Dynamique non linéaire et fibres à cristal photonique

Dynamique non linéaire et fibres à cristal photonique PDF Author: Géraud Bouwmans
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 128

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Book Description
Les travaux présentés traitent à la fois de dynamique non-linéaire et de fibres à cristal photonique.Dans un premier temps, je présenterai brièvement certains des résultats obtenus lors de l’étude de la dynamique de deux microlasers couplés par proximité. J’aborderai notamment le fait que ces études ont mis en évidence la nécessité d’introduire un coefficient de couplage complexe entre les deux lasers alors qu’il était pris jusque là purement réel et négatif dans la littérature. Une explication simple de cette origine complexe sera donnée et une méthode permettant de déterminer expérimentalement ce coefficient sera succinctement présentée. J’aborderai ensuite une partie de mes travaux sur les fibres de nouvelle génération présentant une gaine microstructurée appelées aussi fibres à cristal photonique. Je développerai ici plus particulièrement la thématique des fibres à cœur solide guidant par effet de Bandes Interdites Photoniques (BIP). Après avoir rappelé le contexte ainsi que la motivation de mes travaux, je discuterai tout d’abord du mécanisme de guidage dans de telles fibres ainsi que des propriétés générales qui en découlent. En particulier une explication simple du diagramme de bande associé à ces fibres sera présentée. Cette interprétation permettra de comprendre certaines des propriétés de nouvelles fibres que nous avons développées, notamment des fibres dites hybrides qui contiennent non seulement des inclusions de haut indice par rapport à la matrice mais aussi des inclusions de bas indice. J’aborderai également la question de l’importance de la périodicité dans de telles structures. Parallèlement, je présenterai succinctement quelques uns de nos résultats marquants comme la réalisation des premières fibres BIP à cœur solide à faibles pertes, des premiers réseaux de Bragg efficaces dans ce type de fibre, ou encore du design des premières fibres guidant à grandes longueurs d’onde par réflexion totale interne et à courtes longueurs d’onde par BIP. Ces dernières fibres permettent de satisfaire pour la première fois la condition d’accord de phase nécessaire pour la génération de second ou troisième harmonique entre deux modes de profil proche d’une gaussienne. Enfin je terminerai par une présentation et une discussion de résultats expérimentaux et numériques obtenus en optique non linéaire que ce soit lors du contrôle de l’extension spectrale d’un supercontinuum généré dans une fibre hybride ou lors de l’étude, également dans ce type de fibre, de la dynamique de l’auto-décalage fréquentiel solitonique induit par effet Raman.

Dynamique non linéaire et fibres à cristal photonique

Dynamique non linéaire et fibres à cristal photonique PDF Author: Géraud Bouwmans
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Les travaux présentés traitent à la fois de dynamique non-linéaire et de fibres à cristal photonique.Dans un premier temps, je présenterai brièvement certains des résultats obtenus lors de l’étude de la dynamique de deux microlasers couplés par proximité. J’aborderai notamment le fait que ces études ont mis en évidence la nécessité d’introduire un coefficient de couplage complexe entre les deux lasers alors qu’il était pris jusque là purement réel et négatif dans la littérature. Une explication simple de cette origine complexe sera donnée et une méthode permettant de déterminer expérimentalement ce coefficient sera succinctement présentée. J’aborderai ensuite une partie de mes travaux sur les fibres de nouvelle génération présentant une gaine microstructurée appelées aussi fibres à cristal photonique. Je développerai ici plus particulièrement la thématique des fibres à cœur solide guidant par effet de Bandes Interdites Photoniques (BIP). Après avoir rappelé le contexte ainsi que la motivation de mes travaux, je discuterai tout d’abord du mécanisme de guidage dans de telles fibres ainsi que des propriétés générales qui en découlent. En particulier une explication simple du diagramme de bande associé à ces fibres sera présentée. Cette interprétation permettra de comprendre certaines des propriétés de nouvelles fibres que nous avons développées, notamment des fibres dites hybrides qui contiennent non seulement des inclusions de haut indice par rapport à la matrice mais aussi des inclusions de bas indice. J’aborderai également la question de l’importance de la périodicité dans de telles structures. Parallèlement, je présenterai succinctement quelques uns de nos résultats marquants comme la réalisation des premières fibres BIP à cœur solide à faibles pertes, des premiers réseaux de Bragg efficaces dans ce type de fibre, ou encore du design des premières fibres guidant à grandes longueurs d’onde par réflexion totale interne et à courtes longueurs d’onde par BIP. Ces dernières fibres permettent de satisfaire pour la première fois la condition d’accord de phase nécessaire pour la génération de second ou troisième harmonique entre deux modes de profil proche d’une gaussienne. Enfin je terminerai par une présentation et une discussion de résultats expérimentaux et numériques obtenus en optique non linéaire que ce soit lors du contrôle de l’extension spectrale d’un supercontinuum généré dans une fibre hybride ou lors de l’étude, également dans ce type de fibre, de la dynamique de l’auto-décalage fréquentiel solitonique induit par effet Raman.

