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Libres Savoirs >> 2A - Master 1 >> Cours Scientifique 2A - Bordeaux
Responsable :

Nicolas Dubreuil
  

Equipe Pédagogique :
Simon Bernon

Niveau : Graduate

Langue du cours : Français

Période : Automne

Nombre d'heures : 0
0281 Optique Non Linéaire
Ressources Pédagogiques :
A l’issue du cours d’optique nonlinéaire, les élèves seront capables de :
- citer des exemples de processus nonlinéaires d’ordre 2 et 3 en optique, et décrire pour chacun la manière dont ils se manifestent avec une application associée.
- déterminer, dans une situation donnée (expérimentale ou théorique) faisant intervenir la propagation d’au moins un faisceau lumineux à travers un milieu matériel diélectrique (massif ou guidé), si les effets nonlinéaires peuvent être négligés.
- évaluer l’efficacité d’un processus nonlinéaire d’ordre 2 et 3 faisant intervenir la propagation d’une onde pompe (en régime de non-déplétion), voire de son interaction avec une onde signal, au travers d’un milieu matériel diélectrique dont les caractéristiques sont définies, et optimiser son rendement de conversion.
- à partir d’un cahier des charges donné, de concevoir et spécifier les grandeurs liées aux faisceaux (direction, polarisation, intensité, CW ou pulsé, extension transverse, puissance) et au matériau nonlinéaire (orientation cristalline, susceptibilité nonlinéaire effective, taille) à utiliser pour atteindre les spécifications du cahier des charges. La démarche et les valeurs seront justifiées et présentées dans un compte-rendu écrit ou oral.

Ce cours est une introduction au domaine de l’optique nonlinéaire qui se manifeste lors de la propagation de faisceaux lumineux suffisamment intenses à travers un milieu matériel. En régime nonlinéaire, la réponse du milieu n’est plus proportionnelle à l’amplitude du champ d’excitation et se développe (en régime perturbatif) suivant une somme de termes en puissances du champ associés aux nonlinéarités d’ordre 2, 3… etc. Les interactions nonlinaires entre un champ et un milieu matériel donnent lieu à une grande variété de phénomènes et d’applications : génération d’harmoniques pour le doublement ou le triplement de la fréquence d’un laser, amplification et oscillation paramétriques avec la réalisation d’oscillateurs cohérents largement accordables (OPO), génération de peigne de fréquences, de sources superluminescentes, d’automodulation de phase, d’auto-focalisation ou dé-focalisation de faisceaux…
Partant des concepts de base en électromagnétisme, le cours s’attachera à développer des outils utiles à la compréhension des concepts de base et à l’évaluation des efficacités des principaux phénomènes nonlinéaires.

I- Introduction à l'optique non linéaire
Rappels d'optique linéaire
Susceptibilités non linéaires
II - Equation de propagation non linéaire
Equations de Maxwell
Propagation nonlinéaire en régime stationnaire
III- Nonlinéarités du deuxième ordre
Relations de Manley Rowe
Génération de second harmonique – Accord de phase
Amplification et oscillation paramétriques optiques
Matériaux à quasi-accord de phase
IV- Nonlinéarités du troisième ordre
Effet Kerr, mélange à quatre ondes
Propagation d'impulsions courtes, solitons
Diffusion Raman spontanée, et stimulée
Diffusion Brillouin spontanée et stimulée

Dernière mise à jour : Sunday 10 February 2019

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