semiconductors Orbital angular momentum from semiconductor high-order harmonics All semiconductor enhanced highharmonic generation from a single nanostructured cone." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP091.
Abstract:
Depuis sa première observation, la génération d'harmonique d'ordre élevé (HHG) dans les cristaux s'est avérée d'être une source efficace, contrôlable et compacte de rayonnement XUV cohérent. Dans cette thèse, nous étudions la génération d'harmonique d'ordre élevé (HHG) dans le graphène, et dans différents semi-conducteurs principalement oxyde de zinc, silicium, arséniure de gallium et oxyde de magnésium. Nous observons que les propriétés du laser, notamment l'intensité, polarisation et ellipticité ainsi que les propriétés du cristal impactent de manière corrélée au processus de génération d'harmonique. De plus, nous surlignons le rôle important des effets de propagation linéaire et non linéaire, surtout l'effet Kerr, qui peut modifier l'efficacité de génération d'harmonique. Bien que ceux-ci induisent des limitations, dans certaines conditions ils présentent un avantage. Finalement, nous démontrons la possibilité d'augmenter localement l'intensité du laser par confinement dans un cône nanostructuré et ainsi d’accroître le flux harmonique généré. Enfin, nous démontrons une application en imagerie par diffraction cohérente de la source harmonique nanostructuréeSince its first observation, a decade ago, high harmonic generation (HHG) in crystals has proved to be an efficient, controllable and compact source of coherent XUV radiation. In this thesis, we investigate HHG in 2D materials, particularly graphene, and in different semiconductor crystals mainly zinc oxide, silicon, gallium arsenide and magnesium oxide. We find that the laser properties, such as its intensity, polarization and ellipticity, and the crystal properties are interrelated. Moreover, we shed the light on the role of the linear and nonlinear propagation effects mainly the Kerr effect, upon laser interaction with the crystal, which can significantly influence the high harmonic generation efficiency. Although this presents major limitations, we show that in some cases it turns out to be an advantage. Finally, we demonstrate the manipulation of the harmonic radiation at the source of the emission by patterning nanostructures to confine and enhance nanojoule laser pulses, and generate harmonic beams carrying orbital angular momentum. Lastly, we successfully image a micrometer-sized sample by the coherent diffractive imaging (CDI) technique based on solid-state harmonics
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Bessin, Florent. "Experimental observation of different forms of modulation instability in passive fiber cavities." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R042/document.
Abstract:
L'instabilité de modulation (IM) en optique est un processus non-linéaire responsable de l'amplification exponentielle d'une faible perturbation périodique au dépend d'une onde porteuse de forte puissance, cela en raison du parfait équilibre entre la dispersion et la non linéarité. Dans les cavités optiques passives, la superposition entre le champ injecté dans le système et le champ intra-cavité ajoute un degré de liberté supplémentaire à ce mécanisme, ce qui enrichit sa dynamique. Dans cette thèse, nous avons principalement mené des études expérimentales de l’IM dans de tels dispositifs faits de fibres optiques, dans des régimes inexplorés. En particulier, nous avons étudié expérimentalement ce processus dans des cavités fonctionnant en régime de dispersion faible. Nous avons montré que la dynamique de l'IM dans un tel régime est fortement modifiée par rapport à celle de l'IM standard dans les cavités. Nous avons également étudié la dynamique temporelle de l'IM montrant que le motif temporel généré peut présenter deux comportements distincts. Une partie de ces travaux est également consacrée à l’étude expérimentale du mécanisme de gain induit par les pertes. Dans des conditions spécifiques, ce processus peut générer de l'IM ainsi que des peignes de fréquence ajustables. Ces études sont en bon accord avec les modèles théoriques et les simulations numériques. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons exploré analytiquement le processus de l’IM amorcée de façon cohérente. Nous avons montré que la dynamique du processus est sensible à la phase, ce que nous confirmons expérimentalement en enregistrant l'évolution de la puissance et de la phase des ondes impliquées dans le processusModulation instability (MI) in optics is a nonlinear process where a weak periodic perturbation exponentially grows at the expanse of a strong carrier wave as a result of the perfect balance between dispersion and non-linearity. In passive optical cavities, the coherent superposition between the driving field and the intra-cavity field adds a extra-degree of freedom to this mechanism that enriches its dynamics. In this thesis, we mostly led experimental study of MI in such devices made of optical fibers in unexplored regimes. In particular, we experimentally investigated this process in cavities that operate under weak normal dispersion. We showed that the MI dynamics in such regime is strongly modified compared to standard MI in cavities. We also studied the real-time dynamics of MI in the temporal domain highlighting that the generated temporal pattern can exhibit two distinct behaviors. A part of this work is also dedicated to the experimental study of the gain through loss mechanism. Under specific conditions this process can generate MI and tunable optical frequency combs. These studies are in pretty good agreement with theoretical models and numerical simulations. Finally, we explored analytically the process of coherent seeded MI. We reported that the dynamics of the process is phase-sensitive, which was confirmed experimentally by recording the power and phase evolution of the waves involved in the process
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Delqué, Michaël. "Les solitons optiques spatiaux vectoriels et leurs interactions." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00398835.
Abstract:
Si les flux de données actuellement échangés sont traités par les systèmes électroniques, ils transitent depuis plusieurs années par des lignes de transmission optique. Elles présentent seules une bande passante répondant à la croissance des taux de transmission. En revanche, les applications de traitement tout-optique du signal ne parviennent pas à rivaliser avec les systèmes électroniques. Les recherches récentes en optique laissent à penser que l'utilisation des faisceaux solitons comme guides photo-induits permettra à des dispositifs tout-optiques d'effectuer les opérations dévolues à l'électronique. La stabilité de ces solitons résulte de l'équilibre entre diffraction et auto-focalisation causée par la non-linéarité du milieu qu'ils traversent. Se propageant sans déformation, ils peuvent être considérés comme des canaux porteurs d'information. De tels dispositifs pourraient assurer les interconnexions dans les réseaux de communication.L'objectif de cette thèse est d'étudier théoriquement et expérimentalement une nouvelle classe de solitons, les solitons vectoriels, qui consitent en la superposition d'enveloppes de polarisations distinctes mutuellement piégées. Pour comprendre l'existence de ces solitons à composantes multiples, il suffit d'imaginer un guide supportant plusieurs modes photo-induits par effet soliton. Lorsque plusieurs modes se propagent simultanément, un d'eux peut jouer le rôle de guide d'onde effectif pour d'autres modes supérieurs et former un soliton multicomposante. Dans notre travail, nous étudierons différents membres de cette famille ainsi que leur stabilité. Nous analyserons leurs dynamiques dans un guide planaire non linéaire.