Dynamique temporelle des oscillateurs paramétriques optiques continus : oscillations multimodes, oscillations en rafales et chaos - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Dynamique temporelle des oscillateurs paramétriques optiques continus : oscillations multimodes, oscillations en rafales et chaos

Résumé

Continuous wave optical parametric oscillators (OPO) are widely accordable sources of coherent light, based on nonlinear interaction which may lead to a great diversity of dynamical regimes. We are interested in their temporal dynamics in an experimental, theoretical and numerical point of view. We characterize oscillations of frequency from 1 up to 300MHz. We show experimentally that they originate from the interaction of several transverse modes. Moreover, those fast oscillations give birth to bursting instabilities when they are coupled to slower ones due to thermal effects. We have observed what is to our knowledge the first experimental observation of deterministic chaos in this system. Finaly, our experimental an theoretical works have improved our understanding of mode selection in OPO.
Les oscillateurs paramétriques optiques (OPO) continus sont des sources de lumière cohérente largement accordables reposant sur l'interaction paramétrique de trois champs dans un cristal non-linéaire. Leur utilité est aussi bien liée à cette accordabilité (spectroscopie) qu'aux propriétés quantiques propres au système (génération d'états comprimés, photons jumeaux). D'autre part, en tant que systèmes non-linéaires, les OPO sont susceptibles de présenter une grande richesse de phénomènes dynamiques temporels et spatio-temporels. Nous présentons une étude expérimentale, théorique et numérique de différentes instabilités temporelles présentées par les intensités des champs à la sortie de la cavité de notre OPO. Nous caractérisons des oscillations de fréquence de 1 à 300MHz dont nous montrons expérimentalement qu'elles ont pour origine l'interaction entre plusieurs modes transverses. Ces oscillations rapides peuvent être couplées à des oscillations plus lentes d'origine thermique, menant à l'apparition d'instabilités du type oscillations en rafales. Un développement perturbatif multi-échelle permet d'obtenir des solutions analytiques pour les champs une fois les oscillations rapides moyennées. Nous avons d'autre part observé ce qui est à notre connaissance la première observation expérimentale de chaos déterministe dans ce système. Enfin nos travaux expérimentaux et théoriques ont permis d'améliorer notre compréhension de la sélection de modes dans les OPO.
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Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : tel-00004477 , version 1

Citer

Axelle Amon. Dynamique temporelle des oscillateurs paramétriques optiques continus : oscillations multimodes, oscillations en rafales et chaos. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00004477⟩
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