Gestion des effets non linéaires dans les fibres optiques à bande interdite photonique

Gestion des effets non linéaires dans les fibres optiques à bande interdite photonique PDF Author: Pierre Viale
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Languages : fr
Pages : 230

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Book Description
Les effets non linéaires générés dans les fibres optiques sont devenus contrôlables avec l’apparition du cristal photonique. Il a été employé pour réaliser une fibre optique à coeur de silice à grande aire effective pour repousser le seuil d’apparition de ces effets. La conception et la caractérisation de cette fibre sont étudiées en détail. Le cristal photonique permet la propagation de la lumière dans un milieu d’indice faible comme l’air, matériau faiblement non linéaire, pour supprimer les effets non linéaires. La modélisation de fibres creuses est exposée, ainsi que nos premières réalisations et caractérisations. Une fibre composée d’un cœur liquide fortement non linéaire et d’indice faible peut également être employée pour exacerber des effets non linéaires et permettre la création de nouvelles sources optiques fibrées. La première réalisation de fibre à coeur liquide est présentée. Une théorie permettant la compréhension du guidage est développée et confirmée expérimentalement.

Conception et caractérisation de nouvelles fibres optiques à cristal photonique dites hybrides et applications à l'optique non linéaire

Conception et caractérisation de nouvelles fibres optiques à cristal photonique dites hybrides et applications à l'optique non linéaire PDF Author: Aurélie Bétourné
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Languages : fr
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Book Description
Les fibres à cristaux photoniques sont constituées d’un réseau périodique transverse de diélectriques. En introduisant un défaut dans ce réseau, il est possible de guider la lumière par un effet de bandes interdites photoniques, dont les propriétés diffèrent fondamentalement du guidage par réflexion totale interne qui a lieu dans les fibres conventionnelles. Nous étudions en particulier les fibres à bandes interdites photoniques solides, comportant des inclusions dont l’indice de réfraction est supérieur à celui de la matrice. En insérant des trous d’air dans cette structure solide, on observe une forte diminution des pertes par confinement et par courbure. De plus, la présence de trous d’air entre les inclusions de haut indice rend possible l’accord de phase entre deux modes fondamentaux, pour la génération du 2nd ou 3ème harmonique. Il est également possible dans ces fibres de générer efficacement un supercontinuum et d’en contrôler l’étendue spectrale grâce aux propriétés de dispersion particulières.

Propriétés linéaires des fibres optiques à cristal photonique à cœur solide

Propriétés linéaires des fibres optiques à cristal photonique à cœur solide PDF Author: Raphaël Jamier
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Languages : fr
Pages : 352

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Book Description
L’implantation de cristaux photoniques dans les fibres optiques a permis de repousser les seuils d’apparition des phénomènes physiques limitant le transport et la génération de forte puissance. La taille du cœur et l’aire effective du mode fondamental sont fortement augmentées tout en conservant une émission monomode. Les fibres à cristal photonique étudiées ici sont définies par une gaine périodique unidimensionnelle autorisant un guidage de la lumière par effet de bande interdite photonique. Leur potentiel est révélé au travers de l’étude de leurs propriétés linéaires. La conception, la fabrication et la caractérisation de fibres présentant des aires effectives élevées - relativement au carré de la longueur d’onde - sont présentées. La réduction drastique des pertes de confinement et de la sensibilité aux courbures est montrée. La possibilité de les intégrer comme composant passif dans une source laser « tout fibré » est abordée au travers d’un exemple de gestion de la dispersion.

Journal de physique

Journal de physique PDF Author:
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Category : Physics
Languages : en
Pages : 772

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Laser Dynamics

Laser Dynamics PDF Author: Thomas Erneux
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 9780521830409
Category : Science
Languages : en
Pages : 376

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Book Description
Bridging the gap between laser physics and applied mathematics, this book offers a new perspective on laser dynamics. Combining fresh treatments of classic problems with up-to-date research, asymptotic techniques appropriate for nonlinear dynamical systems are shown to offer a powerful alternative to numerical simulations. The combined analytical and experimental description of dynamical instabilities provides a clear derivation of physical formulae and an evaluation of their significance. Starting with the observation of different time scales of an operating laser, the book develops approximation techniques to systematically explore their effects. Laser dynamical regimes are introduced at different levels of complexity, from standard turn-on experiments to stiff, chaotic, spontaneous or driven pulsations. Particular attention is given to quantitative comparisons between experiments and theory. The book broadens the range of analytical tools available to laser physicists and provides applied mathematicians with problems of practical interest, making it invaluable for graduate students and researchers.

Experimental Chaos

Experimental Chaos PDF Author: Stefano Boccaletti
Publisher: A I P Press
ISBN:
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 384

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The 8th Experimental Chaos Conference again demonstrated the broad spectrum of areas where nonlinear dynamics plays an important role, such as circuits, hydrodynamics, optics, chemistry, fracture dynamics, neuroscience, and cognitive science. Additional contributions outline the trends for development and application of concepts and techniques of nonlinear dynamics.

Diffusion in Materials - DIMAT 2011

Diffusion in Materials - DIMAT 2011 PDF Author: Igor Bezverkhyy
Publisher: Trans Tech Publications Ltd
ISBN: 3038137030
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 600

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Book Description
The International Conference on Diffusion in Materials (DIMAT) is the benchmark conference series for diffusion in solids. DIMAT 2011 was organized by the University of Bourgogne in association with CNRS, Dijon (France). The conference showcased new results concerning theoretical tools as well as applied research approaches. Diffusion processes affect all types of materials: nanomaterials, materials for energy, metallurgy, glasses and ceramics, but each requires its own numerical tools. Volume is indexed by Thomson Reuters CPCI-S (WoS). This volume comprises most of the contributions presented at DIMAT 2011: 4 plenary lectures delivered by famous high-level scientists plus 88 contributions in the form of keynote lectures, talks and posters.

Quantum Communications and Cryptography

Quantum Communications and Cryptography PDF Author: Alexander V. Sergienko
Publisher: CRC Press
ISBN: 1420026607
Category : Science
Languages : en
Pages : 248

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Book Description
All current methods of secure communication such as public-key cryptography can eventually be broken by faster computing. At the interface of physics and computer science lies a powerful solution for secure communications: quantum cryptography. Because eavesdropping changes the physical nature of the information, users in a quantum exchange can easily detect eavesdroppers. This allows for totally secure random key distribution, a central requirement for use of the one-time pad. Since the one-time pad is theoretically proven to be undecipherable, quantum cryptography is the key to perfect secrecy. Quantum Communications and Cryptography is the first comprehensive review of the past, present, and potential developments in this dynamic field. Leading expert contributors from around the world discuss the scientific foundations, experimental and theoretical developments, and cutting-edge technical and engineering advances in quantum communications and cryptography. The book describes the engineering principles and practical implementations in a real-world metropolitan network as well as physical principles and experimental results of such technologies as entanglement swapping and quantum teleportation. It also offers the first detailed treatment of quantum information processing with continuous variables. Technologies include both free-space and fiber-based communications systems along with the necessary protocols and information processing approaches. Bridging the gap between physics and engineering, Quantum Communications and Cryptography supplies a springboard for further developments and breakthroughs in this rapidly growing area.

Flexoelectricity in Liquid Crystals

Flexoelectricity in Liquid Crystals PDF Author: Agnes Buka
Publisher: World Scientific
ISBN: 1848167997
Category : Science
Languages : en
Pages : 299

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Book Description
The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.